Пенопласт представляет собой термопластичную или термореактивную смолу в качестве матрицы, в которой имеется множество крошечных пор внутри пластика. Пенообразование - один из важных методов пластической обработки, пенопласт, полученный пеной, состоящий из двух предметов - газа и твердого вещества. В форме пенных клеток, присутствующих в пене, клетки и клетки называются замкнутыми клетками, изолированными друг от друга, известными как открытые поры, поэтому существуют пенопласт с закрытыми ячейками и пенопласт с открытой ячейкой. Закрытая ячейка определяется свойствами сырья и технологией его обработки.
Технология пластического вспенивания имеет давнюю историю. Самый ранний пенистый бакелит в начале 1920-х годов был изготовлен по методу, аналогичному производству пенорезины, в 1930-х годах появились жесткие пенополиуретаны и пенополистирол, полиэтилен, поливинилхлорид в 1940-х годах. Эпоксидная смола, фенольная пена, в 50-е годы были вспененные полистирольные пены и гибкие пенополиуретаны.
В настоящее время практически все пластмассы, в том числе термопластичные и термореактивные, могут быть вспенены в пены. Промышленные методы подготовки включают в себя: вспенивание экструзией, вспенивание под давлением, формованное вспенивание, каландрирование, порошковое вспенивание и Разбрызгивание пены и т. Д. Среди них инъекционное пенообразование является одним из наиболее важных методов формования. Здесь основное внимание уделяется вспениванию литьевого формования.
Принцип пенообразования
Метод вспенивания пластмасс можно разделить на физический метод вспенивания и метод химического вспенивания в соответствии с различными используемыми пенообразователями. Здесь мы кратко вводим пенообразователь.
Пенообразователь
Пенообразователь можно условно разделить на физические пенообразователи и химические пенообразователи. Требования к физическим пенообразователям: нетоксичные, без запаха, неагрессивные, негорючие, хорошая термическая стабильность, а не в газообразном состоянии Химические реакции имеют место. Скорость диффузии в пластическом расплаве в газообразном состоянии ниже, чем скорость диффузии в воздухе. Обычно используемыми физическими вспенивающими веществами являются воздух, азот, углекислый газ, углеводороды, фреон и т. Д .;
Химический пенообразователь представляет собой вещество, которое выделяет из тепловой энергии такие газы, как азот, углекислый газ и т. Д. Требования к химическому пенообразующему агенту: газ, выделяемый из его разложения, должен быть нетоксичным, неагрессивным и негорючим. Формирующие и физические, химические свойства не влияют, скорость выпуска газа должна быть в состоянии контролировать, пенообразователь должен иметь хорошую дисперсию в пластмассах. Широко используемые неорганические пенообразователи, такие как бикарбонат натрия и карбонат аммония, вспенивание в организме Агенты, такие как азоформамид и азобисизобутиронитрил.
Физическое вспенивание
Говоря простыми словами, следует использовать физические методы для вспенивания пластмасс. Обычно существует три метода:
(1) Инертный газ сначала растворяют в пластмассовом расплаве или пасте под давлением, а газ декомпрессируют, образуя поры в пластике и вспенивая;
(2) Пенообразование путем испарения низкокипящей жидкости, растворенной в полимерном расплаве, для испарения;
(3) добавление полых сфер в пластик для образования пены и вспенивания.
Физический пенообразователь, используемый в способе физического вспенивания, имеет относительно низкую стоимость, и, в частности, стоимость углекислого газа и азота является низкой, и она может быть огнестойкой и не загрязняющей окружающую среду. Поэтому значение применения является высоким, а физический пенообразователь не имеет остатков после вспенивания. Влияние на производительность пенопластов незначительно, но для этого требуется специальная машина для литья под давлением и вспомогательное оборудование. Техническая сложность очень высока.
Химическое вспенивание
Химическое вспенивание - это использование химических методов для получения газа для пенопластов: химический пенообразователь, добавленный в пластик, нагревается до разложения и выпуска газа в пенопласт. Альтернативно, химические взаимодействия между пластиковыми компонентами также могут быть использованы. Реакция выделяет газ и пены.
Процесс вспенивания пластмассовой инъекции с использованием химического вспенивающего агента в основном такой же, как и общий процесс литьевого формования. Нагревание пластмасс, нагревание, смешивание, пластификация и большая часть расширения пены производится в машине для литьевого формования.
Короче говоря, независимо от того, какое пластиковое сырье выбрано, независимо от того, какой тип метода вспенивания используется, процесс вспенивания, как правило, должен подвергаться образованию пузырьковых ядер, расширению пузырьковых ядер, отверждению пенопласта и другим этапам.
Конструкция пенопласта
Структурное пенообразование - это процесс химического вспенивания. Это революция в технологии технологического процесса литья под давлением. Она сохраняет многие преимущества традиционных процессов литьевого формования и позволяет избежать некоторых проблем, возникающих при традиционных процессах литья под давлением, таких как Прочность продукта недостаточна, производственный цикл слишком длинный, скорость формования низкая.
Кроме того, использование технологии структурного вспенивания также может быть использовано для формования больших и сложных продуктов. Используя недорогие формы, можно использовать многополостные полости одновременно, тем самым снижая издержки производства. Структурные пенообразующие продукты представляют собой объединенный вспененный материал с плотным поверхностным слоем. Его удельная масса и жесткость в 3-4 раза выше, чем у не вспененных материалов того же типа.
Самая большая особенность метода структурного вспенивания заключается в том, что он может быть литьевым формованием без необходимости в дополнительном оборудовании. Для литьевого формования можно использовать обычную машину для литьевого формования. Однако машина для литья под давлением с высоким давлением, использующая метод расширения полости, имеет вторичное увеличение по сравнению с обычными машинами для литья под давлением. Устройство давления пресс-формы.
В последние годы широко развита технология формовки пенополиуретана, а также многие методы формования, но их можно обобщить на три типа: пенообразование под низким давлением, вспенивание под высоким давлением (Примечание: низкое давление и высокое давление относятся к форме здесь Давление в полости), двухкомпонентный метод вспенивания.
Пенообразование низкого давления
Разница между литьевым формованием под низким давлением и обычным литьевым формованием заключается в том, что давление в полости его формы низкое, около 2-7 МПа, а обычное литьевое формование составляет от 30 до 60 МПа. Литье под давлением под давлением низкого давления обычно использует недостаток метода нагнетания, то есть определенную величину (не Пластмассовый расплав (содержащий вспенивающий агент), заполненный полостью формы, вводится в полость формы. Газ, который разлагается пенообразователем, расширяет пластик и заполняет полость формы. Литье под давлением под давлением под низким давлением на обычной машине для литьевого формования обычно включает химическую эмиссию. Пена смешивается с пластиком и пластифицируется в стволе. Должен использоваться самоконтрящий сопло.
Во время инъекции из-за быстрой диффузии газа поверхность продукта будет грубой, поэтому скорость впрыска машины для литьевого формования достаточно быстра. Обычно нагнетатель используется для увеличения скорости впрыска и объема впрыска, и действие нагнетания завершается в одно мгновение.
Пенообразование высокого давления
Давление в полости литья под давлением под высоким давлением от 7 до 15 МПа с использованием метода полной инъекции, то есть объем впрыска, точно равен объему полости формы. Для того, чтобы части получили расширение пены, вы можете использовать принудительное расширение полости или Часть пластика из полости. Обычно используется более широкий метод расширения полости.
По сравнению с обычными машинами для литьевого формования машина для литьевого формования, использующая метод увеличенной полости, увеличила устройство давления второго зажима пресс-формы. Когда расплавленную смесь из пластмассы и пенообразователя вводят в полость формы, она задерживается на некоторое время, а затем механизм зажима пресс-формы Подвижная пластина перемещается назад на короткое расстояние, так что движущаяся форма и фиксированная форма формы слегка отделены, полость увеличена, и пластик в полости начинает расширяться и расширяться.
После того, как продукт охлаждается, на поверхности образуется плотная кожа. Поскольку вспенивание и расширение пластикового расплава контролируется движущейся плитой, можно контролировать толщину плотного поверхностного слоя продукта. Движение подвижного валика может быть общим движением. Его можно частично перемещать, чтобы сделать частичное вспенивание, чтобы получить продукты с различной плотностью. Метод вспенивания под высоким давлением имеет высокие требования к точности изготовления пресс-формы, высокой стоимости литья и имеет вторичное требование поддержания давления в пресс-форме для машины для литья под давлением.
Двухкомпонентное вспенивание
Двухкомпонентное литье под давлением - это специальный метод литья под давлением под давлением высокого давления. Он использует специальную двухкомпонентную машину для литья под давлением. Эта машина для литья под давлением имеет два устройства для литьевого формования: один комплект сердечников для литьевого формования, один для литья под давлением. Поверхностный слой продукта. Во время литьевого формования сначала вводится материал кожи, а затем материал ядра, смешанный с пенообразователем, вводится через те же ворота.
Поскольку материал сердцевины течет в состоянии ламинарного потока, это гарантирует, что материал сердцевины равномерно покрыт внутри слоя кожи, и полость полностью заполнена. После того, как фритта заполняет полость, небольшое количество пенного материала не вводится. Фритта закрывает ворота. После удаления продукта его удаляют из ворот, чтобы получить более легкий продукт с не вспененным плотным поверхностным слоем и вспененным сердечником.
Формование из микропористого пенопласта
Микроэлементное вспенивание является физическим методом вспенивания. Диаметр ячейки обычных пенопластов обычно больше 50 мм, а плотность клеток (количество клеток на единицу объема) составляет менее 106 клеток / см3. Когда эти крупные клетки подвергаются стрессу Он часто становится местом рождения начальных трещин и уменьшает механические свойства материала.
Литье под давлением является одним из основных способов формования микропористых пластмассовых изделий. После того, как пластмассовое сырье добавляется к цилиндру машины для литья под давлением, сила винтового пластика прикладывается под действием силы сдвига винта и нагревания нагревательной катушки, а вспенивающий агент непосредственно впрыскивается в конец секции плавления инъекционного винта. Раствор равномерно перемешивают, а затем в полость формы вводят высокое давление и высокую скорость.
Резкое падение давления в полости приводит к тому, что большое количество пересыщенного газа в расплаве выделяется, вспенивается, набухает и образуется с образованием микропористого пластикового продукта. Кроме того, ядро может быть образовано путем изменения температуры и давления может быть изменено. По сравнению с этим методом его легче контролировать, но он не подходит для нечувствительных к газом пластмасс.
Разработка технологии литьевого формования из микропористых пластиков относительно затруднена, потому что размер ячеек намного меньше, чем у обычных пенопластов. Чтобы получить хорошие микроэлементные пластмассовые изделия, необходимо обеспечить попадание сверхкритической жидкости в расплав в цилиндре. Для точного измерения требуется, чтобы пластиковый расплав полностью смешивался, гомогенизировался, диспергировался и образовывал гомогенную смесь, гарантируя, что точка зарождения в расплаве должна быть больше 109 / см3 и контролировать расширение пузырьков зародышей во времени. Требования самого оборудования и параметры процесса литьевого формования очень высоки.
Характеристики этой технологии:
Снижение веса продукта примерно на 50%;
Давление впрыска снижается примерно на 30-50%;
Снижение силы зажима на 20%;
Период цикла уменьшается на 10 ~ 15%;
Используется устройство подачи газа с устройством контроля дозирования.
Вывод:
Из-за наличия пузырьков воздуха вспененные пластмассы являются легкими, экономичными, могут поглощать ударные нагрузки, выполнять теплоизоляцию и звукоизоляцию, иметь более высокую удельную прочность и экономить материалы, снижать потребление энергии и снижать затраты. Может энергично продвигать приложение.
В дополнение к преимуществам вышеупомянутых общих пенопластов, микропористые вспененные пластмассы также обладают более высокими механическими свойствами, поэтому диапазон применения вспененных пластмасс очень широк, особенно в производстве автомобилей, самолетов и различного транспортного оборудования и других месторождений. Прикладная ценность. Можно ожидать, что литье под давлением из пенопласта, особенно литье под давлением из микропористого пенопласта, станет горячей точкой для обработки машин и изделий для переработки пластмасс.