压缩成型主要使用的材料是热固性塑料，尽管一些高性能热塑性塑料也适用。热固性塑料，如环氧树脂、酚醛树脂（电木）以及散装模塑料（BMC）和片状模塑料（SMC）中发现的聚酯树脂，是理想的选择，因为它们在热和压力下会发生不可逆的化学反应（固化），形成坚固、刚性且耐热的最终部件。
关键的见解不是使用哪种特定塑料，而是理解为什么压缩成型与热固性聚合物从根本上是契合的。这些材料从可塑状态转变为永久固体状态，使该工艺非常适合制造耐用、尺寸稳定的、不可再熔化的部件。
基础：为什么热固性塑料在压缩成型中占据主导地位
要选择合适的材料，您必须首先了解使该工艺独一无二的核心原理。压缩成型的定义是将热和巨大压力施加到直接放置在模腔中的材料上。
什么是热固性塑料？
热固性塑料是一种通过加热不可逆地固化的聚合物。在成型之前，它以液体、腻子、粉末或预成型料的形式存在。
可以把它想象成烤蛋糕。一旦您将液体面糊烤成固体蛋糕，就无法通过重新加热将其变回面糊。这是一种永久性的化学变化。
相比之下，热塑性塑料就像冰块。您可以将其融化成水，然后反复冷冻成冰块。大多数常见的塑料，如水瓶中的PET，都是热塑性塑料。
固化过程的优势
压缩成型工艺非常适合热固性塑料缓慢而有意的固化。材料被放入加热的模具中，随着压机闭合，材料流动以填充型腔。
持续的热量和压力不仅用于形成部件，还用于启动和完成交联反应。这种反应在材料中形成强大的三维化学键网络，将其锁定在最终形状中。
热固性部件的关键特性
这种交联赋予热固性材料制成的部件其标志性特征：
- 高热稳定性：重新加热时不会软化或熔化。
- 高刚度和尺寸稳定性：在负载下和各种温度范围内都能极好地保持其形状。
- 优异的耐化学性：强大的化学键使其能够抵抗溶剂和其他腐蚀性物质。
- 良好的电绝缘性：许多热固性塑料是天然绝缘体。
用于压缩成型的常见热固性塑料
虽然类别广泛，但少数关键材料涵盖了大多数应用。
酚醛树脂 (PF)
通常以其商品名电木而闻名，它是最早的合成塑料之一。它是一种具有卓越耐热性和电绝缘性能的经济型选择。您可以在电气元件、汽车分电器盖和炊具的耐热手柄中找到它。
环氧树脂 (EP)
环氧树脂以其卓越的机械强度、低收缩率和优异的粘附性而闻名。当用玻璃或碳等纤维增强时，它用于制造航空航天和高性能汽车应用中的高强度、轻质复合部件。
散装模塑料和片状模塑料 (BMC & SMC)
这些不是单一的塑料，而是复合材料。它们由不饱和聚酯 (UP) 或乙烯基酯 (VE) 树脂组成，与填料、催化剂和短切玻璃纤维混合。
- BMC是一种腻子状的“散装”材料。
- SMC是一种柔韧的、皮革状的“片状”材料。
它们是工业的主力军，用于制造大型、坚固且成本相对较低的部件，如汽车车身面板、电气外壳和电器外壳。
硅酮和弹性体
对于需要柔韧性和高温性能的应用，硅酮等热固性弹性体通过压缩成型制造。这个过程用于制造密封件、垫圈、O形圈和柔性键盘。
那热塑性塑料呢？
虽然不那么常见，但一些高性能热塑性塑料也通过压缩成型制造，通常是在需要其独特性能而其他工艺不太适合的情况下。
为什么热塑性塑料不那么常见
对于大多数标准热塑性塑料（如聚丙烯或ABS），注塑成型是一种更快、更经济的工艺。压缩成型较长的循环时间使其在批量生产热塑性部件方面竞争力较弱。
何时使用热塑性塑料
压缩成型保留用于难以通过其他方式加工的特种热塑性塑料。
- PEEK（聚醚醚酮）：一种具有极端温度和耐化学性的超高性能材料。
- UHMWPE（超高分子量聚乙烯）：以其令人难以置信的冲击强度和低摩擦表面而闻名，它通常通过压缩成型制成大块或耐磨板。
了解权衡
为压缩成型选择材料涉及平衡性能和工艺限制。
不可逆性：热固性塑料的缺点
热固性塑料最大的优点也是其最大的缺点。由于固化过程是不可逆的，热固性部件不能像热塑性塑料一样熔化和回收。这具有重要的环境和报废考虑。
更长的循环时间
材料在模具内固化所需的时间可以从一分钟到几分钟不等。这比注塑成型几秒钟的循环时间要长得多，使得压缩成型不适合极高产量的生产。
材料形式和处理
热固性塑料需要小心处理。它们以粉末、预成型料或化合物（BMC/SMC）的形式到达，必须在每个循环中精确测量并放入模具中，这一步骤通常比注塑机的自动化进料更劳动密集型。
如何选择合适的材料
您的选择完全取决于最终应用的性能要求和成本限制。
- 如果您的主要关注点是低成本下的高耐热性和电绝缘性：酚醛树脂是经典可靠的选择。
- 如果您的主要关注点是用于汽车或工业用途的大型、坚固的结构部件：从片状模塑料 (SMC) 或散装模塑料 (BMC) 开始。
- 如果您的主要关注点是复合材料的终极机械强度和性能：环氧树脂，通常用碳纤维增强，是优质选择。
- 如果您的主要关注点是制造柔性、耐高温的密封件或垫圈：考虑硅酮和其他热固性弹性体。
- 如果您的主要关注点是超出大多数热固性塑料的极端耐化学性和耐温性：考虑使用PEEK等高性能热塑性塑料。
通过将材料的基本特性与您的特定工程需求相匹配，您可以充分利用压缩成型的强大功能。
总结表：
| 材料类型 | 常见示例 | 主要特点 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| 热固性塑料 | 酚醛树脂（电木）、环氧树脂、BMC/SMC、硅酮 | 不可逆固化、高耐热性、刚性、优异的电绝缘性 | 电气元件、汽车面板、航空航天复合材料、密封件/垫圈 |
| 热塑性塑料 | PEEK、UHMWPE | 可重复熔化、极端性能（耐温/耐化学性） | 高性能工业部件、耐磨板 |
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