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酚醛树脂的热压成形技术

发布时间:2013.11.12 新闻来源:http://www.sharedil.com/ 浏览次数:

     由于结合剂中的树脂结合剂在温度作用下处于熔融态,流动性好,易于充满模腔各部位,因此热压压力不高,一般在30~60MPa。应当指出,由于成型压力的一部分消耗于模壁的摩擦阻力,一部分消耗于从成型料中溢出的水蒸气和挥发物,定压成型法难以保证合适的压力,因而磨具达不到固定不变的密度,故生产中多采用定模成型法,即固定成型料的单重,由模具本身尺寸控制磨具厚度,施加的压力以使模具压到位为准。酚醛树脂一般为185±5℃;聚酰亚胺树脂为235±5℃。温度过高,反应速度太快,易造成成型挫折、基体与结合剂粘结差,有时甚至使磨具产生裂纹。温度太低,压制时间延长、生产效率低。
  1、硬化原理
  1)酚醛树脂硬化过程
  第一阶段是热塑性树脂与乌洛托品发生反应,生成含二亚甲基氨基桥的中间产物:―CH2―NH―CH2―;第二阶段是这些产物继续与树脂分子反应,生成庞大的网状结构的热固性树脂,并分解出氨。硬化过程中,乌洛托品不仅与热塑性酚醛作用,而且与游离酚作用生成热固性树脂。此过程不要求任何催化剂,加热到一定温度即可进行。
  热塑性酚醛树脂+(CH2)6N4D→热固性树脂 + 氨
  13C6H5OH+(CH2)6N4 D→热固性树脂 + 8NH3
  2)聚酰亚胺的硬化过程
  它是一个不加硬化剂的聚合过程,其聚合过程亦分两步。第一步是聚酰亚胺预聚物在低温下熔化。第二步是将预聚物在较高温度下环化成不熔性聚酰亚胺。
  2、硬化工艺
  1)硬化方法
  树脂结合剂磨具有两种硬化方法,一次硬化法和二次硬化法。磨具在热压机上加热硬化30―40分钟即成为成品称为一次硬化法。它适用于小的、薄的及异形砂轮。为得到硬化完全的产品,一些大规模的、厚度大的砂轮虽在热压机上进行了初步硬化,但仍需在电烘箱内进行二次补充硬化,方法这种称为二次硬化。
  3、硬化规程
  a.最高硬化温度
 酚醛树脂结合剂磨具的最高硬化温度在180--190℃范围为佳。低于170℃,硬化不完全,化学稳定性差;高于200℃,将损害磨具的机械性能,使磨具强度、硬度及耐水性下降。聚酰亚胺树脂结合剂金刚石磨具的硬化,需要在高温下生成环化聚酰亚胺链,以增加分子刚度,变为不熔塑料。故其硬化温度较高,可达230℃,温度太低,环化反应不易进行,制品强度低。
  b.升温速度
  升温速度与结合剂种类、在热压机上的硬化时间、磨具形状、粒度等诸因素有关。
  ①热塑性酚醛树脂的聚合温度为100℃,而聚酰亚胺预聚温度更高,前者可在100℃前自由升温、后者是180℃前自由升温。前者在140℃后与硬化剂有固化反应,后者为180℃后预聚合、故均应慢速升温。
  ②在热压机上硬化时间较长的磨具,挥发物已基本排出,可快速升温;反之,二次硬化应慢速升温。
  ③磨具开头复杂、粒度细的应采取慢速升温;反之则可快速升温。
  c.保温时间
  保温时间与最高硬化温度有关。硬化温度高、时间可短;反之则长。酚醛树脂磨具在180℃保温2―3小时即可,聚酰亚胺树脂磨具一般需在230℃保温4―5小时。
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