二次成型

二次成型 forming

二次成型是塑料成型加工的方法之一。以塑料型材或型坯為原料，使其通過加熱和外力作用成為所需形狀的製品的一種方法。

二次成型是將一次成型所得的片、管、板等塑料型材，加熱使其處於類橡膠狀態，通過外力作用使其形變而成型為各種簡單形狀，再經冷卻定型而得製品。二次成型包括中空吹塑成型、熱成型、拉幅薄膜的成型等方法，僅適用於熱塑性塑料的成型。二次成型是在一次成型的基礎上進行成型的一種方法 ^[1]  。

對於 Tg比室温高得多的非晶聚合物：在Tg-Tf之間加熱，然後使之變形而成型為一定的形狀；形變完成後置於近室温冷卻定型。

對於部分結晶聚合物：在接近熔點處加熱成型，成型後主要依靠結晶定型 ^[2]  。

二次成型條件：成型温度、定型温度、成型速度 ^[2] 

成型温度：二次成型的温度以聚合物能產生形變且伸長率最大的温度為宜。此時的温度升高，向高彈態過渡，由於鏈段開始運動，而體系的粘度很大，因此鏈段運動受到的摩擦阻力比較大，高彈形變顯著落後於應力變化，內耗也大。一般無定形熱塑性塑料最宜成型温度比其Tg略高，如硬聚氯乙烯（Tg=83℃）的最宜成型温度為92～94℃，聚甲基丙烯酸甲酯（Tg=105℃）成型温度為118℃。

定型温度：定型温度下降，可恢復形變減少，殘餘形變（有效形變）增加，所以定型温度低於Tg最好。相同的定型温度下，成型温度越高，得到的殘餘型變量越大，製品的尺寸穩定性越好；但製品的伸長率在此時有一最大值，當成型温度過大，伸長率會出現不穩定現象，會在高温低速作用下，因為受熱變軟、分解等，導致製品出現龜裂等現象。

成型速度：指完成一定形變所需時間或在一定時間內完成的形變量。它與成型温度有關，必須考慮高分子的室温效應。在Tg以下，慢速成型可以獲得高的伸長率；在Tg以上，快速成型可以得到更高的伸長率。

主要包括以下幾種成型方法：

熱成型是將熱塑性塑料片材加熱至軟化，在氣體壓力、液體壓力或機械壓力下，採用適當的模具或夾具而使其成為製品的一種成型方法。塑料熱成型的方法很多，一般可分為：

模壓成型 採用單模(陽模或陰模)或對模，利用外加機械壓力或自重，將片材製成各種製品的成型方法，它不同於一次加工的模壓成型。此法適用於所有熱塑性塑料。

差壓成型 採用單模(陽模或陰模)或對模，也可以不用模具，在氣體差壓的作用下，使加熱至軟的塑料片材緊貼模面，冷卻後製成各種製品的成型方法。差壓成型又可分為真空成型和氣壓成型。

熱成型特別適用於壁薄、表面積大的製品的製造。常用的塑料品種有各種類型的聚苯乙烯、有機玻璃、聚氯乙烯、ABS、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯和聚對苯二甲酸乙二醇酯等。

熱成型設備包括夾持系統、加熱系統、真空和壓縮空氣系統及成型模具等。

為使熱塑性薄膜或板材等的分子重新定向，特在玻璃化温度以上所作的雙向拉伸過程。拉伸定向要在聚合物的玻璃化温度和熔點之間進行，經過定向拉伸並迅速冷到室温後的薄膜或單絲，在拉伸方向上的機械性能有很大提高。

適合於定向拉伸的聚合物有：聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及某些苯乙烯共聚物。

固相成型是熱塑性塑料型材或坯料在壓力下用模具使其成型為製品的方法。成型過程在塑料的熔融(成軟化)温度以下(至少低於熔點10-20℃)。均屬固相成型。其中對非結晶類的塑料在玻璃化温度以上，熔點以下的高彈區域加工的常稱為熱成型，而在玻璃化温度以下加工的則稱作冷成型或室温成型，也常稱作塑料的冷加工方法或常温塑性加工。

該法有如下優點：生產週期短；提高製品的韌性和強度；設備簡單，可生產大型及超大型製品；成本降低。缺點是：難以生產形狀複雜、精密的製品；生產工藝難以控制，製品易變形、開裂。

固相成型包括：片材輥軋、深度拉伸或片材衝壓、液壓成型、擠出、冷衝壓、輥筒成型等。