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1、第七章 中空成型,内容简介：中空吹塑是将挤出或注射成型所得的管坯置于模具中，在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的成型方法。这种成型方法可生产瓶、壶、桶等各种包装容器，日常用品和儿童玩具等。本章重点：7.2挤出吹塑工艺,中空吹塑产品,中空吹塑产品,中空吹塑产品,中空吹塑产品,中空吹塑产品,中空吹塑简要介绍,中空吹塑工艺是将挤出或注射成型所得的半熔融态管坯(型坯)置于各种形状的模具中，在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的成型方法。其成型过程包括塑料型坯的制造和型坯的吹塑。这种成型方法可生产口径不同、容量不同的瓶、壶、桶
2、等各种包装容器，日常用品和儿童玩具等。,中空吹塑用原料,用于中空吹塑的塑料品种有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、线形聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纤维素和聚缩醛树脂等。其中高密度聚乙烯的消耗量占首位。它广泛应用于食品、化工和处理液体的包装。高分子量聚乙烯适用于制造大型燃料醝罐和桶等。聚氯乙烯因为有较好的透明度和气密性，所以在化妆品和洗涤剂的包装方面得到普遍应用。随着无毒聚氯乙烯树脂和助剂的开发，以及拉伸吹塑技术的发展，聚氯乙烯容器在食品包装方面的用量迅速增加，并且已经开始用于啤酒和其它含有二氧化碳气体饮料的包装。线形聚酯材料是近几年进入中空吹塑领域的新型材料。由于其制品具有光泽的外观、优良的
3、透明性、较高的力学强度和容器内物品保存性较好，废弃物焚烧处理时不污染环境等方面的优点，所以在包装瓶方面发展很快，尤其在耐压塑料食品容器方面的使用最为广泛。聚丙烯因其树脂的改性和加工技术的进步，使用量也逐年增加。,产品特点举例,中空吹塑分类及特点,根据管坯成型方法不同分类：挤出吹塑：生产方法简单，产量高，精度低，应用较多注射吹塑：精度高，质量好，价高，适于批量大产品。根据成型工艺不同分类：普通吹塑拉伸吹塑：产品经拉伸，强度高，气密性好。挤出拉伸吹塑(简称挤拉吹)注射拉伸吹塑(简称注拉吹)根据管坯层数不同分类：单层吹塑多层吹塑：综合性能好，生产复杂，适于包装要求高的产品包装。,挤出吹塑原理,注射吹
4、塑原理,拉伸吹塑原理,7.1中空吹塑设备,吹塑装置,针吹、顶吹、底吹,7.2挤出吹塑工艺,一、挤出吹塑工艺过程、由挤出装置挤出半熔融状管坯；、当型坯到达一定长度时，模具移到机头下方闭合，抱住管坯，切刀将管坯割断；、模具移到吹塑工位，吹气杆进入模具吹气，使型坯紧贴模具内壁而冷却定型(吹气压力0.25、0.8兆帕/s；、打开模具，取出制品。,二、管坯制造过程中的影响因素,1、原料的选择 首先要求原料的性能满足制品的使用要求，尤其是气密性和耐冲击性；其次是原料的加工性能必须符合吹塑工艺的要求。如：高密度聚乙烯取克厘米熔体指数范围。低熔体指数树脂吹塑时有利于防止型坯下垂，容易得到壁厚均匀的管坯。但是螺
5、杆转速增高时，低熔体指数的树脂外观粗糙。因此对于上述熔体指数范围的选用，大中型吹塑制品以防止型坯下垂为主，宜偏低一些，分子量大的；小型吹塑制品选偏高一些，分子量小的。2、温度的控制 在挤出管坯过程中温度控制的精确度对于管坯质量影响很大。例如温度过低型坯表面粗糙，温度高表面光泽好，但下垂严重。在挤出聚氯乙烯等容易热降解的树脂时，还要注意控制温度使其不超过降解温度。,三、管坯制造过程中的影响因素,3、螺杆转速对挤出管坯的影响 螺杆转速是影响管坯质量的一个重要因素。高的挤出速度能够提高产量，减少型坯下垂，但是型坯表面质量下降。尤其是剪切速率增大造成某些塑料，如高密度聚乙烯，可能出现熔体破裂现象。而且
6、转速提高时大量摩擦热的产生使聚氯乙烯等塑料有瞬间降解的危险。所以一股吹塑机都选用大一点的挤出装置，使螺杆转速在70转分以下。4、口模对挤出管坯的影响 口模是决定型坯尺寸及形状的重要装置，所以要求内表面光洁度应达到10且尺寸必须按设计要求加工。口模定型段尺寸一般可选用8倍口模芯棒之间隙数值。,四、吹塑过程中的影响因素,、吹气压力 吹塑中，压缩空气有两个作用，一是使管坯胀大而紧贴模腔壁，形成需要的形状；二是起冷却作用。根据塑料品种和型坯温度的不同，空气压力也不一样，一般控制在兆帕之间，最适宜的是能使制品在成型后外形、花纹等表露清晰的压力。对于粘度较低、容易变形的取较低值对于粘度和模量较高的塑料取较
7、高值大容积和薄壁制品宜用较高压力小容积和厚壁制品则使用较低压力,2、充气速度为了缩短吹气时间，以利于制品获得较均匀的厚度和较好的表面，充气速度(单位时间内流过的空气体积)要尽可能大一些但也不宜过大，否则会给制品带来不良影响，一是会在空气进口处造成真空，使这部分的型坯内陷，而当型坯完全吹胀时，内陷部分会形成横隔膜片；其次是口模部分的型坯有可能被极快的气流拉断，造成废品为此需要加大吹管口径或适当降低充气速度。,3、吹胀比通常把制品的尺寸与型坯尺寸之比称为吹胀比。当型坯的尺寸和重量一定时，制品的尺寸越大，型坯的吹胀比也越大。根据塑料的品种、性质、制品的形状和尺寸以及型坯的尺寸等来决定吹胀比的大小。通
8、常把吹胀比控制在2、4倍。,4、模温和冷却时间为保证制品质量，模具的温度应分布均匀，模温一般保持在20-50。模温过低，会使夹口处塑料的延伸性降低，不易吹胀，并使制品在此部分加厚，同时使成型因难，制品的轮廓和花纹等也不清楚。模温过高，冷却时间延长，生产周期加长。制品脱模变形，收缩增大。模温的高低取决于塑料的品种，当塑料的玻璃化温度较高时，可以采用较高的模温；反之，则尽可能降低模温。通常随着制品壁厚的增加，冷却时间延长。有时除对模具进行冷却外，还可对成型制品进行内部冷却，即向制品内部通入各种冷却介质(如液氮、二氧化碳等)进行直接冷却。,5、成型周期吹塑的周期包括挤出型坯、截取型坯合模、吹气、冷却
9、、放气、开横、取出制品(其后的修整，配套，包装另计)等过程。,7.3注射吹塑工艺,、管坯温度与吹塑温度注射型坯时，管坯温度是关键，温度太高，熔料粘度低易变形，使管坯在转移中出现厚度不均，影响吹塑制品质量：温度太低，制品内常带有较多的内应力，使用中易发生变形及应力破裂。为能按要求选择模温，常配置模具油温调节器，由精度较高的数字温控仪控制。,、注射吹塑的树脂适合注射吹模的树脂应具有较高的分子量和熔融粘度，而且熔体粘度受剪切速率及加工温度的影响较小，制品具有较好的冲击韧性，有合适的熔体延伸性能，以保证制品所有棱角都能均匀地呈现吹塑模腔的轮廓，不会出现壁厚明显偏薄薄厚不均。,7.4拉伸吹塑,拉伸吹塑有
10、热型坯法和冷型坯法，又称一步法和两步法。前者具有生产过程连续进行，自动化程度高，节省能量的优点，后者具有比较容易达到高产量的优点。、注拉吹工艺流程 1一注射型坯，2一型坯加热，3一拉伸，4一吹塑；5一脱模,2、拉伸吹塑,3、拉伸吹塑工艺控制,原材料的选择：由于拉伸制品要求具有较高的拉伸强度、冲击强度、刚性、透明度和光泽、对氧气、二氧化碳和水蒸气的阻隔性。主要应用的材料有：PET、PVC、PP、PC等。型坯成型：为了得到优良的制品，对型坯的要求是：透明度高，均质，内部无应变、外观无缺点。线形聚酯虽为结晶性树脂，但结晶速度较慢。在130-220的范围内其结晶速度较快，而低于130时结晶较慢。还需注
11、意树脂的干燥过程、干燥条件、模具温度、周围空气温度及成型过程中的颗粒处理等。,拉伸工艺：拉伸温度：各树脂有自己的适用范围。拉伸对线形聚酯和聚氯乙烯无定形型坯时，其拉伸温度以比玻璃化温度高10-40为宜。线形聚酯一般为90-110它，聚氯乙烯一般为100-140。对于拉伸聚丙烯那样的结晶性塑料的型坯时，其拉伸温度比熔点低5-40较合适。一般为150左右。拉伸温度过高，取向不充分；拉伸温度过低，影响瓶子的透明度。拉伸倍率：拉伸倍率直接影响瓶子的性能。拉伸倍率高，拉伸强度和冲击强度高，跌落强度也高。线形聚酯比聚氯乙烯拉伸倍率高，这也是线形聚酯瓶强度高的原因。另外，拉伸倍率高也能提高阻止气体渗透的性能。,思考题,1、常用吹塑成型方法有哪几种，各自有何特点？2、用于吹塑的机头有哪几种？分别适用于什么情况？、影响挤出吹塑成型的主要因素是什么？、吹塑常见问题有哪几种？如何解决？,
