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壓制成型是高分子材料成型加工技術中歷史最悠久，也是最為重要的一種工藝。幾乎所有的高分子材料都可用此方法來成型制品。考慮到生產效率、制品尺寸、產品使用的特點，目前主要用于：熱固性塑料、橡膠制品、復合材料的成型。本文主要為大家介紹熱固性塑料的壓制成型的工藝性能、模壓設備、成型工藝、成型工藝條件及控制。
一、熱固性塑料的模壓成型的工藝特點與性能
圖：模壓成型過程
將壓塑料置于金屬模具的型腔內，然后閉模在加熱、加壓的情況下，使塑料熔融、流動，充滿型腔，經適當的放氣，經保壓后，塑料就充分交聯固化為制品。
1.工藝特點
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成型工藝及設備成熟，是較老的成型工藝，設備和模具比注射成型簡單。
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間歇成型，生產周期長，生產效率低，勞動強度大，難以自動化。
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制品質量好，不會產生內應力或分子取向。
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能壓制較大面積的制品，但不能壓制形狀復雜及厚度較大的制品。
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制品成型后，可趁熱脫模。
2.工藝性能
（1）流動性
流動性即可塑性，對成型加工極為重要，直接影響熱固性塑料成型過程中的物理化學行為及制品的質量。
影響流動性的因素
壓模塑料的性能和組成（分子量、顆粒形狀、小分子）；模具與成型條件（光潔度、流道形狀、預熱）
流動性過大過小的后果
太大：溢出模外，塑料在型腔內填塞不緊， 或樹脂與填料分頭聚集。
太小：難于在壓力下充滿型腔，造成缺料，不能模壓大型、復雜及厚制品。
（2）固化速率
用于衡量熱固性塑料在壓制成型時化學反應（交聯）的速度。
固化速度依賴于：塑料的交聯反應性質，成型時的具體情況：預壓、預熱、成型溫度和壓力。
固化速度太大：硬化太快，過早硬化，流動性下降，不能很好地充滿型腔，制品缺料，不能壓制薄壁和形狀復雜的制品。出現：表面先固化，流動性差。
固化速度太小：生產周期↑ ，生產效率↓ 。
（3）成型收縮率
高分子材料的熱膨脹系數比模具（鋼材）大得多，熱固性塑料成型中發生交聯，結構趨于緊密，加上低分子物揮發，體積必定收縮，尺寸變化很大。
成型收縮率： SL=(L0?L)/L× 100 %
一般高分子材料的SL在1～3％，是模具設計的重要指標。
產生收縮的基本原因：化學結構的變化（交聯）、熱收縮、彈性回復、塑性形變。
影響收縮率的因素：工藝條件、模具和制品的設計、塑料的性質。
產生的后果：制品翹曲、開裂。
解決的辦法：預熱、采用不溢式模具、嚴格工藝規程。
（4）壓縮率
是粉狀或粒狀的熱固性塑料的表觀比重與制品比重之比。即模壓塑料在壓制前后的體積變化。
壓縮率：Rp=d2/d1=V1/V2
產生后果：Rp越大，所需的模具裝料室越大--消耗模具鋼材，不利于傳熱，生產效率低，易混入空氣；
解決方法：預壓：酚醛壓縮粉經預壓：Rp從2.8－→1.25。
(5) 水份與揮發物的含量
游離水，以及受熱受壓時所釋放出的氨、甲醛與結合水含量過高，產生后果：
流動性太大，收縮率大，翹曲，無光澤，波紋。
解決方法：預熱，充分干燥物料，降低物料中水分的含量。
(6) 細度與均勻度
細度：顆粒直徑大小；
均勻度：顆粒間直徑大小的差距。
二、模壓成型的設備和模具
1.成型設備－壓機
壓機的作用：通過模具對塑料傳熱和施加壓力；提供成型的必要條件：T，P；開啟模具和頂出制品。
壓機——機械加壓、液壓（上壓式、下壓式）
上壓式 壓制油缸設在液壓機的上部，活動橫梁受油缸活塞. (或柱塞)推動，從上往下加壓，下橫梁作為工作臺固定不動。這種壓機操作方便。
圖：上壓式壓機
下壓式 壓制油缸設在液壓機的下部，上橫梁固定不動，而下橫粱受油缸活塞 (或柱塞)推動從下往上加壓。此類壓制機有上、下兩根橫梁，整機重心低，穩定性好。
圖：下壓式壓機
2.模具
模具（鋼制），有多種類型，結構形式通常較簡單。模壓成型用的模具常用的有三種： 1）溢式模具 2）不溢式模具 3）半溢式模具。
圖：模壓壓縮模型
三.模壓成型工藝流程
模壓成工藝流程
1.計量
重量法：按質量加料。準確但麻煩。
容量法：按體積加料。方便但不及重量法準確。
記數法：按預壓坯料計數。操作最快，但預先有個預壓計量操作。
2.預壓
預壓的優點：加料快，準確，簡單，便于運轉。降低壓縮率，可減小模具的裝料量。使物料中空氣含量少，利于傳熱。改進預熱規程。（預壓后可提高預熱溫度）
缺點：增加一道工序，成本高。
預壓壓力：一般控制在使預壓物的密度達到制品最大密度的80% 為宜。
預壓壓力的范圍：40～200MPa
3.預熱
熱固性塑料在模壓前的加熱有預熱和干燥雙重意義。
預熱的優點：加快固化速度，縮短成型時間。提高流動性，增進固化的均勻性。減小制品的內應力，提高制品質量。降低模壓壓力。預熱：15～20MPa，未預熱：25～35MPa
預熱時間與預熱溫度有關聯，當預熱溫度確定后，可通過試驗，作出預熱時間與成型流動性的關系曲線，然后在曲線上找出最佳流動性所對應的預熱時間。
表 常用熱固性塑料預熱溫度范圍
4.嵌件安放
嵌件通常是制品的導電部分，或使制品與其他物體結合用的，安放要求：正確，平穩。
5.加料
加料量多，則制品毛邊厚，難以脫模；少則制品不緊密，光澤差；所以加料量要準確。加料工序強調的是加料準確和合理堆放。 一般應堆成“ 中間高，四周低” 的形式。原因：有利于排氣；閉模中對模與物料接觸時少沖料。
6.閉模
加料完后，即使陽模、陰模閉合。應先快后慢——陽模未接觸物料之前，應盡可能使閉模速度快，而當陽模快要接觸到物料時，閉模速度要放慢。
先快的優點：有利于縮短非生產時間；避免塑料在未施壓前即固化；避免塑料降解。
后慢的優點：防止模具損傷和嵌件移位；有利于充分排除模內空氣。
7.排氣
排氣的原因：熱固性塑料在加工中因縮聚等化學反應會釋放出小分子物質，在成型溫度下體積膨脹，形成氣泡。
排氣的作用：趕走氣泡、水份、揮發物，縮短固化周期，避免制品內部出現氣泡或分層現象。
排氣的方式：卸壓，松模，時間很短（零點幾秒～幾秒），如此連續幾次（2～5次）。
排氣的次數、間隔時間等，決定于所模壓物料的性質。
8.固化
在一定的P、T 下，經過一定的t，使縮聚反應達到要求的交聯程度。從理論上說，經過固化后，原來可溶可熔的線型樹脂變成了不溶不熔的體型結構的材料。
在實際操作中，全部固化過程不一定完全在固化階段完成，而在脫模以后的“后烘”工序完成。以提高設備利用率。例：酚醛塑料的后烘溫度：90～150℃，時間：幾小時～幾十小時
9.脫模
熱固性塑料可趁熱脫模，通常靠頂出桿來完成。熱脫模須注意兩個問題：防止冷卻翹曲和防止產生內應力。
10.后處理
熱處理——消除內應力；進一步固化，直至固化完全。處理溫度比成型溫度高10～50℃。整修——修邊。
四、壓模成型工藝條件及控制
整個過程，熱固性樹脂不僅有物理變化，而且還有復雜的化學交聯反應。模具外的加熱和加壓的結果：模腔內在發生化學、物理變化的同時，模具內的壓力、塑料的體積以及溫度也隨之變化。
三大工藝因素：模壓壓力、模壓溫度和模壓時間
1.模壓壓力
作用：促進物料流動，充滿型腔提高成型效率，增大制品密度，提高制品的內在質量，克服放出的低分子物及塑料中的揮發物所產生的壓力，從而避免制品出現氣泡、腫脹或脫層，閉合模具，賦予制品形狀尺寸。
2.模壓溫度
即成型時的模具溫度，塑料受熱熔融來源于模具的傳熱，模壓溫度的高低，主要由塑料的本性來決定——交聯的要求。
模溫影響：塑料的流動性、成型時的充滿是否順利、硬化速度、制品的質量。
3.模壓時間
總之，模壓時間長，可使制品交聯固化完全，性能↑。但模壓時間太長：生產效率↓；長時間高溫將使樹脂降解。模壓時間太短：硬化不足，外觀無光，性能↓ 。一般，PF、UF的模壓時間為：1min/1mm 制品厚度。
對模壓成型的工藝條件：壓力、溫度、時間三者要綜合考慮。一般原則：在保證制品質量的前提下，盡可能地降低壓力、溫度和縮短時間。
文章來源于百度文庫，艾邦高分子整理編輯
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