滾塑又稱作旋轉(zhuǎn)鑄塑或旋轉(zhuǎn)澆鑄成型。其法是將定量的液狀或糊狀塑料加入模具中,通過對模具的加熱及縱橫向的滾動(dòng)旋轉(zhuǎn),使塑料熔融塑化并借塑料自的重力作用均勻地布滿模具型腔的整個(gè)表面,等冷卻固化后脫膜即可得到中空的制品。滾塑與離心鑄塑生產(chǎn)的制品是類似的,但由于滾塑的轉(zhuǎn)速不高,故設(shè)備比較簡單,更有利于小批量生產(chǎn)大型的中空制品。滾塑制品的厚度較之?dāng)D出吹塑制品均勻,無熔接縫,廢料少,產(chǎn)品幾乎無內(nèi)應(yīng)力,因而也不易發(fā)生變形、凹陷等缺點(diǎn)。滾塑工藝是從50年代后期開始出現(xiàn)的,初主要用于聚氯乙烯糊塑料生產(chǎn)小型制品如玩具、皮球、瓶罐等。近年來在大型制品中生產(chǎn)上也有較多的應(yīng)用。
滾塑所用的模具,小型的常用鋁或銅的瓣合模,而大型的則多采用薄鋼板制成。
用聚氯乙烯糊塑料生產(chǎn)小型制品時(shí),先將定量的塑性溶膠塑料加入一個(gè)型腔可以完全閉合的模具中,然后將模具合攏并將它固定在能夠順著兩根正交的軸同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的機(jī)器上,如圖1所示。

當(dāng)模具旋轉(zhuǎn)時(shí),即用熱空氣或紅外線等對它加熱。模具的旋轉(zhuǎn)速度主軸約5-20r/min,次軸的轉(zhuǎn)速為主軸的1-1/5倍,并且是可以調(diào)整的??磕?nèi)半液態(tài)物料的自重而使其停留于底部。當(dāng)模腔表面旋轉(zhuǎn)而觸及這些物料時(shí),就能從中帶走一層,直至積存的半液態(tài)塑料用盡為止。模內(nèi)的糊塑料在一面隨模具旋轉(zhuǎn),一面受熱的情況下,就能均勻地分布在型腔的表面,并逐漸由凝膠而達(dá)到完全的熔化。隨所用糊塑料的性質(zhì)和制品厚度的不同,所需旋轉(zhuǎn)、加熱的時(shí)間約5-20min。塑料完全熔化后即冷卻,然后開模取出完整的制品。
在此過程中,加熱不能過快,否則制品厚度不易均勻。旋轉(zhuǎn)速度偏高時(shí)可增加糊塑料的流動(dòng)性,制品均勻性較好。而采用粘度偏低的糊塑料也有利于提高制品厚度的均勻性。
近年來,也有將粉狀塑料代替液狀或糊狀塑料而用于滾塑成型的,這雖然與澆鑄原來的定義有些不合,但就其本質(zhì)來說,卻與澆鑄有很多相同之處。它所使用的品種,主要有聚乙烯、改性聚乙烯、聚酰胺,聚碳酸酯及纖維素等。其產(chǎn)品有用幾種塑料生產(chǎn)的夾層結(jié)構(gòu)制品。這類產(chǎn)品兼具有幾種塑料的優(yōu)點(diǎn),如內(nèi)外層為聚乙烯、中間層為發(fā)泡聚乙烯的貯槽,用尼龍11作內(nèi)層,聚乙烯作外層的貯槽等。用特種牌號的聚碳酸酯生產(chǎn)大型容器、車、船及飛機(jī)殼體或結(jié)構(gòu)體。此外還有試驗(yàn)使用玻璃纖維增強(qiáng)的聚乙烯和用于熱固性塑料等。用粉料生產(chǎn)大型中空制品時(shí),為保證制品有良好的剛性、韌性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能,目前使用較多的原料是線型低密度聚乙烯。工業(yè)上有專用的牌號,其性能要求:拉伸強(qiáng)度≥13MPa,拉伸屈服強(qiáng)度≥11MPa,斷裂伸長率≥48%,沖擊強(qiáng)度≥32kJ/㎡,彎曲強(qiáng)度≥15MPa,MFR≥2.8。采用的設(shè)備如圖2所示。
其主軸系電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)。聯(lián)軸應(yīng)是經(jīng)常可折卸的。主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)即同時(shí)使模架及模具旋轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速通常在7-28r/min。轉(zhuǎn)速過高可能導(dǎo)致制品厚薄不勻。次軸是靠主軸經(jīng)傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的,其轉(zhuǎn)速為主軸的一半左右。整個(gè)裝置系固定在支承加上,并通過導(dǎo)輪而柯作來回移動(dòng)。成型時(shí)將配好的聚乙烯粉料加入模具并將其閉合,然后固定在模具架上。將裝好模具的整個(gè)支承架通過導(dǎo)輪推入已加熱的烘箱中,并使連軸器與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)嚙合。關(guān)閉烘箱,開動(dòng)電動(dòng)機(jī),模具即在烘箱內(nèi)作兩方向同時(shí)的旋轉(zhuǎn)。烘箱溫度維持在230℃左右。溫度偏高可以加速物料的熔融,縮短生產(chǎn)周期,易于排出氣泡,制品表面光潔程度較好。但溫度過高則易使制品變色、降解等。保溫旋轉(zhuǎn)的時(shí)間視制品的大小、厚薄等決定。待物料全部熔融后,從烘箱中推出支承架,但仍應(yīng)在轉(zhuǎn)動(dòng)下自然冷卻或噴水冷卻后才可取得產(chǎn)品。
某些加熱下易氧化變色、變質(zhì)等的塑料,如聚酰胺類,則應(yīng)在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行整個(gè)操作。適當(dāng)選擇脫模劑是重要的因素。如在制得產(chǎn)品前塑料還未充分因化即自動(dòng)產(chǎn)生塑料與模具局部脫層,則可使制品發(fā)生變形,卷曲。目前介紹的脫模劑主要還是硅樹脂類。近年來采用交聯(lián)聚乙烯生產(chǎn)滾塑制品也有較大的發(fā)展,其特點(diǎn)在于制品耐汽油性、耐應(yīng)力破裂及沖擊性能均較好,適于生產(chǎn)帶嵌件的制品。我國近年已有多家企業(yè)生產(chǎn)各種大型滾塑制品如容器、小船殼體等。國外有的公司滾塑制品已達(dá)到數(shù)百種,因此,這類成型方法今后還會得到較大的發(fā)展。
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