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摘要:随着国民经济的发展和社会的进步,高分子材料的应用领域越来越广泛,目前高分子材料的品种已逾千种,每年还有很多新的品种出现,因而对其产品性能的检测要求也越来越高。为了进一步的提高和加强对高分子材料相关产品质量的监控和检验,特对高分子材料的相关内容进行简单介绍。
高分子材料的分类有很多的方法,一般来讲,按照其性能和用途可以分为塑料、橡胶、纤维等三大类,此外还有涂料、粘合剂及功能高分子等应用形式。
关键词:橡胶 塑料 基本特性 检验过程
1 橡胶
橡胶工业在国民经济中占有很重要的地位,由于橡胶具有独特的高弹性能、优异的疲劳强度、极好的电绝缘性和耐磨性能等特性,被广泛用于制造轮胎、减震制品、密封制品、化工防腐材料和电缆绝缘材料。
橡胶制品的应用品种主要可分为轮胎、胶带、胶管、胶鞋、橡胶工业制品等五大类。
轮胎主要分为实心轮胎和充气轮胎。特别是子午线充气轮胎具有胎面耐磨性好、负荷量大、缓冲性能好等特点。
胶带按功能不同可分为运输胶带和传动胶带。其中传动胶带主要包括平行传动带、三角带以及同步齿形带、无级变速带、高速环形带等,均为传动动力使用。
胶管是用橡胶和纤维材料制成的可弯曲的软管,有时也用金属编织物和金属螺旋线,以便进一步提高胶管的耐压强度和抗挤压能力。按使用特性分为耐压胶管、吸引胶管和耐压吸引胶管。按胶管材料和结构分为全胶胶管、夹布胶管、编织胶管、缠绕胶管、针织胶管和吸引胶管等6种。
胶鞋按照结构特点和形式主要分为布面胶鞋和胶面胶鞋。
橡胶工业制品按生产过程可分为模型制品和非模型制品。
橡胶制品的原材料主要可分为天然橡胶、合成橡胶、粉末橡胶、液体橡胶及热塑性橡胶、再生胶等几大类。
天然橡胶是从天然植物中采集出来的高弹性材料。天然植物中最好的是三叶橡胶树,其次还有杜仲树、银色橡胶菊、橡胶草等。
天然橡胶主要可分为三叶橡胶和野生橡胶,其中三叶橡胶主要可分为烟片胶、皱片胶、风干胶片、颗粒橡胶、胶清橡胶、易操作橡胶等品种,此外还包括纯化橡胶、难结晶橡胶、粉末橡胶等特制品种。三叶橡胶的衍生橡胶主要有环化橡胶、聚化橡胶、氢氯化橡胶、氧化橡胶、液体橡胶、改性橡胶等。
合成橡胶是由某些低分子物质作为原料,经过复杂的化学反应制备而得到的,用来合成橡胶的低分子化合物称为单体,常用的主要有丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯、异丁烯等,此外还有苯乙烯、丙烯腈等,这些单体主要来自于石油天然气、煤和石灰石以及农林产品。合成橡胶按其性能及用途可分为通用和特种合成橡胶,其中通用合成胶主要包括丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶等品种;特种合成胶主要包括丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醇橡胶、丁吡橡胶等品种。
再生胶主要是废旧橡胶制品和橡胶工业生产中硫化胶的边角废料,采用一定的加工方法而得到的具有一定可塑性同时可以重新硫化的橡胶。再生胶的生产工艺主要有水油法、油法及压出法等。再生胶广泛应用于各种橡胶生产,对机械性能要求不高的橡胶制品均可以掺用再生胶,但是再生胶不能全部使用,大多是并用,除了丁基橡胶以外的各种生胶与再生胶都能很好的互混。
橡胶制品的加工过程中常加入的主要配合剂有硫化剂、硫化促进剂、硫化活性剂、防焦剂、防老剂、软化剂、补强剂、填充剂等助剂,除此之外橡胶工业中常用的配合剂还有着色剂、溶剂、隔离剂、脱模剂、发泡剂、胶黏剂、塑解剂以及胶乳专用配合剂等。在实际工业生产中,有时为了得到一些特殊要求的橡胶制品,还可加入一些具有特殊作用的加工助剂及填料。
硫化剂是在一定条件下能使橡胶发生高联的物质的统称,包括硫黄、碲、硒、含硫化合物、过氧化物、醌类化合物、胺类化合物、树脂、金属化合物等,其中硫黄、硒、碲及含硫化合物主要用于天然橡胶和二烯烃类通用合成橡胶,其他类型的硫化剂主要用于饱和度较大的合成橡胶及特种合成橡胶。
由于橡胶的弹性大,弹性模量低,在外力的作用下极易变形,橡胶本身的机械强度也比较低,因此在橡胶制品中常使用纺织材料或者金属材料作为骨架材料来增大制品的机械强度,减少变形。几乎90%以上的橡胶制品,如轮胎、胶管、胶带、胶鞋、胶布等都要使用纤维材料作为其骨架材料。目前橡胶制品中使用的纤维材料主要可分为棉纤维、人造丝、聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚乙烯醇纤维、玻璃纤维、钢丝、高模量芳香族聚酰胺纤维等几种纤维。
1.1 橡胶结构对其性能的影响
橡胶制品的分子量很大,属于高分子化合物,因此其分子量及分子量分布对制品的性能有很大的影响,只有分子量大到一定值的时候才能显示出所需的强度,若分子量过低,强度也很低。橡胶的高弹形变介于理想弹性体与粘性液体之间,属于一种粘弹物质,主要表现在形变需要时间这一特性上,在形变过程中会产生蠕变、应力松弛、内耗等一系列的粘弹现象。
橡胶的导热系数与一般的固体不同,随着温度的上升呈下降趋势。在低温下,橡胶处于玻璃态,橡胶的导热系数随温度的升高增加,在玻璃化温度转变区时出现较大值。
1.2 橡胶制品的加工工艺
橡胶的加工工艺一般包括塑炼、混炼、压延及压出、橡胶制品成型、硫化等工艺。
塑炼的目的是为了降低生胶的弹性、增加其可塑性,同时获得适当的流动性,满足后续加工工艺的要求,在塑炼的过程中要尽量保持生胶的可塑性均一,保证制备的胶料质量均一一致。生胶的塑炼导致其弹性下降,可塑性增大;溶解度增大,橡胶溶液的粘度降低;胶料的粘着性能提高。随着生胶可塑性的增大,硫化胶的机械强度降低,永久变形增大,耐磨耗性能降低,耐老化性能下降,因此在保证满足工艺条件的前提下,尽量的减小生胶的可塑性能。
将各种配合剂混入生胶中制备质量均匀的混炼胶的过程叫做混炼。混炼胶料的质量对半成品的工艺加工性能和成品质量有着决定性的影响。胶料混炼不好会出现配合剂分散不均一、胶料的可塑性能较差、焦烧及喷霜等现象。混炼过程必须保证各种配合剂完全而均一的分散于生胶中,保证胶料具备一定的可塑性,工艺力求速度快,生产效率高、消耗电能少。 目前来讲,压出工艺可以代替除挂胶以外的所有压延工艺,压出工艺是通过压出机机筒壁和螺杆之间的作用,使胶料达到挤压和初步造型的目的。它对胶料起着剪切、混炼、挤压的作用,通过螺杆和机筒结构的变化,可重点加强某种作用。压出工艺的适用面广可压出各种断面的胶条,并且质量均匀、质地致密。影响压出过程的因素主要有胶料的组成和性质、挤出机的特征、压出温度及速率、压出物的冷却等因素。对橡胶制品的结构、配方及加工工艺有深入的了解,就能及时的把握检测过程中可能出现的问题,同时寻找较好的解决办法,为检测工作的可靠性,检测数据的公正性打下坚实的基础。
2 塑料
塑料是高分子材料中最大的一类材料,目前世界高分子材料的年产量中,塑料大约占到95%以上,主要应用在农业、渔业、包装、交通运输、电气工业、化学工业、仪表工业、建筑工业、航空工业、国防与尖端工业、家具、体育用品及日用百货等部门,塑料的使用几乎进入了国民经济的一切领域,与工农业和人民生活密切相关,塑料已经成为一种不可缺少的材料。
塑料成型加工工艺:
在塑料的成型加工过程中,塑料会发生物理和(或)化学变化,从而构成材料不同的形态结构,表现出不同的性能。
除极少数的几种工艺外,大多数的塑料成型过程中都要求聚合物处于粘流态,液体的流动与变形中的应力主要包括剪切、拉伸和压缩三种应力。其中,剪切应力对塑料的成型最为重要。对流体粘度有影响的主要有温度、压力、施加的应力及应变速度等因素。塑料流体在流道中流动时,常常因为种种原因使流动出现不正常的现象或者缺陷,这种缺陷常常会使制品的外观质量受到损伤,表面出现闷光、麻面、波纹甚至会出现裂纹等现象,其强度或其他性能也会有所下降。
塑料在成型加工过程中,加热和冷却过程是必须的,其难易程度由温度或热量在物料中的传递速度决定,而传递速度取决于物料的固有性能-热扩散系数。
成型过程中的定向作用对塑料的性能也有很大的影响,在塑料制品中存在了定向的单元,制品的整体会出现各向异性。各向异性有时在制品中需要特意的形成来增大沿拉伸芳香的拉伸强度和抗蠕变性能,但是当制品的厚度较大时,要力图消除这种作用,因为制品中的各向异性定向不一致,并且各部分的定向程度也有差别,这将使制品在某些方向的力学强度得到提高,而在另外一些方向将会变差,甚至出现翘曲或裂缝。在塑料的加工成型过程中由于热、力、氧、水、光、超声波等作用下往往会发生降解的化学过程,导致其产品性能劣化。对于塑料来讲,热降解是其最主要的降解因素。
塑料制品的生产工艺主要包括原料准备、成型、机械加工、修饰、装配等五个工艺流程。其中成型过程主要包括压缩模塑、挤出成型、注射模塑、中空吹塑、浇铸成型、压延成型、热成型等方法。挤出成型是一种变化多、用途广、在塑料加工中占很大比例的加工方法,主要应用在热塑性塑料,挤出成型的主要设备为挤出机,主要分为单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。按照塑料塑化方式不同,挤出工艺可分为干法和湿法两种,其中湿法工艺仅限于硝酸纤维素和少数的醋酸纤维素塑料的挤出。按照塑料加料方式的不同,挤出工艺可分为连续和间歇两种。塑料的挤出,绝大多数是热塑性塑料,并且采用连续操作和干法塑化,在设备上大多采用单螺杆挤出机,在聚氯乙烯的加工和配料中,双螺杆挤出机的应用日益突出。
注射模塑几乎可用于所有的热塑性塑料及多种热固性塑料的加工成型,可制备各种形状、尺寸、精度、满足各种要求的模制品,注射制品占塑料制品总量的20%以上,注射模塑的周期可根据制品的大小、形状、厚度。注射机的类型、塑料品种及工艺条件等影响因素自行调整。注塑具有成型周期短,可一次成型外形复杂、尺寸精确、带有嵌件的制品;对成型各种塑料的适应性强;生产效率高易于实现自动化生产等优点。注塑主要通过注塑机来完成,目前应用最为广泛的是移动式螺杆注射机。
中空吹塑主要用于制造空心塑料制品,吹塑制品主要包括塑料瓶、容器及各种形状的中空制品。吹塑制品具有优良的耐环境应力开裂性、气密性、耐冲击性、耐抗药性、抗静电性、良好的韧性及耐挤压性等。常用的中空吹塑塑料包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙稀共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰胺等,其中聚乙烯的应用最为广泛。中空吹塑主要包括挤出吹塑、注射吹塑、拉伸吹塑三种吹塑方法。
压延成型主要用于薄膜或片材的成型过程,压延成型采用的原材料主要有聚氯乙烯,其次有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物以及改性聚苯乙烯等塑料。压延成型的加工能力大、生产速度快、产品质量好并且生产连续、自动化程度高,其主要缺点是成型设备庞大、投资较高、维修复杂、制品的宽度受压延辊筒长度的限制。压延成型的设备是压延机,主要根据辊筒数目的不同进行分类,同时根据辊筒之间的不同排列方式又可将压延机分为不同的类型。
热成型是利用热塑性塑料的片材作为原料制造塑料制品的方法,热成型制品的特点是壁薄,其深度有一定的限制,用于热成型制备的塑料品种主要有各种类型的聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯及苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二酯等。热成型具有生产率高、设备投资少和能够制造大面积的制品等优点,其缺点是采用的原料成本高、制品的后加工工艺较多。
3 实验过程对检验结果数据的影响
在塑料、橡胶制品性能的检测过程中,样品的制作过程及实验人员的具体操作过程对检测结果有较大的影响。
在样品的制作过程中,选取试样的裁剪区域应该远离边缘、转角等部位,避免边缘影响,保证样品质量的均一;机械加工过程中,刀具的刃口、切削的线速度等要严格按照标准的规定,避免加工中造成的缺陷及过热现象。同时,制样过程中环境的温度、湿度以及样品的放置时间等因素对样品的检测结果也有很大的影响。样品的制备过程中,模具的精度对其检测结果有很大的影响,在保证样品完整性的同时,要尽可能的使用精度较高的仪器对样品进行加工,减小检测样品对试验结果的影响。
在检测过程中,操作人员应严格按照标准进行实验,在操作仪器的过程中应严格按照仪器的使用规范进行操作,尽可能避免操作不当对检测结果的影响。
橡胶制品的拉伸应力应变、撕裂强度、粘合强度、压缩永久变形等性能的检测过程中要选取合适的拉力或压力及其变化速率,保证拉伸或压缩过程中橡胶制品检测部位受力的均一性及断裂力选取的科学性。在橡胶耐磨性、耐液性、老化及耐热性能的检测过程中应尽量保证实验过程中样品的完整性、环境的稳定性,同时确保检验数据的真实可靠性。
塑料制品的纵向回缩率的检测过程中要确保在规定检测温度下样品的完整性及原样性,同时要严格按照标准对高温箱的升温速率进行设定,避免热效应对制品性能的影响,进而影响检测结果。在抗张及抗弯强度、拉伸强度、断裂伸长率等性能的检测过程中要保证样品制备的标准性,同时根据不同的塑料制品选取不同的拉力或压力增长速率,保证实验数据的科学准确性。在测试维卡软化点的实验过程中,要保证油浴温度的稳定性,尽可能的减小热效应对制品结构的影响,确保检测结果的原始性和精确性。测试塑料制品冲击强度的过程中,要使冲击点与制品的缺口完全的吻合,确保测试点的受力及测试数据的科学性。静液压测试过程中,要严格按照标准对测试压力进行设定,保证测试过程的稳定性。
高分子材料的分类有很多的方法,一般来讲,按照其性能和用途可以分为塑料、橡胶、纤维等三大类,此外还有涂料、粘合剂及功能高分子等应用形式。
关键词:橡胶 塑料 基本特性 检验过程
1 橡胶
橡胶工业在国民经济中占有很重要的地位,由于橡胶具有独特的高弹性能、优异的疲劳强度、极好的电绝缘性和耐磨性能等特性,被广泛用于制造轮胎、减震制品、密封制品、化工防腐材料和电缆绝缘材料。
橡胶制品的应用品种主要可分为轮胎、胶带、胶管、胶鞋、橡胶工业制品等五大类。
轮胎主要分为实心轮胎和充气轮胎。特别是子午线充气轮胎具有胎面耐磨性好、负荷量大、缓冲性能好等特点。
胶带按功能不同可分为运输胶带和传动胶带。其中传动胶带主要包括平行传动带、三角带以及同步齿形带、无级变速带、高速环形带等,均为传动动力使用。
胶管是用橡胶和纤维材料制成的可弯曲的软管,有时也用金属编织物和金属螺旋线,以便进一步提高胶管的耐压强度和抗挤压能力。按使用特性分为耐压胶管、吸引胶管和耐压吸引胶管。按胶管材料和结构分为全胶胶管、夹布胶管、编织胶管、缠绕胶管、针织胶管和吸引胶管等6种。
胶鞋按照结构特点和形式主要分为布面胶鞋和胶面胶鞋。
橡胶工业制品按生产过程可分为模型制品和非模型制品。
橡胶制品的原材料主要可分为天然橡胶、合成橡胶、粉末橡胶、液体橡胶及热塑性橡胶、再生胶等几大类。
天然橡胶是从天然植物中采集出来的高弹性材料。天然植物中最好的是三叶橡胶树,其次还有杜仲树、银色橡胶菊、橡胶草等。
天然橡胶主要可分为三叶橡胶和野生橡胶,其中三叶橡胶主要可分为烟片胶、皱片胶、风干胶片、颗粒橡胶、胶清橡胶、易操作橡胶等品种,此外还包括纯化橡胶、难结晶橡胶、粉末橡胶等特制品种。三叶橡胶的衍生橡胶主要有环化橡胶、聚化橡胶、氢氯化橡胶、氧化橡胶、液体橡胶、改性橡胶等。
合成橡胶是由某些低分子物质作为原料,经过复杂的化学反应制备而得到的,用来合成橡胶的低分子化合物称为单体,常用的主要有丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯、异丁烯等,此外还有苯乙烯、丙烯腈等,这些单体主要来自于石油天然气、煤和石灰石以及农林产品。合成橡胶按其性能及用途可分为通用和特种合成橡胶,其中通用合成胶主要包括丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶等品种;特种合成胶主要包括丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醇橡胶、丁吡橡胶等品种。
再生胶主要是废旧橡胶制品和橡胶工业生产中硫化胶的边角废料,采用一定的加工方法而得到的具有一定可塑性同时可以重新硫化的橡胶。再生胶的生产工艺主要有水油法、油法及压出法等。再生胶广泛应用于各种橡胶生产,对机械性能要求不高的橡胶制品均可以掺用再生胶,但是再生胶不能全部使用,大多是并用,除了丁基橡胶以外的各种生胶与再生胶都能很好的互混。
橡胶制品的加工过程中常加入的主要配合剂有硫化剂、硫化促进剂、硫化活性剂、防焦剂、防老剂、软化剂、补强剂、填充剂等助剂,除此之外橡胶工业中常用的配合剂还有着色剂、溶剂、隔离剂、脱模剂、发泡剂、胶黏剂、塑解剂以及胶乳专用配合剂等。在实际工业生产中,有时为了得到一些特殊要求的橡胶制品,还可加入一些具有特殊作用的加工助剂及填料。
硫化剂是在一定条件下能使橡胶发生高联的物质的统称,包括硫黄、碲、硒、含硫化合物、过氧化物、醌类化合物、胺类化合物、树脂、金属化合物等,其中硫黄、硒、碲及含硫化合物主要用于天然橡胶和二烯烃类通用合成橡胶,其他类型的硫化剂主要用于饱和度较大的合成橡胶及特种合成橡胶。
由于橡胶的弹性大,弹性模量低,在外力的作用下极易变形,橡胶本身的机械强度也比较低,因此在橡胶制品中常使用纺织材料或者金属材料作为骨架材料来增大制品的机械强度,减少变形。几乎90%以上的橡胶制品,如轮胎、胶管、胶带、胶鞋、胶布等都要使用纤维材料作为其骨架材料。目前橡胶制品中使用的纤维材料主要可分为棉纤维、人造丝、聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚乙烯醇纤维、玻璃纤维、钢丝、高模量芳香族聚酰胺纤维等几种纤维。
1.1 橡胶结构对其性能的影响
橡胶制品的分子量很大,属于高分子化合物,因此其分子量及分子量分布对制品的性能有很大的影响,只有分子量大到一定值的时候才能显示出所需的强度,若分子量过低,强度也很低。橡胶的高弹形变介于理想弹性体与粘性液体之间,属于一种粘弹物质,主要表现在形变需要时间这一特性上,在形变过程中会产生蠕变、应力松弛、内耗等一系列的粘弹现象。
橡胶的导热系数与一般的固体不同,随着温度的上升呈下降趋势。在低温下,橡胶处于玻璃态,橡胶的导热系数随温度的升高增加,在玻璃化温度转变区时出现较大值。
1.2 橡胶制品的加工工艺
橡胶的加工工艺一般包括塑炼、混炼、压延及压出、橡胶制品成型、硫化等工艺。
塑炼的目的是为了降低生胶的弹性、增加其可塑性,同时获得适当的流动性,满足后续加工工艺的要求,在塑炼的过程中要尽量保持生胶的可塑性均一,保证制备的胶料质量均一一致。生胶的塑炼导致其弹性下降,可塑性增大;溶解度增大,橡胶溶液的粘度降低;胶料的粘着性能提高。随着生胶可塑性的增大,硫化胶的机械强度降低,永久变形增大,耐磨耗性能降低,耐老化性能下降,因此在保证满足工艺条件的前提下,尽量的减小生胶的可塑性能。
将各种配合剂混入生胶中制备质量均匀的混炼胶的过程叫做混炼。混炼胶料的质量对半成品的工艺加工性能和成品质量有着决定性的影响。胶料混炼不好会出现配合剂分散不均一、胶料的可塑性能较差、焦烧及喷霜等现象。混炼过程必须保证各种配合剂完全而均一的分散于生胶中,保证胶料具备一定的可塑性,工艺力求速度快,生产效率高、消耗电能少。 目前来讲,压出工艺可以代替除挂胶以外的所有压延工艺,压出工艺是通过压出机机筒壁和螺杆之间的作用,使胶料达到挤压和初步造型的目的。它对胶料起着剪切、混炼、挤压的作用,通过螺杆和机筒结构的变化,可重点加强某种作用。压出工艺的适用面广可压出各种断面的胶条,并且质量均匀、质地致密。影响压出过程的因素主要有胶料的组成和性质、挤出机的特征、压出温度及速率、压出物的冷却等因素。对橡胶制品的结构、配方及加工工艺有深入的了解,就能及时的把握检测过程中可能出现的问题,同时寻找较好的解决办法,为检测工作的可靠性,检测数据的公正性打下坚实的基础。
2 塑料
塑料是高分子材料中最大的一类材料,目前世界高分子材料的年产量中,塑料大约占到95%以上,主要应用在农业、渔业、包装、交通运输、电气工业、化学工业、仪表工业、建筑工业、航空工业、国防与尖端工业、家具、体育用品及日用百货等部门,塑料的使用几乎进入了国民经济的一切领域,与工农业和人民生活密切相关,塑料已经成为一种不可缺少的材料。
塑料成型加工工艺:
在塑料的成型加工过程中,塑料会发生物理和(或)化学变化,从而构成材料不同的形态结构,表现出不同的性能。
除极少数的几种工艺外,大多数的塑料成型过程中都要求聚合物处于粘流态,液体的流动与变形中的应力主要包括剪切、拉伸和压缩三种应力。其中,剪切应力对塑料的成型最为重要。对流体粘度有影响的主要有温度、压力、施加的应力及应变速度等因素。塑料流体在流道中流动时,常常因为种种原因使流动出现不正常的现象或者缺陷,这种缺陷常常会使制品的外观质量受到损伤,表面出现闷光、麻面、波纹甚至会出现裂纹等现象,其强度或其他性能也会有所下降。
塑料在成型加工过程中,加热和冷却过程是必须的,其难易程度由温度或热量在物料中的传递速度决定,而传递速度取决于物料的固有性能-热扩散系数。
成型过程中的定向作用对塑料的性能也有很大的影响,在塑料制品中存在了定向的单元,制品的整体会出现各向异性。各向异性有时在制品中需要特意的形成来增大沿拉伸芳香的拉伸强度和抗蠕变性能,但是当制品的厚度较大时,要力图消除这种作用,因为制品中的各向异性定向不一致,并且各部分的定向程度也有差别,这将使制品在某些方向的力学强度得到提高,而在另外一些方向将会变差,甚至出现翘曲或裂缝。在塑料的加工成型过程中由于热、力、氧、水、光、超声波等作用下往往会发生降解的化学过程,导致其产品性能劣化。对于塑料来讲,热降解是其最主要的降解因素。
塑料制品的生产工艺主要包括原料准备、成型、机械加工、修饰、装配等五个工艺流程。其中成型过程主要包括压缩模塑、挤出成型、注射模塑、中空吹塑、浇铸成型、压延成型、热成型等方法。挤出成型是一种变化多、用途广、在塑料加工中占很大比例的加工方法,主要应用在热塑性塑料,挤出成型的主要设备为挤出机,主要分为单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。按照塑料塑化方式不同,挤出工艺可分为干法和湿法两种,其中湿法工艺仅限于硝酸纤维素和少数的醋酸纤维素塑料的挤出。按照塑料加料方式的不同,挤出工艺可分为连续和间歇两种。塑料的挤出,绝大多数是热塑性塑料,并且采用连续操作和干法塑化,在设备上大多采用单螺杆挤出机,在聚氯乙烯的加工和配料中,双螺杆挤出机的应用日益突出。
注射模塑几乎可用于所有的热塑性塑料及多种热固性塑料的加工成型,可制备各种形状、尺寸、精度、满足各种要求的模制品,注射制品占塑料制品总量的20%以上,注射模塑的周期可根据制品的大小、形状、厚度。注射机的类型、塑料品种及工艺条件等影响因素自行调整。注塑具有成型周期短,可一次成型外形复杂、尺寸精确、带有嵌件的制品;对成型各种塑料的适应性强;生产效率高易于实现自动化生产等优点。注塑主要通过注塑机来完成,目前应用最为广泛的是移动式螺杆注射机。
中空吹塑主要用于制造空心塑料制品,吹塑制品主要包括塑料瓶、容器及各种形状的中空制品。吹塑制品具有优良的耐环境应力开裂性、气密性、耐冲击性、耐抗药性、抗静电性、良好的韧性及耐挤压性等。常用的中空吹塑塑料包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙稀共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰胺等,其中聚乙烯的应用最为广泛。中空吹塑主要包括挤出吹塑、注射吹塑、拉伸吹塑三种吹塑方法。
压延成型主要用于薄膜或片材的成型过程,压延成型采用的原材料主要有聚氯乙烯,其次有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物以及改性聚苯乙烯等塑料。压延成型的加工能力大、生产速度快、产品质量好并且生产连续、自动化程度高,其主要缺点是成型设备庞大、投资较高、维修复杂、制品的宽度受压延辊筒长度的限制。压延成型的设备是压延机,主要根据辊筒数目的不同进行分类,同时根据辊筒之间的不同排列方式又可将压延机分为不同的类型。
热成型是利用热塑性塑料的片材作为原料制造塑料制品的方法,热成型制品的特点是壁薄,其深度有一定的限制,用于热成型制备的塑料品种主要有各种类型的聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯及苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二酯等。热成型具有生产率高、设备投资少和能够制造大面积的制品等优点,其缺点是采用的原料成本高、制品的后加工工艺较多。
3 实验过程对检验结果数据的影响
在塑料、橡胶制品性能的检测过程中,样品的制作过程及实验人员的具体操作过程对检测结果有较大的影响。
在样品的制作过程中,选取试样的裁剪区域应该远离边缘、转角等部位,避免边缘影响,保证样品质量的均一;机械加工过程中,刀具的刃口、切削的线速度等要严格按照标准的规定,避免加工中造成的缺陷及过热现象。同时,制样过程中环境的温度、湿度以及样品的放置时间等因素对样品的检测结果也有很大的影响。样品的制备过程中,模具的精度对其检测结果有很大的影响,在保证样品完整性的同时,要尽可能的使用精度较高的仪器对样品进行加工,减小检测样品对试验结果的影响。
在检测过程中,操作人员应严格按照标准进行实验,在操作仪器的过程中应严格按照仪器的使用规范进行操作,尽可能避免操作不当对检测结果的影响。
橡胶制品的拉伸应力应变、撕裂强度、粘合强度、压缩永久变形等性能的检测过程中要选取合适的拉力或压力及其变化速率,保证拉伸或压缩过程中橡胶制品检测部位受力的均一性及断裂力选取的科学性。在橡胶耐磨性、耐液性、老化及耐热性能的检测过程中应尽量保证实验过程中样品的完整性、环境的稳定性,同时确保检验数据的真实可靠性。
塑料制品的纵向回缩率的检测过程中要确保在规定检测温度下样品的完整性及原样性,同时要严格按照标准对高温箱的升温速率进行设定,避免热效应对制品性能的影响,进而影响检测结果。在抗张及抗弯强度、拉伸强度、断裂伸长率等性能的检测过程中要保证样品制备的标准性,同时根据不同的塑料制品选取不同的拉力或压力增长速率,保证实验数据的科学准确性。在测试维卡软化点的实验过程中,要保证油浴温度的稳定性,尽可能的减小热效应对制品结构的影响,确保检测结果的原始性和精确性。测试塑料制品冲击强度的过程中,要使冲击点与制品的缺口完全的吻合,确保测试点的受力及测试数据的科学性。静液压测试过程中,要严格按照标准对测试压力进行设定,保证测试过程的稳定性。