塑料成型工藝學(xué)第七章

第七章中空吹塑7.1概述BLOWMolding又稱吸塑模塑，是制造空心塑料制品的成型方法。

借鑒于玻璃容器吹制工藝。

20世紀(jì)30年代發(fā)展成為塑料吹塑技術(shù)。

中空吹塑：借助氣體壓力使閉合在模具中的熱熔塑料型坯吸脹形成空心制品的工藝。

型坯類型：

①擠出型坯

②注射型坯

7.1概述制品：

塑料瓶、容器、中空制品、辦公用品、家電、家具、娛樂用品、汽車工業(yè)。制品特點：

①優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、氣密性、耐沖擊性

②耐藥品、抗靜電、韌性、耐擠壓性

適用樹脂：PE、PVC、PP、PS、乙烯－醋酸乙烯共聚物、PET、PC、PA等7.1概述LDPE：食品包裝容器HDPE：商品容器超高分子量PE：大型容器、熔料罐PVC：礦泉水、洗滌劑瓶PP：薄壁瓶子PET：飲料瓶7.2中空吹塑設(shè)備

中空吹塑

擠出吹塑

注射吹塑

拉伸吹塑擠出－拉伸－吹塑注射－拉伸－吹塑

型坯的制造——型坯的吹脹

7.2.1型坯成型裝置

擠出型坯方式

間斷擠出

連續(xù)擠出：連續(xù)生產(chǎn)型坯

1.擠出機

（1）擠出機應(yīng)具有可連續(xù)調(diào)速的驅(qū)動裝置，穩(wěn)定速度擠出，擠出速率與最佳吹塑周期協(xié)調(diào)一致

（2）螺桿長徑比適宜

?。核芑涣?，型坯溫度不均大：料溫波動小，料筒溫度低，型坯溫度均勻

產(chǎn)品精度均勻性好適于熱敏性塑料的生產(chǎn)

7.2.1型坯成型裝置

（3）低溫下擠出型坯，熔體粘度高，可減少型坯下垂，保證壁厚均勻利于縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率擠出機內(nèi)產(chǎn)生較高的剪切及背壓，要求擠出機的傳動和止推軸承堅固耐用。

2.機頭和口模

A：機頭組成：多孔板、濾網(wǎng)連接管、型芯組件

流道應(yīng)呈流線型，內(nèi)表面光潔無阻滯。B:機頭類型：

（1）轉(zhuǎn)角機頭

7.2.1型坯成型裝置

由連接管與之呈直角配置的管式機頭組成，適合PE、PP、PC、ABS等的吹塑。

特點：

①

流道內(nèi)壓縮比較大，口模部分定型段較長。②熔體在流道內(nèi)易滯留，機頭內(nèi)熔體性能差異。7.2.1型坯成型裝置

(2)直通式機頭

與擠出機呈一字形配置?？煞乐谷垠w過熱分解，適用于熱敏性塑料，如：硬PVC透明瓶。

常采用螺旋狀流動導(dǎo)向裝置和側(cè)面進料機頭。

7.2.1型坯成型裝置

（3）帶貯料缸的機頭

大型制品易下墜和縮徑，冷卻期較長，擠出機無法連續(xù)運行，因而發(fā)展帶貯料缸的機頭。

生產(chǎn)大型吹塑制品，如：啤酒桶、垃圾桶。

C:口模直徑的確定：

（1）適合制品外徑的吹脹比（即制品外徑與型坯外徑之比）

Dd：口模直徑Dmax：制品最大外徑B：吹脹比S：膨脹比

7.2.1型坯成型裝置

（2）型坯的最大外徑的確定，需考慮口模膨脹7.2.1型型坯成型裝裝置（3）還可以以由型坯切口口的寬度來決決定Pw：型坯切口寬＋＋2×型坯壁厚模芯外徑：Dc：模芯外徑W：制品質(zhì)量L：制品長度ρ：樹脂密度總體的要求：：均勻地擠出出所需要直徑徑，壁厚和粘粘度的型坯7.2.2吹吹脹裝置1.吹氣機構(gòu)構(gòu)根據(jù)設(shè)備條件件，制品尺寸寸、制品厚度度分布要求等等選定。（1）針吹法法①吹氣針管安裝裝在模具型腔腔的半高處，，壓縮空氣通通過針管吹脹脹型坯②制品頸部有有一伸長部分分，以便吹針針插入特點：適于不切斷型型坯連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)吹塑塑成型。吹制首尾相連連的小型容器器。在模具內(nèi)部裝裝入型坯切割割器，可吹塑塑無頸制品。。適合吹制有手手柄的容器，，手柄與本體體不相通。7.2.2吹吹脹裝置缺點：開口制制品需整飾加加工，模具設(shè)計較復(fù)復(fù)雜。不適宜大型容容器的吹脹。。7.2.2吹吹脹裝置（2）頂吹法法通過型芯吹氣氣模具頂部向上上，型坯底部部夾住，頂部部開口，壓縮縮空氣從型芯芯通入。型芯直接進入入開口的型坯坯內(nèi)，并確定定頸部內(nèi)徑，，在型芯和模模具頂部制件件切斷型坯。。7.2.2吹吹脹裝置頂吹法型芯定瓶頸內(nèi)徑旋轉(zhuǎn)刀具，切切除余料優(yōu)點：直接利利用型芯作為為吹氣芯軸，，壓縮空氣從從十字機頭上上方引進，徑徑芯軸進入型型坯，簡化了了吹氣機構(gòu)。。缺點：①不能能定內(nèi)徑和長長度，需附加加修飾工序。。②氣從機頭型型芯通過，影影響機頭溫度度。（3）底吹法法擠出的型坯落落到模具底部部的型芯上，，通過型芯對對型坯吹脹。。型芯的外徑和和模具瓶頸配配合以固定瓶瓶頸的內(nèi)外尺尺寸。7.2.2吹吹脹裝置適用：吹塑頸部開口口偏離制品中中心線的大型型容器。有異形開口或或多個開口的的容器。缺點：進氣口選在型型坯溫度最低低的部位，也也是型坯且重重下垂厚度最最薄的部位。。制品形狀復(fù)雜雜時，吹脹不不充分。瓶頸耳狀飛邊邊修剪后留下下痕跡。2.吹塑模具具由兩瓣合成，，沒有冷卻劑劑通道和排氣氣系統(tǒng)。7.2.2吹脹裝裝置（1）模具具的材質(zhì)：：鋁（形狀不不規(guī)則容器器）、鋅合合金、鈹銅銅鋼材。鈹銅：硬質(zhì)質(zhì)塑料的吹吹塑，容器器本體上有有裝飾制品品。（2）模具具的冷卻系系統(tǒng)影響制品性性能和生產(chǎn)產(chǎn)效率，需需合理設(shè)計計和布置。。冷卻水道與與型腔的距距離各處應(yīng)應(yīng)保持一致致，以保證證制品各處處冷卻收縮縮均勻，距距離一般為為10～15mm。根據(jù)模具的的材質(zhì)，制制品形狀和和大小而定定。冷卻水溫在在5～15℃為宜。可分段冷卻卻，以加快快冷卻。7.2.2吹脹裝裝置冷卻機構(gòu)：：內(nèi)部互通通的水道鑄成模后鉆鉆出水道冷卻蛇形管管鑄入模具具模具制造時時一體制成成型腔制成后后機械加工工冷卻系統(tǒng)統(tǒng)（3）模具具的排氣系系統(tǒng)在型坯吹脹脹時，排除除型坯和模模腔之間的的空氣。排氣不暢，，氣體滯留留，制品表表面產(chǎn)生凹凹陷和皺紋紋。圖案和字跡跡不清晰，，降低制品品溫度。設(shè)置排氣孔孔或排氣槽槽。7.2.3輔助裝裝置1.型坯厚厚度控制裝裝置離模膨脹、、自重下垂垂而影響型型坯的尺寸寸及制品的的質(zhì)量。（1）調(diào)節(jié)節(jié)口模間隙隙，控制型型坯壁厚（2）改變變擠出速度度。（差動動擠出型坯坯法）（3）改變變型坯牽引引速度（4）預(yù)吹塑塑法，進入模模具之前吹入入空氣，控制制有底型坯壁壁厚。（5）型坯厚厚度的程序控控制：改變擠擠出型坯橫截截面的壁厚，，吹塑制品的的壁厚取決于于型坯各部位位的吹脹比。。吹脹比大，，部位愈薄。。7.2.3輔輔助裝置2.型坯長度度控制影響吹塑制品品的質(zhì)量和切切除尾料的長長短，涉及原原料的消耗，，取決于吹塑塑周期內(nèi)擠出出機螺桿的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速快、長慢、短加料量的波動動溫度、電壓的的變化，操作作變更等采用光電控制制系統(tǒng)。3.型坯切斷斷裝置適應(yīng)不同塑料料品種的性能能刀刃式切料口口：平刃、三三角形刀刃。。7.3擠出吹塑工藝藝過程及控制制因素7.3.1擠擠出吹塑工工藝過程1.擠出型坯坯間歇擠出：擠擠出型坯、合合模、吹脹、、冷卻、脫模模均在機頭下方進行行。物料流動中斷斷，易過熱分分解。聚烯烴、非熱熱敏性塑料吹吹塑連續(xù)擠出：型型坯的成型和和前一型坯的的吹脹、冷卻卻、脫模同步進行。。往復(fù)式、輪換換出料式、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤式適用多種熱塑塑性樹脂的吹吹塑，PVC等熱敏性塑料料。7.3.2擠擠出吹塑控控制因素1.型坯溫度度和擠出速度度（1）型坯溫溫度影響中空制品品的表觀質(zhì)量量，縱向壁厚厚均勻性，生生產(chǎn)效率。注意保持熔體體溫度的均勻勻性。適宜地偏低以以提高熔體強強度，減小自自重垂伸?？s短冷卻時間間，提高生產(chǎn)產(chǎn)率。型坯溫度過高高，擠出速度度慢，型坯易易下垂，引起起型坯縱向厚厚度不均，延延長冷卻時間間，甚至喪失失熔體強度，，難以成型。。7.3.2擠擠出吹塑控控制因素型坯溫度過低低，離模膨脹脹嚴(yán)重，會出出現(xiàn)長度收縮縮，壁厚增大大現(xiàn)象，降低低型坯的表面面質(zhì)量，出現(xiàn)現(xiàn)流痕，同時時增加不均勻勻性。還會導(dǎo)導(dǎo)致制品的強強度差，表面面粗糙無光。。型坯溫度不均均勻造成性品品上卷現(xiàn)象，，卷曲的方向向偏于厚度較較小一邊。2.吹氣壓力力和鼓氣速率率（1）吹氣壓壓力的大小與與塑料的種類類、型坯溫度度、型坯的模模量、型坯的的壁厚、制品品的容積大小小有關(guān)。粘度低，壁厚厚、小容積制制品，采用較較低的吹氣壓壓力。一般在0.2~1MPa。7.3.2擠擠出吹塑控控制因素（2）鼓氣速速率指充入空氣的的容積速率。。鼓氣速率大，，可縮短型坯坯的吹脹時間間，使制品厚厚度均勻，表表面質(zhì)量好。。但鼓氣速率大大，會在空氣氣進口處產(chǎn)生生局部真空，，造成該部分分內(nèi)陷，甚至至將型坯從口口模處拉斷，，無法吹脹。。（3）吹脹比比吹脹比：吹塑塑制品的外徑徑（非圓形時時，以橫向尺尺寸最大處為為準(zhǔn)）與型坯坯直徑之比，，即型坯吹脹脹的倍數(shù)。型坯的尺寸和和質(zhì)量一定時時，型坯的吹吹脹比愈大則則制品的尺寸寸就愈大。7.3.2擠擠出吹塑控控制因素加大吹脹比，，制品的壁厚厚變薄，雖可可節(jié)約原料，，但制品的強強度和剛度降降低，吹脹比比過小，原料料消耗增加，，制品壁厚，，有效容積減減小。制品冷冷卻時間延長長，成本升高高。一般為2-4。根據(jù)塑料料的品種、特特性、制品的的形狀尺寸和和型坯的尺寸寸酌定。4.模具溫度度影響制品的質(zhì)質(zhì)量。模具溫度應(yīng)保保持均勻分布布，以保證制制品的均勻冷冷卻。根據(jù)塑料的種種類、制品的的薄厚來確定定。小型制品品模具溫度偏偏低，低于軟軟化溫度40℃左右。7.3.2擠擠出吹塑控控制因素冷卻速度：冷冷卻方式、冷冷卻介質(zhì)的選選擇、冷卻時時間、型坯的的溫度和厚度度?？刂浦破返耐馔庥^質(zhì)量、性性能和生產(chǎn)效效率。冷卻時間延長長，可防止形形變，使外觀觀規(guī)整，表面面圖紋清晰，，質(zhì)量好。但但制品結(jié)晶度度增大，韌性性下降，透明明讀降低，生生產(chǎn)周期延長長，降低生產(chǎn)產(chǎn)效率。保證制品充分分冷卻，加快快冷卻速率。。方法：加大冷冷卻面積；采用冷凍水或或冷凍氣體；；液態(tài)氮或二氧氧化碳5.冷卻時間間7.3.2擠擠出吹塑控控制因素擠出吹塑的優(yōu)優(yōu)點：適用于多種塑塑料生產(chǎn)效率較高高型坯溫度比較較均勻、制品品破裂減少能生產(chǎn)大型容容器設(shè)備投資少7.4注射射吹塑7.4.1注注塑吹塑生生產(chǎn)工序生產(chǎn)中空容器器的兩步成型型法。適宜生產(chǎn)批量量比較大的小小型精致容器器和廣口容器器。最大容積量<4L?；b品、日用用品、醫(yī)藥和和食品包裝。。樹脂：PP、PE、、PS、SAN、PVC、PC等。。7.4.1注注塑塑吹吹塑塑生生產(chǎn)產(chǎn)工工序序優(yōu)點點：：制制品品壁壁厚厚均均勻勻一一致致，，無無需需后后處處理理，，無無合合縫縫線線、、廢邊邊廢廢料料少少。。缺點點：：一一件件制制品品兩兩副副模模具具，，型型坯坯需需承承受受高高壓壓，，模模具具成成本加加大大，，不不宜宜生生產(chǎn)產(chǎn)帶帶把把手手的的容容器器。。7.4.2注注射射吹吹塑塑設(shè)設(shè)備備特特點點基本本特特征征：：型型坯坯是是在在注注射射模模具具中中完完成成制品品是是在在吹吹塑塑模模具具中中完完成成可分分成成二二工工位位、、三三工工位位、、四四工工位位。。1.對對注注射射型型坯坯模模中中型型腔腔和和芯芯棒棒的的設(shè)設(shè)計計要要求求7.4.2注注射射吹吹塑塑設(shè)設(shè)備備特特點點注射射型型坯坯模模由由兩兩半半模模具具、、芯芯棒棒、、底底板板和和頸頸圈圈組組成成。。（1））根根據(jù)據(jù)制制品品的的形形狀狀、、壁壁厚厚、、大大小小和和塑塑料料的的收收縮縮性性、、吹吹脹脹比比設(shè)設(shè)計計整整體體型型坯坯的的形形狀狀。。（2））型型坯坯形形狀狀確確定定后后，，設(shè)設(shè)計計芯芯棒棒的的形形狀狀①芯芯棒棒直直徑徑應(yīng)應(yīng)小小于于吹吹塑塑容容器器頸頸部部的的最最小小直直徑徑；；②容容器器的的最最小小直直徑徑盡盡可可能能大大些些。。7.4.2注注射射吹吹塑塑設(shè)設(shè)備備特特點點芯棒棒的的作作用用：：①①充充當(dāng)當(dāng)陽陽模模，，成成型型型型坯坯②輸輸送送型型坯坯到到吹吹塑塑模模具具③加加熱熱保保溫溫吹吹氣氣通通道道2.吹吹塑塑模模具具的的設(shè)設(shè)計計要要求求呈現(xiàn)現(xiàn)容容器器形形狀狀、、表表面面粗粗糙糙度度及及外外觀觀質(zhì)質(zhì)量量。。保證證吹吹脹脹后后能能充充分分冷冷卻卻定定型型，，順順利利排排除除氣氣體體，，無無合合縫縫線線。。7.4.注注射射吹吹塑塑要要點點1.管管坯坯溫溫度度與與吹吹塑塑溫溫度度注射射成成型型時時：：溫溫度度高高，，粘粘度度低低，，易易變變形形，，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移過過程程中中壁厚厚不不均均勻勻。。溫度度低低，，內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)力力高高，，變變形形，，開開裂裂。。依靠靠模模具具油油溫溫調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器或或水水冷冷機機調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)。。2.注注射射吹吹塑塑樹樹脂脂應(yīng)具具有有高高的的相相對對分分子子量量熔融融粘粘度度，，受受剪剪切切速速率率和和加加工工溫溫度度影影響響小小。。7.5拉拉伸伸吹吹塑塑拉伸伸吹吹塑塑：：經(jīng)經(jīng)雙雙軸軸定定向向拉拉伸伸的的一一種種吹吹塑塑成成型型工工藝藝。。（擠擠出出或或注注射射成成型型））型型坯坯溫度度縱向向拉拉伸伸吹脹脹（（橫橫向向拉拉伸伸））拉伸伸的的目目的的：：改改善善塑塑料料的的物物理理機機械械性性能能。。拉伸吹塑塑：經(jīng)雙雙軸定向向拉伸的的一種吹吹塑成型型工藝。。非結(jié)晶性性的熱塑塑性塑料料：在熱熱彈性范范圍內(nèi)進進行。部分結(jié)晶晶的熱塑塑性塑料料：Tm以下較窄窄范圍內(nèi)內(nèi)進行。。保持一定定的拉伸伸速度，，在吹塑塑之前定定向。經(jīng)拉伸后后，透明明性，沖沖擊強度度、硬度度和剛性性、表面面光澤性性、阻隔隔性明顯顯提高。。7.5.1拉拉伸吹塑塑工藝一、一步步法：熱熱型坯法法型坯、拉拉伸、吹吹塑在一一臺機中中完成。。二、二步步法：冷冷型坯法法型坯冷卻卻后，冷冷型坯