引拔是将组合原料通过黏合、成型和固化工序牵引出连续长度的增强塑料型材的制造方法。因此引拔成型制品要考虑构成制品的材质以满足性能的要求;要考虑制作工艺需要的各种工艺适应性如模具和引拔设备的设计工艺参数。如固化时间和引拔速度有密切关系,固化温度与模具和引拔设备和加热方式有密切关系等。 胶黏剂的黏度在2000mPa·s以下易与浸透玻璃纱和填料以及排除空气,以200~1200mPa·s最佳。因为太黏不利于浸润渗透玻璃纱和填料机排除胶内的空气,太稀则容易滴胶及流失而不利挂胶,使产品缺胶形成白斑等, 引拔制品的性能取决于两个主要成分:一是胶黏剂;二是增强材料。一般环氧树脂体系作胶黏剂,其综合性能优于聚酯树脂,但在产量即引拔速度上要低得多。所以电工产品作为主要绝缘性能用的制品如合成绝缘子芯棒,引拔槽锲等均选用环氧树脂体系。而作电工产品绝缘结构件则可以选用聚酯树脂体系一般用低黏度双酚A环氧树脂及液体酸酐相配合,耐热性能高的则可以加入线型酚醛树脂以提高耐热性,也可采用耐热性较好的液体酸酐,如甲基纳狄克酸酐。由于环氧酸酐体系的固化温度高,固化时间长,必须用促进剂来调节达到上述工艺要求。国外有采用液体胺来固化环氧体系的,也可用咪唑来固化环氧体系来做引拔成型制品。 固化成型工序主要掌握成型温度、模具温度分布、物料通过模具的时间。预浸料穿过模具时产生的一系列物理的、化学的和物理化学的复杂变化,迄今仍不清楚。模具分成三个区域,即预热区、凝胶区和固化区。增强材料以等速穿过模具,而树脂则不同,在模具入口处树脂的行为近似牛顿流体,树脂与模具内壁表面处的黏滞阻力减缓了树脂的前进速度,并随离模具内表面距离的增加,逐渐恢复到与纤维相当的水平。预浸料在前进过程中,树脂受热发生交联反应同时也受热降低黏度,物理变化和化学变化交织在一起,但最初受热降低黏度有利于浸润增强材料,而进一步受热则交联使分子增大而成凝胶状态,有利于成型。在固化区逐渐变硬、收缩并于模具脱离,树脂与纤维一起一相同的速度均匀向前移动,并保证出模时达到规定的固化度。固化温度通常大于胶液放热峰的峰值,并使温度、凝胶时间和牵引速度相匹配。预热区温度应较低,温度分布的控制应使固化放热峰出现在模具中部靠后,脱离点控制在模具中部。三段的温度差控制在20~30℃,温度梯度不宜过大,还应考虑更换反应放热的影响。通常模具内区域分别用三对加热系统来控制温度。 牵引力是保证制品顺利出模的关键,牵引力的大小取决于产品与模具间的界面剪应力。剪应力随牵引速度的增加而降低,并在模具入口处、中部和出口吃出现三个峰值。入口处的峰值是由该处树脂的黏滞阻力产生的,其大小取决于树脂黏性流体的性质、入口处温度、填料含量、截面的形状。在模具内树脂黏度随温度升高而降低,剪应力下降。随着固化反应的进行,黏度及剪应力增加。第二个峰值与脱离点相对应,并随牵引速度增加而大幅度降低。第三个峰值在出口处,是制品固化后与模具内壁摩擦而产生的,其值较小。牵引力在工艺控制中很重要,要使制品表面光洁,则要求脱离点处剪应力(第二个峰值)要小,并且今早脱离模具。牵引力的变化反映了制品在模具中的反应状态,并于纤维含量、制品形状和尺寸、脱模剂、温度、引拔速度有关。一般制品牵引力为2~3t,特殊制品也不超过5t。 |