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1、,高分子材料加工工艺学,第五章,吹塑成型,第页,目 录,吹塑成型分类,挤出吹塑成型工艺,注射吹塑成型工艺,一,二,三,拉伸吹塑成型工艺,四,吹塑成型是一种生产中空制品的主要成型方法，是高分子材料成型加工中除挤出、注塑、模压之外另一种重要方法。吹塑成型主要指中空吹塑 ( 又称吹塑模塑 )，是制造空心制品的一种常用方法，也是塑料制品加工方法中除挤出、注塑、模压之外另一种最常用的方法，且发展迅速，属于二次成型技术范围。它首先利用热塑性树脂通过挤出或注射成型得到半熔融状态的管状型坯，然后趁热（或加热到软化状态）将型坯置于各种形状的模具中，闭模后立即在型坯内通入压缩空气，借助于气体压力使闭合在模具型腔中
2、处于类橡胶态的型坯吹胀，使之紧贴于型腔内壁上，形成中空制品。型坯的制作和吹胀两个过程可以分开独立进行。,吹塑成型,吹塑成型分类,01,按型坯状态分类,02,按制造方法不同分类,根据吹塑成型时型坯状态的不同，吹塑成型工艺可分为冷坯吹塑和热坯吹塑两种，冷坯吹塑是将挤出或注射得到的坯料重新加热到类橡胶状态后，再放入吹塑模具内进行吹塑成型，热坯吹塑是将所得的型坯直接在热状态下立即送入吹塑模具中进行吹胀成型，热坯吹塑周期较短。在实际工业生产中最为常见；根据制造方法的不同，吹塑成型工艺可分为挤出吹塑、注射吹塑和拉伸吹塑三个主要方法，加工不同产品时，可根据原料、加工要求、产量及成本等具体情况选择适当的吹塑方
3、法。,吹塑成型分类,挤出吹塑是最主要的一种吹塑成型方法，主要用于未被支撑的型坯加工，约 的吹塑制品是通过此法制造的。根据坯料的供料方式，挤出吹塑分为连续挤出吹塑和不连续挤出吹塑两种，其中，连续挤出吹塑是指挤出机连续地挤出管坯，当管坯达设定长度时，闭合模具，切断管坯，并连同模具一起被移至下一工位进行吹胀、冷却、脱模，从时间上看，后一段管坯的挤出与前一段管坯的吹胀、冷却、脱模是同步进行的，故连续挤出吹塑生产效率高，适合大批量生产。,挤出吹塑成型,不连续挤出吹塑则是将熔融的物料挤出并储存起来，再用柱塞将熔体挤成管坯，并吹塑成型。由于此法事先储存了较多的熔体，故可在较短时间内挤出大量的树脂，因而，可由
4、于生产储罐及其他大型制品。根据挤出吹塑制品的结构，挤出吹塑分为单层挤出吹塑和多层挤出吹塑。挤出吹塑的优点是设备简单，设备成本低，投资少，模具和机械的选择范围广，管坯生产效率高，型坯温度比较均匀，熔接逢少，制品破裂程度低，吹塑制品强度较高，适合不同形状、大小和壁厚的中空容器的生产，适合多种塑料的中空成型，能生产大型容器，产品成本低、工艺简单、效益高。,挤出吹塑成型,单层挤出吹塑成型工艺过程一般包括以下几个步骤：（1）利用挤出机完成对塑料的输送、压缩、熔化、塑化、排气等功能，并将熔体泵入机头，按预先设定好的程序，在预定的时间，从管状机头挤出适当厚度和直径的型坯，垂挂在安装于机头正下方的预先分开的吹
5、塑模具的型腔中； （2）当下垂的型坯达到预定的长度时，立即闭合吹塑用的两半模具，利用模具的闭合力，将型坯切断并夹持在两半模具之间，切断后移至另一工位，从型坯一端插入吹管头，并确保吹管、型坯及吹胀模腔具有相同的中心轴线；,挤出吹塑成型工艺过程,（3）把压缩空气通过模具分型面上的吹气管头注入型坯，利用压缩空气力将型坯不断向模腔的冷壁进行吹胀，使尚处于可塑状态的管坯被吹胀而紧贴于模具型腔的内壁上，形成与型腔形状一致的制品； （4）调整开口，冷却吹塑制品，并在保持一定的充气压力的前提下进行第一次冷却定型，以确保冷却在紧贴模具的情况下进行；（5）第一次冷却定型一段时间后，排出压缩空气；（6）打开模具，取
6、出制品，切除尾料，供后处理或二次冷却，第一次冷却是在成型模具内进行的，目的是形成制品的外形，但为了提高生产效率，第一次冷却往往不彻底，而是在制品冷却至一定程度基本定型后，移入冷却模具继续进行二次冷却；,挤出吹塑成型工艺过程,（7）修整制品，去除制品飞边，回收边角料，进行质量检测等。多层复合吹塑成型工艺是在单层挤出吹塑成型工艺的基础上发展起来的一种新型工艺过程，两者间并无实质性的不同，两者的差别主要表现在型坯的加工方法不同，另外，多层挤出需采用能够挤出多层结构管状物的机头。多层复合吹塑成型工艺可用于成型不同物料组成的吹塑制品。在多层吹塑成型工艺中，各层塑料间的相互熔合效果及彼此间粘结质量的控制十
7、分重要，如果塑料间熔合效果不好，粘结较差，则制品夹口区的强度将会显著下降，从而影响制品质量。在实际生产中，可采用适当的方法来改善不同物料层间的熔合和粘结性能，如往各层物料中混入粘性的组分，或在原料各层间增加有粘结功能的物料层等。多层吹塑所用物料的种类及必要的层数应视具体要求确定，制品的层数越多，成型也就越困难。,挤出吹塑成型工艺过程,典型的挤出吹塑设备如图1所示。1-机头， 2-夹坯块，3-挤出机， 4-吹塑模具， 5-制品,挤出吹塑成型设备,（1） 挤出机挤出吹塑成型设备中，挤出机的质量好坏在很大程度上决定了生产的可操作性、稳定性和安全性，更决定了生产中空吹塑制品的力学性能、外观质量、各批制
8、品间的均匀一致性、生产效率和成本高低等，是吹塑装置中最主要的设备。挤出吹塑成型用挤出机分两类，一类是连续挤出熔体的连续旋转往复式螺杆挤出机，一类是间歇挤出熔体的往复式挤出机，也即不连续旋转往复式挤出机。对于连续式螺杆挤出机而言，通过螺杆的旋转使物料沿螺槽向前移动，并受热形成熔体，熔体储存于螺杆头前面的机筒内，当熔体量达到一定值后，油缸工作，产生推力，使螺杆向前移动，熔体被连续挤出，柱塞油压逐渐下降，螺杆后退，如此反复进行生产；,挤出吹塑成型设备,不连续旋转往复式挤出机的工作原理与连续旋转往复式螺杆挤出机基本相似，主要差别在于其螺杆在往复过程中停止旋转，机筒内固体物料不能连续地变为熔体，因而，熔
9、体的挤出是不连续的。吹塑成型工艺中常见的挤出机为单螺杆挤出机，其组成和结构和普通单螺杆挤出机并无特殊之处，由机筒、螺杆、加热元件、温控元件与传动装置等部分组成。普通挤出机在满足如下要求后也可用于吹塑成型： 其驱动装置须是无极调速的，以确保挤出速率与最佳吹塑周期相匹配； 其螺杆须具有适当的长径比，以确保物料能被均匀、充分地塑化，提高制品的精度和均匀性； 可在较低温度下挤出管坯，以利于缩短生产周期，提高生产效率。,挤出吹塑成型设备,（2）机头 机头包括多孔板、滤网连接管和型芯组件等。吹塑机常用的机头分直通式机头、转角机头和带储料缸式机头三种，其中，直通式机头方向与螺杆轴线方向一致，熔体流经此机头时
10、，流向不变，此类机头可用于热敏性塑料的吹塑成型，硬PVC瓶往往是采用此机头进行吹塑得到；转角机头由管式机头和连接管组成，两者彼此垂直；带储料缸式机头中带有储料缸，熔体先在其中储存，当储存量达到一定值后，被一起挤压吹塑，由于储料缸中可存储足量体积的熔体，故此类机头可用于生产啤酒桶等大型吹塑制品。,挤出吹塑成型设备,（3）吹塑模具吹塑模具常设计为以分型面为界的对开式两半模具，对形状不规则的瓶类或容器，模具的分型面也可能设计为不规则，必要时，可使用三个或更多个移动部件组成分型面模具，一般没有冷却剂通道，但对于大型吹塑模具，可设计冷却水道。模口部分一般做成较窄的锋利刀口状，以便快速切断型坯，刀口形状一
11、般为三角形或梯形。由于吹塑压力较低，一般介于0.20.7MPa之间，模具结构比较简单，对模具强度的要求比较低，故有多种材料可用于制作吹塑模具，如铝合金、锌合金、钢材、铍铜等，具体材质可根据物料特性及制品数量进行选择。为了排除模具表面和管坯表面之间的空气，确保制品的外观质量，模具上应设置排气孔或排气槽，排气孔或排气槽的位置、形状及数量主要取决于型腔的形状，但由于其与制品直接接触，故需要具有较高的加工精度。,挤出吹塑成型设备,从模具的结构和成型工艺方法上看，吹塑模具可分为上吹法（顶吹法）、下吹法（底吹法）和平吹法（气针法）三种，图a为典型的上吹法模具结构示意图，模具的颈部朝上，闭模时，管坯底部被夹
12、紧，顶部开口，压缩空气从模具上端通过型芯吹入模腔中。上吹法的优点是型芯和吹气芯轴合二为一，故其结构简单，缺点是不能确定型坯内径和长度，需要另外增加修饰工序，且由于借助型芯作为吹气芯轴，当通过压缩空气时，将对机头产生影响，从而可能影响型坯的质量。,挤出模具分类,图b为平吹法模具结构示意图，型坯进入模具后，上下端夹持，压缩空气经横向气针注入型坯。平吹法的优点是压缩空气可以容器的任何部位注入，可用于吹塑成型非开口容器、可折叠软容器等。,挤出模具分类,图c为典型的下吹法模具结构示意图，使用时，从挤出机口模出来的坯料套在底部芯轴上，压缩空气从芯轴吹入，型芯外径和模具口颈配合以固定口颈的内外尺寸。由于型坯
13、的下端壁厚比较厚，采用下吹法可使容器口颈部位的壁厚较厚，较适宜大、中型容器的吹胀成型。,挤出模具分类,影响挤出吹塑成型工艺和制品质量的因素主要有型坯的温度、吹气压力和吹气速度、吹胀比、模温和冷却时间等。（1）管坯制造过程中的影响因素 原料 原料是影响管坯质量的一个非常重要的因素。除了性能上必须满足制品的使用要求之外，原料的如下特性对型坯的质量存在较为明显的影响：,影响挤出吹塑成型工艺和制品质量的因素,a.熔融指数 熔融指数低，管坯下垂容易,容易得到厚薄均匀的管坯，但如果熔融指数过低，熔体产生不稳定流动的概率增大，而不稳定流动一旦发生，制品的外观质量将变差，甚至出现不合格现象。所以，在吹塑成型前
14、，应根据具体的制品性能及加工性能合理选择原料。一般情况下，吹塑成型大中型尺寸的制品时，原料的熔融指数宜小些，反之，生产小型吹塑制品时，熔融指数宜大些。b. 分子量 原料分子量大，受应力作用时，防止出现龟裂的能力强，所以，一般采用分子量较大的原料，但分子量过高，型坯的挤出及后续的吹塑将愈加困难，分子量的大小应综合考虑。c. 分子量分布 分子量分布宽，有利于得到高质量的管坯，但过宽，可能导致制品强度下降。d.拉伸粘度 拉伸粘度随拉伸应力增加而增大的物料有利于吹塑加工。另外，原料在加工过程中应具有阻止氧气、二氧化碳、氮气及水蒸气等向容器内外透散的特性。,影响制品质量的因素, 螺杆转速 螺杆转速是影响
15、管坯质量的另一个重要的因素。螺杆转速快，挤出产量提高，可得到更多的型坯，但过快可能导致熔体产生不稳定流动，型坯表面质量下降，严重时甚至可能出现熔体破裂现象，而且，转速过快时，将产生大量摩擦热，增大了塑料发生瞬间降解的危险。所以，在能够挤出均匀、光滑管坯且没有使挤出传动系统超负荷的前提下，螺杆转速尽可能快，但不宜过快，一般应控制在70转分以下，具体的螺杆转速大小取决于具体的物料。,影响制品质量的因素, 口模 口模是决定型坯尺寸及形状的重要装置，主要由两对半阴模构成，其内表面需具有足够的光洁度，且尺寸必须按设计要求加工，口模定型段尺寸一般为口模芯棒之间隙数值的8倍左右。 加工温度 加工温度升高，型
16、坯下垂严重，型坯长度增加，但直径及壁厚将下降，严重时，甚至可能导致型坯断裂；温度下降，型坯表面将变得粗糙，可能出现鲨鱼皮、流痕、竹节等，型坯将塑化不良，尺寸及质量不均匀，最终降低制品的强度。,影响制品质量的因素, 型坯温度型坯的温度直接影响其形状的稳定性、制品的表面光洁度、接缝强度及冷却时间等。当型坯温度较高时，其强度将有所下降，制品虽然容易发生吹胀变形，但难于保证制品壁厚的均匀性，尤其是管坯纵向厚度的均匀性。同时，吹胀物的冷却时间延长，成型设备的生产效率下降。反之，降低型坯温度可确保其具有足够的强度，但吹塑成型将变得困难，如果型坯温度过低，还会导致管坯长度收缩，壁厚增加，制品内部可能存在较大
17、的残余应力，导致制品强度下降，表面粗糙无光，外观质量明显降低。一般情况下，在不严重影响型坯形状稳定性的前提下，为了确保制品具有足够的表面光洁度及接缝强度，可适当提高型坯的温度。,吹胀过程中的影响因素, 吹气压力和吹气速度型坯被模具夹持以后注入压缩空气。此处，压缩空气起三种作用：利用压缩空气的压力使类橡胶态的管状型坯胀大紧贴在吹胀模型腔的内壁上；对已吹胀的型坯施加压力，以得到形状正确、表面文字与图像清晰的制品；促进制品冷却。压缩空气的压力称之为吹气压力，由于不同原料的物性（分子柔韧性及型坯的熔体强度与熔体弹性）的差异，其制成的类橡胶态的型坯的模量不同，吹胀时所需的空气压力也有所差别，但一般介于0
18、.20.7MPa之间，吹气压力还和型坯温度、模具温度、型坯厚度、吹胀比及制品的形状和大小等因素有关。当使用熔体粘度较低、弹性模量小、易变形、冷却速率较小、型坯温度高的物料，以及模具温度较高时，可采用较低的吹气压力；反之，当型坯温度低、模具温度低，或使用熔体粘度高、弹性模量高的物料时，吹胀宜采用较高的吹气压力。除此之外，吹气压力也受制品壁厚和容积大小影响。,吹胀过程中的影响因素,一般来说，壁厚薄、体积大的中空制品，表面带有花纹、图案、螺纹的中空制品，吹塑时宜采用较高的吹气压力，而容积小、壁厚大的制品，宜采用较低的吹气压力。吹气压力增加，有助于制品与模腔之间更加紧密接触，制品的热量能够得以快速去除
19、，冷却效率提高，相应地，制品脱模时的温度可以有所下降。吹气速度方面，如果单位时间内充入模腔的空气体积流量增加，即提高充气速度，则可缩短型坯的吹胀时间，更容易得到壁厚均匀、表面质量优异的制品；但若充气速度过高，则可能导致空气进口区出现压力偏低现象，在此处容易造成真空，结果发生内陷变形，严重时，过快的气流甚至会扯断口模部分的型坯，致使吹胀过程无法继续下去。所以，在型坯的吹胀阶段，应在保持较低气流速度的情况下注入大流量的空气，以保证型坯能均匀、快速地膨胀，缩短型坯与模腔接触之前的冷却时间，并提高制品性能。通过改变吹管孔径的大小可以控制吹气速度，一般而言，加大吹管直径，可实现低气流速度、大空气体积流量
20、的目的。但为了缩短吹气时间,在确保制品获得较均匀厚度和较好表面质量的前提下，应尽可能提高向型坯的吹气速度。,吹胀过程中的影响因素, 吹胀比吹胀比是指制品的尺寸和型坯的尺寸的比值，亦即型坯吹胀的倍数。在型坯的尺寸和重量相同的情况下，最终制品的尺寸越大，则吹胀比越大。当用相同数量的原料进行生产时，增大型坯的吹胀比可以生产更大容积的制品，换句话说，生产相同容积的制品，采用大的吹胀比在某种程度上可以节约材料。但随着制品壁厚逐渐变薄，吹胀成型将变得更加困难，制品的强度和刚度也会随之降低，制品形状的稳定性变差。反之，吹胀比过小，塑料消耗量增加，制品的有效容积减小，制品壁厚增加，需要更长的时间对其进行冷却，
21、无疑将增加生产成本，且易造成壁厚不均匀。生产时，应根据材料的具体种类和性质、制品的形状和尺寸等确定吹胀比的大小，其值一般介于为24之间。,吹胀过程中的影响因素, 模温及型坯的尺寸模温通常不能控制过低，模温过低,塑料在夹口处的温度下降很快，型坯在吹胀模内定位到吹胀期间过早冷却，导致其不易吹胀成型,且可能使夹口处加厚,塑件表面出现斑纹，表面光亮度变差，制品的轮廓和花纹等均会变得不清楚；模温过高时，冷却定型时间延长，生产周期变长，生产率下降，且制件收缩率变大，尺寸、形状等难于精确控制，表面缺乏光泽。应根据塑料的种类及物性来选择模温，对于玻璃化温度Tg或热变形温度Td较高者，可以选择较高的模温，反之，
22、则应尽可能降低模温。,吹胀过程中的影响因素, 冷却时间型坯被吹胀紧贴于吹塑模壁后，此时不要急于开模，而应在其内部保持一定空气压力的情况下均匀冷却一段时间，冷却不均匀及冷却程度不够会使制品各部位出现不同程度的收缩，引起制品翘曲、瓶颈歪斜等现象。吹塑制品的冷却时间因原料的不同及制品的形状、大小、壁厚等而有所改变，一般可占整个成型周期的60%以上，冷却时间的长短直接影响最终制品的外观质量、物理力学性能及生产效率等。通常情况下，制品越厚，冷却时间应该越长。提高吹塑制品的冷却效率，缩短冷却时间，可以缩短整个成型周期，提高生产效率，有时为达到此目的，除对模具进行冷却外，还可以在成型制品中进行内部冷却，即向
23、吹胀物的空腔内通入液氮、液体二氧化碳等强冷却介质进行冷却。但如果冷却时间过短,冷却过快而不充分，开模后制品因弹性回复而容易发生严重变形，收缩增大，表面无光泽。,吹胀过程中的影响因素, 成型周期 包括挤出型坯、切断型坯、闭合模具、吹气、冷却、放气、开模、取出制品等过程。成型周期的选择原则是在保证制品能够定型的前提下尽量缩短。不合理的成型周期往往会导致制品出现质量缺陷。,吹胀过程中的影响因素,此类工艺主要用于由金属型芯支撑的型坯的加工及吹塑。该工艺过程实际上包含了型坯制作和型坯吹塑两个步骤，操作时，通常先采用注射成形的方法将熔融塑料注入到注射模内，制成管状有底型坯，管状型坯包裹在周壁带有微孔的空心
24、型芯上，然后趁热把型坯连同型芯一起移入吹塑模内，或将型坯冷却后取出，吹塑前再重新加热到Tg以上，并迅速移入模具中，从芯棒的管道的一端通入压缩空气，对型坯进行吹塑，使型坯胀大脱离金属型芯而紧贴于吹塑模具的内表面，冷却后开模，得到吹塑制品。注射吹塑成型的产品约占总吹塑制品的四分之一左右，所得制品精度高，表面光滑，无需二次加工。直接注坯吹塑适宜生产大批量的小型精制容器和广口容器，这些容器主要用于日用品、化妆品、医药、食品包装等。,注射吹塑成型,直接注坯吹塑的工艺过程如图3所示。首先采用注射机将塑料原料加热熔融塑化，并将熔体注入到注射模具内，成型具有一定尺寸、形状和质量的管状有底型坯，管状型坯包裹在周
25、壁带有微孔的空心型芯上（a），开模后，管状型坯将留在芯棒上（b），然后通过旋转机构将管坯趁热转移至吹塑模具中（c），闭合模具，从芯棒的管道向模具型腔中吹入压缩空气，对型坯进行吹胀（d），型坯逐渐胀大并最终脱离芯棒，紧贴到吹塑模具的型腔壁上，冷却后可得到吹塑制品，开模取出即可。,注射吹塑成型工艺过程,图 直接注坯吹塑工艺,注射吹塑成型工艺过程,1-空心型芯 2-吹气管道3-型坯 4-吹塑模具5-产品, 可利用注射模对型坯的壁厚分布进行精确控制，使所得容器的壁厚较为均匀,避免了一般吹塑制品角隅部分容易出现的减薄现象，制品的件重可控制在0.1g，螺纹的精度可控制在100m范围内，口部尺寸精确，细颈产
26、品成型精度高； 所得制品无需进行二次加工，无接缝，节省制品的修整工时； 用注射制得的型坯能够全部进入吹塑模内吹胀成型，加工过程中没有废料产生，减少了成型物料的浪费； 可得到表面光滑的制品，无刮痕，表面文字与图案清晰； 可经济地进行小批量生产； 对塑料品种的适用范围宽； 自动化程度高，可多模生产，生产效率高。,注射吹塑成型工艺的特点,优点, 制品成型必须使用注塑和吹塑两套模具和一个带阀的中空芯模，且注射型坯的模具应能耐高压，成型设备成本高； 注射型坯温度较高，其在注塑模内吹胀后需要较长的冷却定型时间，使制品的整个成型周期延长，影响生产效率； 注塑型坯内应力较大，加之在转换模具过程中容易受到不均匀
27、的冷却，生产形状复杂、尺寸较大的制品时易出现应力开裂，故制品的形状和尺寸受限，仅适合生产用于化妆品、日用品、药品包装、食品包装等领域的小型制品； 对操作人员的操作技能要求较高。,注射吹塑成型工艺的特点,缺点,影响注射吹塑成型工艺及制品质量的因素主要有温度、压力、时间等。（1）温度 注射机的温度为了防止物料在料口处出现架桥或堵塞现象，影响物料的向前输送，注射机中，螺杆进料段的温度应低一些，但熔融段的温度应较高，以便增加型坯的注射量，避免型坯出现缺口及颈部出现龟裂等现象；同时也可减少着色塑料因颜料分散不佳而可能导致型坯上出现颜色不均等瑕疵。,注射吹塑过程的影响因素, 型坯模具温度型坯模具中，不同部
28、位的温度彼此不同，其中靠近注射机喷嘴处，即吹塑制品底部的温度较高，瓶身部位次之，颈部温度最低。控制好型坯模具温度有利于控制型坯在型腔内的冷却速度，如控制恰当，可缩短成型周期，提高生产效率，同时减少型坯或制品成型时出现废品的几率。对于不同品种的塑料原料，型坯模具温度彼此也存在差异。 型坯温度 影响注射吹塑过程最关键的因素是温度，特别是型坯温度, 型坯温度直接影响塑件的性能，型坯温度过高，型坯强度较差，熔融物料因粘度较低而容易变形，型坯在移动过程中易出现厚薄不均现象，制品也容易发生吹塑变形，制品壁厚均匀性差，吹塑制品的质量差；反之，温度过低，虽然其强度有所提高，但吹胀成型困难，且制品内部会积存较多
29、的内应力，制品在使用过程中容易发生应力破裂。所以，型坯温度的控制十分重要，一般控制在塑料的TgTf（或Tm）之间，在确保型坯在转移过程中不发生变形的前提下，温度尽可能偏向Tf（或Tm）。,注射吹塑过程的影响因素, 型坯芯棒温度在每一个注射吹塑成型周期中，型坯芯棒都要经过加热和冷却循环，并把这个循环维持在极限，以保证高质量容器的生产。注射吹塑成型时，芯棒上的温度分布应随原料及制品的种类及用途不同而不同，并与相应模腔的温度差异不能太大，否则容易出现粘模现象。芯棒的温度调节方式有两种，一是采用热交换介质从芯棒内部进行调节，一是在进入注射工位前，用调温套从芯棒外部进行调节。 吹塑模具的温度吹塑模具的温
30、度选择不当，将导致制品质量下降，因而，吹塑模具的温度控制对注射吹塑成型工艺过程也是十分重要的。吹塑模具的温度可通过冷却水进行控制，温度值要低于型坯模具的温度，通常介于2050范围内。,注射吹塑过程的影响因素,（2）压力 塑化压力又称背压，塑化压力增加，有利于提高熔体温度，使熔体温度分布更加均匀，便于排气，型坯质量提高，但会减小塑化速度，延长成型周期，严重时甚至可能导致塑料发生降解。 注射压力及保压压力注射型坯时必须具有足够高的注射压力，注射压力不足，就不能确保有足量的熔体被充入模具中，结果会造成型坯表面不平整，或在型坯上出现缺口、漏底、螺纹尺寸不足等缺陷；但如果注射压力过高，容易导致型坯芯棒偏
31、斜，型坯出现飞边。注射压力可根据物料物性及制品性能在注塑机额定注射压力范围内进行合理调整。除此以外，适当的保压压力对获得尺寸准确、表面平整光洁、比容值较低的型坯同样重要。与此同时，锁模装置亦需要保持足够的锁模力，以防胀模。,注射吹塑过程的影响因素, 吹胀气压吹胀气压偏低，可造成型坯吹胀不足、肩部变形、瓶身凹陷等缺陷；吹胀气压过高，可能扯断型坯，所以，必须选择合适的吹胀压力，生产中，吹胀压力一般控制在0.81.0MPa范围内。（3）时间 注射吹塑成型各工艺段过程所需时间的综合即为其成型周期。它反映了生产效率的高低，成型周期越短，生产效率越高，为了提高生产效率，应尽可能缩短成型周期，即缩短物料混炼
32、塑化时间、注射时间、模具等待时间、吹塑时间或模具启闭间隔时间等。但各时间段的缩短应以不影响物料塑化质量、不影响具体操作及不影响最终制品质量为前提。,注射吹塑过程的影响因素,根据具体的生产条件，注射吹塑成型设备可分为组合类和成套类两种形式，前者是利用一台注射成型机，另外组合吹塑组件、控制装置等形成注射吹塑设备；后者则是一整套设备，由注射系统、吹塑系统和注射及吹塑模具等几部分构成。（1）注射系统和普通注塑机的注射系统一样，主要由料斗、机筒、螺杆、喷嘴、螺杆转动装置、计量装置等组成。根据螺杆的放置方式，注射系统分为卧式注射系统和立式注射系统两种，卧式注射成型机动作简单可靠，规格全，设备稳定性好，适用
33、性强，操作方便；立式注射系统的模塑系统热流道行程短，型腔简单。,注射吹塑设备,注射系统的作用是输送物料，熔融物料，将熔体塑化均匀，并采用一定的注射压力，将熔体经喷嘴从总管组件注入到型坯模具中，制成有底的管状型坯。注射系统的关键技术参数包括：塑化能力、锁模力及喷嘴孔径大小等。（2）吹塑系统包括压模板、锁模装置、转位装置、脱模板等。压模板的作用是用于安装吹塑模具，脱模板的作用则是便于制品从模具上脱落，其结构一般设置有多个呈“U”形缺口，该缺口刚好能穿过制品的颈部，脱模时，利用这些缺口拉动制品肩部，使制品从芯棒上脱落。脱模板还能吹出空气，对型坯芯棒的头部进行冷却，确保型坯的顺利注射。,注射吹塑设备,
34、拉伸吹塑是在挤出吹塑和注塑吹塑的基础上发展起来的第三大类吹塑成型工艺，该工艺首先采用挤出或注射的方法将熔体制成管状型坯，然后将型坯温度调节控制在TgTf之间，使其处于类橡胶状态，利用内部的进气杆或外部的拉伸夹具产生的机械作用力，对型坯进行轴向拉伸，同时或稍后再用压缩空气沿径向吹胀瓶坯对其进行径向拉伸，至规定尺寸后，将双轴拉伸的型坯快速冷却至Tg以下，成型所需的中空制品。拉伸吹塑制品可以具有相同的轴向拉伸比和径向拉伸比，可成型薄壁制品，所得制品密实、透明性好、力学性能优异。根据坯料的形成方式，拉伸吹塑成型可分为挤出拉伸吹塑及注射拉伸吹塑两种；根据坯料的形成及吹胀是否在同一台设备上完成，拉伸吹塑成
35、型可分为一步法和两步法两种。,拉伸吹塑成型,一步法又叫热型坯法，其型坯的制备、拉伸和吹塑在一台机器上连续组合完成，不用对型坯再加热，节能性好，同时，由于是在同一台设备上制作型坯及对其进行拉伸吹塑，所以，整体设备所占空间较小，且生产过程连续性好，生产效率高，也容易实现自动化操作，是我国目前使用最多的方法。两步法又叫冷型坯法，它是先在一处设备上将熔体挤出或注射成型坯后冷却成半成品，然后再在另一处设备上将冷型坯加热升温至适当温度后进行拉伸、吹塑。型坯的成型及吹胀是在不同的时间段、不同的设备上进行的，有利于提高型坯制作设备的利用率，故容易实现高产量，产量比一步法高，但由于型坯在吹胀前需再次加热，故能耗
36、较高。,拉伸吹塑成型,以一步法挤出拉伸吹塑的工艺为例，其流程如图所示。,挤出拉伸吹塑工艺,(1) 根据工艺要求，设置好制品及吹胀等各工位设备的温度，然后进行加热升温，待达到加工温度后，再恒温1h左右；(2) 启动各辅机，如空气压缩机，并检查各装置运转是否正常；(3) 对挤出机进行喂料，利用挤出机对物料进行输送、压缩、熔融并塑化均匀，然后从机头挤出型坯，落入处在第一工位的预吹胀模具(a)；,1-挤出机头，2-型坯，3-芯轴，4-型坯模具,（A）,挤出拉伸吹塑工艺,(4) 当型坯长度达到预定值时，合模，截取型坯(b)；(5) 随后将预吹胀模连同型坯一起转至第二工位，利用压缩空气对型坯进行预吹胀，并
37、可根据需要，压缩成型颈部螺纹；去除夹坯余料； (6) 型坯预吹胀完成后，开启模具，将预吹胀的型坯移入拉伸和吹塑模具中(c)，利用进气杆对型坯进行轴向拉伸取向，之后，利用压缩空气对型坯进行径向拉伸取向，使型坯吹胀成模具内壁的形状(d)，同时对制品进行冷却，定型后开启模具，将制品从模具中取出(e)。,（1）与直接注坯吹塑相似，采用注射机在高压下将熔融塑料注射成型坯（a）；（2）将型坯稍加冷却后，移送至一加热槽内进行加热（b）；（3）当型坯温度达到Tg以上后，再将其移至拉伸吹胀模具内，在模具内，利用拉伸棒对型坯进行轴向拉伸（c）；（4）往型坯中通入压缩空气对其进行横向吹胀，使之紧贴模具壁上（d）；（
38、5）吹胀完成后，经过一段时间的冷却，即可得到吹塑制品，开模取出（e）。,注射拉伸吹塑工艺,1-注射机，2-冷却水孔，3-型坯，4-热流道，5-加热模芯，6-加热槽，7-进气杆，8-吹塑模具，9-制品,（a）,（b）,（c）,（d）,（e）,4,在注射拉伸吹塑成型工艺中，吹胀比和拉伸比是两个关键参数，其中，吹胀比是指制品主体直径与型坯相应部位直径之比，而拉伸比则定义为不包括瓶口部分的制品长度与相应型坯长度之比。拉伸比、吹胀比增加，制品的强度一般情况下会随之而逐渐增加，但过大的拉伸比或吹胀比，可能导致制品壁厚过度减小，甚至满足不了使用要求。故为了保证制品具有良好的综合性能，两者取值应适中，一般为2
39、3。注射拉伸吹塑制品一般具有双轴取向结构，和直接注坯吹塑成型的制品相比，注射拉伸吹塑所得制品的冲击强度、硬度、刚性等均有明显提高，制品更加透明。成型相同容积的中空制品，注射拉伸吹塑制品的壁厚更薄，可比直接注坯吹塑成型节省近一半的材料。,注射拉伸吹塑工艺,（1）型坯温度 在预吹胀型坯时，型坯内外壁由于接触的分别是压缩空气和模腔，故内外壁的冷却速率并不一致，短时间内可能造成型坯壁内外存在温差，此时需有一定的时间供型坯进行温度自调节，使内外壁具有相同的温度，以消除热应力，调温所需时间长短因型坯壁厚不同而不同，一般情况下，型坯壁越厚，调温时间越长。另外，型坯的温度还会影响容器的壁厚，故型坯温度直接影响
40、塑件的质量，控制好型坯的温度非常重要。对于注射拉伸吹塑而言，在确保吹塑能顺利进行的前提下，型坯温度在TgTf(Tm)范围内尽可能偏向Tg,但对于非结晶性透明塑料制品，温度过低可能导致制品透明性下降，此时，温度的控制必须谨慎；而对于结晶性塑料，应避开最易形成球晶的温度区域，否则，一旦形成了球晶，拉伸后容易导致制品的质量不均匀。,拉伸吹塑的影响因素,（2）拉伸温度 拉伸温度的高低影响制品的性能，过高，取向不充分；过低，容器的透明度差。而对于不同树脂而言，它们的物性也不尽相同，故彼此的最适宜拉伸温度也会有所差别，一般取塑料具有较大伸长率时的温度作为拉伸温度。如PVC 和PET，一般比Tg 高1040
41、，PET为90110，PVC为100140；PP则比熔点低540为宜，一般为150。（3）拉伸倍率 拉伸倍率等于容器尺寸(直径或高度)与型坯尺寸之比，相同的原料，当拉伸倍率不同时，所得制品具有的性能也不尽相同。（4）吹塑模温 吹胀过程中，型坯外壁将会直接接触吹塑模具，吹塑模温将会影响与之接触的型坯的温度变化，从而对型坯内应力产生影响，进而影响制品的质量。 （5）吹塑压力 和其他吹塑成型相比，注射拉伸吹塑成型时，吹塑压力要稍高些，一般为0.31.0MPa。,拉伸吹塑的影响因素,本章介绍了吹塑成型的发展历史，介绍了吹塑成型工艺的分类方法，详细介绍了挤出吹塑、注射吹塑及拉伸吹塑等不同吹塑方法的工艺过程、设备及特点等。 思考题1 根据型坯生产特征，吹塑成型可分为哪些类型？2影响挤出吹塑工艺过程的因素有哪些？如何影响？ 3影响注射吹塑工艺过程的因素有哪些？如何影响？ 4 注射拉伸吹塑和直接注坯吹塑相比，其工艺过程有哪些相同点和不 同点？5 吹塑成型对塑料原料有哪些要求？ 6 提高吹塑制品厚度均匀性的方法有哪些？7 吹塑模具结构有哪几种类型？各有什么特点？8 什么是型坯的吹胀比？与哪些条件有关？,本章小结,？,
