压缩成形

高分子材料学术语

压缩成型又称为压塑成型、压制成型等，是将粉状或松散粒状的固态塑料直接加入到模具中，通过加热、加压的方法使它们逐渐软化熔融，然后根据模腔形状成型，经固化成为塑件，主要用于成型热固性塑料，也可用于热塑性塑料。与注射成形相比，其优点是可采用普通液压机，而且压缩模结构简单(无浇注系统)。此外，压缩塑件内部取向组织少，塑件成形收缩率小，性能均匀。其缺点是成形周期长，生产效率低，劳动强度大，塑件精度难以控制,模具寿命短，不易实现自动化生产。

压缩成型原理

压缩成型原理如图1昕示，成型时，先将粉状、粒状、碎屑状或纤维状的热固性塑料原料直接加入到敞开的模具加料室内，如图1中a)所示；然后合模加热，使塑料融熔，在合模压力的作用下，熔融塑料充满型腔各处，如图1中b)所示；这时，型腔中的塑料产生化学交联反应，使熔融塑料逐步转变为不熔的硬化定型的塑件，最后脱模将塑件从模具中取出，如图1中c所示。

压缩成型特点

压缩成型主要用于热固性塑料的成型，与注塑成型相比，压缩成型的优点是：可以使用普通压力机进行生产；因压缩模没有浇注系统，所以模具结构比较简单；塑件内取向组织少，取向程度低，性能比较均匀，成型收缩率小，可以生产一些带有碎屑状、片状或长纤维状填充剂；流动性很差，难以用注塑方法成型的塑件和面积很大、厚度较小的大型扁塑件。

压缩成型工艺

(1)成型前的准备

热固性塑料比较容易吸湿，贮存时易受潮，所以，在对塑料进行加工前应对其进行预热和干燥处理。同时，又由于热固性塑料的比容比较大，因此，为了使成型过程顺利进行，有时还要先对塑料进行预压处理：

①预热与干燥。在成型前，应对热固性塑料进行加热。加热的目的有两个：一是对塑料进行预热，以便对压缩模提供具有一定温度的热料，使塑料在模内受热均匀，缩短压缩成型周期；二是对塑料进行l二燥，防止塑料中带有过多的水分和低分子挥发物，确保塑件的成型质量。

②预压。预压是指压缩成型前，在室温或稍高于室温的条件下，将松散的粉状、粒状、碎屑状、片状或长纤维状的成型物料压实成重量一定、形状一致的塑料型坯，使其能比较容易地被放入压缩模加料窜预压坯料的形状一般为圆片形或圆盘形，也可以压成与塑件相似的形状。预压压力通常可以在40~200MPa内选择，经过预压后的坯料密度最好能达到塑件密度的800k左右，以保证坯料有一定的强度。

(2)压缩成型过程

模具装上压力机后要进行预热，若塑件带有嵌件，加料前应将预热嵌件放入模具型腔内，热固性塑料的成型过程一般可分为加料、闭模、排气、固化和脱模等几个阶段。

(3)后处理

塑件脱模以后，应对模具进行清理，有时还要对塑件进行后处理。

①模具的清理。脱模后，要用铜签或铜刷去除留在模内的碎屑、飞边等，然后再用压缩空气将模具型腔吹净。如果这些杂物留在下次成型的塑件中，将会严重影响塑件的质量。

②塑件的后处理。塑件的后处理主要是指退火处理，其主要作用是消除内应力，提高塑件尺寸的稳定性，减少塑件的变形与开裂。进一步交联固化，可以提高塑件的电性能和力学性能退火规范应根据塑件材料、形状、嵌件等情况确定。对于厚壁和壁厚相差悬殊以及易变形的塑件，退火处理时以采用低温和较长时间为宜。

压缩成型工艺参数

塑料制件质量性能的好坏，除了受塑料原材料性能、模具结构尺寸的影响外，还与成型工艺参数的制定和控制有关，这就是生产中常说的成型三要素：即温度、压力和时间。

1)成型温度

成型温度是指压制时所需要的模具温度。在该温度下，塑料熔体在模腔内流动、充填型腔及固化成型。模具温度不等于型腔内塑料熔体的温度。对于热固性塑料而言，由于塑料交联反应时放热的结果，塑料熔体最高温度比模具温度高。而热塑性塑料模压成型时，型腔中塑料熔体的温度则以模具温度为上限。成型温度过高，则固化时间短，但会造成充模困难，使塑料制件表面暗淡、无光泽，甚至发生肿胀、变形和开裂。成型温度过低，则固化时间慢，模压时间长。因此，模具温度的确定应综合考虑各方面的因素，它也是保证塑件成型质量的关键。

2)成型压力

成型压力是指压缩成型时，压力机对塑料制件投影面积上的单位压力。其作用是迫使塑料熔体流动，并充满模具型腔，避免塑件内部因低分子挥发物产生气泡、结构松散等缺陷，保证塑件具有固定的形状、尺寸，防止变形，提高内在质量。

3)时间

热固性塑料压缩成型时，需要在一定的温度和一定的压力下保持一定的时间，才能充分交联固化，成为优良的塑件，这段时间称为压缩时间。压缩时间与塑料的种类(树脂种类、挥发物含量等)、塑件形状、压缩成型的工艺条件(温度、压力)以及操作步骤(是否排气、预压、预热)等有关。压缩成型温度升高，塑料固化速度快，所需压缩时间减少：压缩压力增加也会使压缩时间减少，但没有像升高温度那么明显。另外，压缩时间还会随塑件壁厚的增加而增加。压缩时间的长短对塑件的性能影响很大。压缩时间过短，塑料硬化不足(欠熟)，塑件外观质量差，力学性能下降，易变形。适当增加压缩时间，可减少塑件收缩率，提高其耐热性和其他物理、化学性能。但压缩时间过长，不仅会降低生产率，还会使塑件收缩过多，内应力增加，塑件容易破裂。一般酚醛塑料压缩时间为l~2min，有机硅塑料为2～7min。

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