浇铸聚合
将液态单体、树脂或其混合物注入模内使其聚合成为制品的方法
浇铸聚合(cast polymerization )是指在不加压或稍加压力的情况下,将液态单体,树脂或其混合物注入模内使其聚合成为制品的方法。有机玻璃、浇铸尼龙(或称MC尼龙)都是通过浇铸聚合直接作成制品的。
简介
浇铸聚合(cast polymerization)是指将单体或液态预聚物浇注入模型中,在常压下借助催化剂、引发剂或加热的方法使其聚合而固化的过程或方法。脱模后直接得到成型制品。适用于流动性大的预聚物和聚合时体积收缩小的体系,热固性塑料常用此法制成产品。如酚醛、不饱和聚酯、环氧树脂等。热塑性塑料也可用此方法将聚合和加工成型合二为一,如丙烯酸酯类、乙基纤维素等。
典型的是使甲基丙烯酸甲酯进行浇铸聚合制成有机玻璃:先制备单体转化率约10%的预聚体,浇摸后先在45℃聚合,然后在100℃进一步聚合,脱模得有机玻璃板。此方法用于制造板材、电绝缘器材和装饰品等。
本体聚合
本体聚合(bulk polymerization;mass polymerization )是单体(或原料低分子物)在不加溶剂以及其它分散剂的条件下,由引发剂或光、热、辐射作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。有时也可加少量着色剂、增塑剂、分子量调节剂等。液态、气态、固态单体都可以进行本体聚合。
有机玻璃生产
第一步预聚:搅拌将各组份混合均匀,升温至85℃,停止加热。调节冷却水,保持釜温在93℃以下,反应到粘度达到2000厘泊左右,具体根据操作要求而定。过滤,预聚浆储藏于中间槽。
第二步浇模:先用碱液、酸液、蒸馏水洗清并烘干硅玻璃平板二大块,按所需成品厚度,在二块玻璃中间垫上一圈包有玻璃纸的橡胶垫条,用夹具夹好,即成一个方形模框,把一边向上斜放,留下浇铸口,把预聚浆灌腔,排出气泡,封口。
第三步聚合:把封合的模框吊入热水箱(或烘房),根据板厚分别控制温度在25~52℃,经过10~160小时,到取样检查料源硬化为止,用直接蒸汽加热水箱内水至沸腾,保持二小时,通水慢慢冷却40℃,吊出模具,取出中间有机玻璃板材,去边,裁切后包装。
浇铸聚合成型的模具要求
浇铸聚合成型的模具可以分为制取块体的静止成型和离心浇铸成型两类。前一类的制件种类繁多,结构形状有的简单有的复杂,对这类模具的设计有下面几个基本的要求。
1、模具的紧密性:浇铸聚合成型时进料是单体,己内酰胺熔体粘度很低(78℃时为9厘泊),流动性与水相似。为了使浇铸熔体不致漏出来,要求模具有较高的紧密性。
2、模具内壁与制品表面的光洁度:铸件是否容易脱模,其中一个主要因素就是模具内壁的光洁度。对内壁不光的模具要求适当地进行磨制并涂硅油脱模剂。模具内壁不光洁,往往是制件表面出现疵病的原因。这种疵病表现为许多连锁形的细小气泡或条纹。
3、模具的高度:在模内己内酰胺单体转化为聚合体时体积显著地收缩,收缩量为15~20%,特别表现在制得铸件的高度上。而且,在不加压的情况下,成型后的铸件上表面往往是不平整的,必须将所得的铸件上口进行切削加工。因此,要求模具高度要有充分的余量。
4、模具的浇铸口:按照产品的结构、形状来设计模具和确定浇注口的位置与大小,有采用在模具中间的单浇铸口或在模具两边的双浇铸口以及其他形式所构成的浇铸口。浇铸口的体积大约为铸件体积的15%。浇注口必须做得适当,要保证聚合过程中在浇铸口的原料能够补充模具中聚合时体积的收缩量。有时铸件从模具中取出后,表面似乎光洁无伤痕,但切去浇口部份,却在浇口和铸件本身的过渡部位存在缩孔。一般情况下,产生这种现象的原因是浇铸口设计不当,或是聚合成型的工艺条件没有掌握好,当浇铸口的熔体已经固化时,模具中的熔体还在继续聚合和收缩,这个收缩量无法得到补充便产生缩孔。通常浇注口应设在铸件最厚的部位,它的直径以大些为宜。此外,浇铸时应防止熔体进入模具的冲击现象和产生气泡。
5.模具的结构:尽量使模具装配组合部份简单,在脱模后便于洗刷清洁。要考虑到模具内腔都能充满熔体,不致留存空气造成死角。制件壁的最小厚度建议在10毫米以上,以保证熔体料补充聚合成型过程的收缩量。制件的最大高度,以不超过直径的三倍为宜,如果制件过高,可能导致铸件上部的缩孔较深或在制件内部产生缩孔。若是模具凸出部份的直径超过铸件直径的一半时,铸件包在凸出部位的部分在内应力的作用下有开裂的危险。
参考资料
最新修订时间:2023-01-31 21:40
目录
概述
简介
本体聚合
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