塑料水杯成型工藝

水杯成型工藝設計09級高分子材料三班團隊成員組長：張?zhí)碡?943001028主講：陳俏竹0943001193組員：沈麗清0943001153

姜麗0943084144吳宇0943001183補強0943001018崔為0943001023徐偉0943001058嚴翔0943001088侯鑫0943001133周汪洋0943001068周洪芝0943001043四川大學高分子材料三班市場調(diào)查水杯材質(zhì)玻璃水杯10%塑料水杯60%金屬水杯24%陶瓷6%水杯材質(zhì)水杯價格9元以下20%10~29元50%30~49元20%50元以上10%水杯價格顏色挑選冷色調(diào)40%暖色調(diào)40%中性色調(diào)18%雜色調(diào)2%顏色挑選水杯更換頻率三個月10%半年30%一年50%兩年10%水杯更換頻率關注的因素安全質(zhì)量價格外形關注的因素水杯材質(zhì)玻璃水杯10%塑料水杯60%金屬水杯24%陶瓷6%水杯材質(zhì)市場調(diào)查-結(jié)果1.較多的人選擇塑料水杯2.在購買水杯的過程中，消費者較多關注的是水杯的質(zhì)量、安全性和價格3.水杯價格在10-29元者居多4.已經(jīng)有大部分消費者已經(jīng)考慮到健康因素5.大多數(shù)消費者水杯的更換頻率在一年左右，隨著認識的提高，越來越多的人關注健康因素和審美因素。根據(jù)市場調(diào)查，我們設計的水杯的目標是:無毒無味，安全性高。1實用性好，使用方便。2經(jīng)久耐用、不易損壞。3造型美觀、色澤好、顏色不單一。4性價比高，經(jīng)濟效益好。5市場調(diào)查原料選擇選擇原則：無味、無毒耐熱性好耐候性較好耐磨，光澤度好，并且透明要好杯體、杯蓋：抗沖擊強度要高；有螺紋結(jié)構(gòu)，尺寸穩(wěn)定性好杯柄：拉伸強度高，抗疲勞性良好塑料水杯結(jié)構(gòu)杯蓋：聚丙烯杯體：聚丙烯杯柄：聚丙烯密封圈：硅橡膠杯蓋-杯體-杯柄原料選擇----性能對比材料優(yōu)點缺點PS1.透明2.剛硬3.易于成型4.成本低1.易破裂2.易刮傷3.在紫外線下易老化HDPE1.密度大2.耐化學溶劑3.成本低，易成型1.自熄性差2.氣體阻隔性差3.不耐高溫4.力學性能一般PP1.剛硬有韌性2.質(zhì)輕3.在高溫下保持力學性質(zhì)1.在0℃以下易變脆2.耐候性差3.不易染色4.易燃燒PC1.抗沖擊強度高，抗蠕變性能好、透明度高2.耐熱性好，耐候性好、尺寸穩(wěn)定性好1.疲勞強度差2.有應力開裂現(xiàn)象幾種日用制品常用塑料的性能比較杯蓋-杯體-杯柄原料選擇材料透明性氣體阻隔性衛(wèi)生性耐沖性耐熱溫度成本PC高好一般優(yōu)良高較高PP較高一般好好高較低PC和PP性能對比PP化學穩(wěn)定性好，熔點高，質(zhì)輕，成型工藝性很好，可以注射成型，而且聚丙烯也比聚碳酸酯安全。PP的維卡軟化溫度為150C。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。因此，我們選用PP作為杯蓋、杯體以及杯柄的材料。杯體的設計材料選擇----材料對比塑料水杯常用材質(zhì)有聚丙烯，聚碳酸酯。性能

材料聚丙烯（PP）與聚碳酸酯（PC）性能比較密度加工性能機械性能熱性能耐化學性能聚丙烯（PP）塑料中密度最小為0.9—/cm3流動性好,加工性能好，收縮率1.0-2.5%耐應力開裂性良好，彎曲疲勞壽命很高抗沖擊強度較差，經(jīng)填充、增強后可改善維卡軟化溫度較高，良好的熱穩(wěn)定性，可下長時使用，無外力作用時時不變形化學穩(wěn)定性優(yōu)異，耐化學性較好聚碳酸酯（PC）密度較大，為1.18—/cm3無自潤滑性，摩擦因數(shù)大，加工性能次于PP，收縮率0.6-0.8%易應力開裂，缺口敏感度大，耐磨性差耐沖擊性能好，抗蠕變性能較好，但疲勞性較差維卡軟化溫度為耐熱性較好，熱變形溫度左右，長期使用溫度為-60~耐溶劑性差，不耐堿，沸水中易水解杯體的設計計材料選擇----要求杯體要求：：雙層雙色整整體塑件內(nèi)層透明，，選材PP；外層部分為為鵝黃色，，選材為著著色劑混合合PP.我們選用上上海石化牌牌號為M800E的食品級、注注塑級聚丙烯，價格12150元/噸杯體的設計計配方聚丙烯增強劑穩(wěn)定劑抗氧劑增塑劑填充劑潤滑劑抗老化劑配配方：配方質(zhì)量份份數(shù)組成：：PP100抗氧劑10100.1抗氧劑DSTP0.3脫氧劑0.3穩(wěn)定劑77D0.05紫外線吸收收劑BAD0.1紫外線吸收收劑3270.15聚合物成型型加工基礎礎四川大學高高分子材料料三班杯體的設計計成型加工----著色著色目的美化產(chǎn)品增加藝術感感吸引顧客要求無毒、耐熱熱性好、分分散性好、、相容性好好、耐光、、耐遷移配方鵝黃色PP100501檸檬鉻黃0.094A101鈦白粉0.112方法干法著色，簡單、成本低、操操作簡單配色方便、、機動性強強成型加工----注塑成型工工藝干混法著色色：樹脂與粉狀狀著色劑直直接混合流程如下：：杯體的設計計成型加工----雙色注塑雙色塑料件件的注塑成成型有兩種種方法。一一種是使用用兩副分別別成型塑料料嵌件和包包封塑料的的模具，在在兩臺普通通注射機上上分別注塑塑成型。其缺點在于于勞動強度度大，生產(chǎn)產(chǎn)效率低，，對工業(yè)化化生產(chǎn)極為為不利，正正逐步被淘淘汰。第二二種是用一一副模具，，在專用的的塑料雙色色注射機上上一次注塑塑成型。雙雙色注射機機有兩個獨獨立的注射射裝置，分分別塑化及及注射兩種種不同顏色色的塑料。。常用的工工藝方法有有芯旋轉(zhuǎn)式雙雙色注射技技術。雙色注塑方方法介紹杯體的設計計成型加工----工藝獲得有色部分第二次注塑第一次注塑獲得內(nèi)層透明部分第一次注塑杯體的設計計成型加工----雙色注塑首先通過注注射裝置3向小型腔1中注射第一一種塑料，，成型出雙雙色塑料件件的第一部部分，然后后開模，動動模旋轉(zhuǎn)180°，合模，則則上一步成成型的塑料料件轉(zhuǎn)入大大型腔2中成為嵌件件，注射裝裝置4向大型腔2中注射另一一種顏色的的塑料，將將塑料嵌件件進行包封封，即可成成型出雙色色塑料件。。與此同時時，注射裝裝置3向小型腔1中注射第一一種塑料，，成型出下下一塑料嵌嵌件，待制制品固化成成型后開模模，推出雙雙色塑料件件，動模旋旋轉(zhuǎn)180°，閉模，即即完成一次次注塑成型型周期。杯體的設計計成型加工----設備樣式：臥式種類：臥式曲肘注塑機品牌：海雄型號：HXSS260產(chǎn)品別名：塑料機械產(chǎn)品用途：生產(chǎn)塑料產(chǎn)品螺桿直徑：32-35-38（mm）螺桿轉(zhuǎn)速：220（rpm）射膠量：170（g）射膠壓力：271-227-192（Mpa）理論注射容量：164（立方厘米）電動機功率：16（kw）合模力：2600（kN）開模行程：470（mm）重量：9（kg）外形尺寸：5055*1.75*2.00（mm）寧波海雄塑塑料機械有有限公司雙雙色注塑機機杯體體的的設設計計成型型加加工工----結(jié)構(gòu)構(gòu)設設計計脫模斜度外表面（型腔）脫模斜度：35'-1°內(nèi)表面（型芯）脫模斜度：30'-50'凹凸設計水杯第一層局部凸起，對開式凹模模塑后分離凹模取出制品.螺紋設計對開式模具成型外螺紋模具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便杯體體的的設設計計工藝藝流流程程----流程程圖圖杯體體的的設設計計工藝藝流流程程----參數(shù)數(shù)控控制制模具具溫溫度度：：85~140℃注塑塑溫溫度度（（熔熔體體溫溫度度））/℃：：280~320模腔腔表表壁壁溫溫度度/℃℃：80~100機筒筒溫溫度度/℃：：前段段260~270中段段240~250后段段220~230噴嘴嘴溫溫度度/℃：：260~270注射射壓壓力力：：100-140MPa注射射速速度度：：15~20cm/min保壓壓力力:稍低低于于注注塑塑壓壓力力保壓壓時時間間:20~120s后處處理理：：一般般120~125℃℃溫度度控控制制杯蓋蓋的的設設計計單品產(chǎn)品名稱牌號廠家(產(chǎn)地)價格(元/噸)PPPPM850B上海石化13700注塑級食品級PPPPM800E上海石化12150注塑級食品級PPPPGM1600E上海石化12150注塑通用PPPPJ800韓國曉星12300注塑食品級我們們選選用用的的是是上上海海石石化化牌牌號號為為M800E注塑塑級級食食品品級級的的聚聚丙丙烯烯杯蓋蓋的的設設計計制品品配配方方----助劑劑選選擇擇配方聚丙烯著色劑補強劑填充劑潤滑劑抗老劑杯蓋蓋的的設設計計成型型加加工工----加工工設設備備FMＡ系系列列螺桿桿式式注注射射成成型型機機杯蓋蓋的的設設計計成型型加加工工----模具具選選擇擇斜推推桿桿分分型型二次次推推出出脫脫模模機構(gòu)構(gòu)螺紋紋型型芯芯以以燕燕尾尾組組合合而而成成，，且且采采用用側(cè)側(cè)澆澆口口進進料料，，呈呈一一模模兩兩腔腔形形式式。。尺寸寸：：外外徑徑:7.9mm內(nèi)徑徑:7.6mm高度度:30mm杯蓋蓋的的設設計計成型型加加工工----成型型特特性性（1）結(jié)結(jié)晶晶易易，，濕濕性性小小，，易易發(fā)發(fā)生生融融體體破破裂裂（2）流流動動性性好好，，但但收收縮縮范范圍圍及及收收縮縮值值大大，，易易發(fā)發(fā)生生縮縮孔孔、、凹凹痕痕、、變變形形。。（3）冷冷卻卻速速度度快快，，澆澆注注系系統(tǒng)統(tǒng)及及冷冷卻卻系系統(tǒng)統(tǒng)應應緩緩慢慢散散熱熱，，并并注注意意控控制制成成型型溫溫度度，，料料溫溫低低溫溫高高壓壓時時容容易易取取向向，，模模具具溫溫度度低低于于50度時時，，塑塑件件不不光光滑滑，，易易產(chǎn)產(chǎn)生生熔熔接接不不良良，，流流痕痕，，90度以以上上易易發(fā)發(fā)生生翹翹曲曲變變形形。。（4）塑塑料料壁壁厚厚須須均均勻勻，，避避免免缺缺膠膠，，尖尖角角，，以以防防應應力力集集中中。。杯蓋蓋的的設設計計成型型加加工工----注塑塑成成型型工工藝藝總的的工工藝藝流流程程圖圖：1.對塑料PP進行烘干，，并裝入料料斗；2.清理模具型型芯、型腔腔，并噴上上脫模劑，，進行適當當?shù)念A熱；；3.合模、鎖緊緊模具；4.對塑料進行行預塑化，，注射裝置置準備注射射；5.充模，壓實實，倒流，，冷卻；6.脫模。7.制品的后處處理：去除邊刺，，對制品進進行調(diào)濕處處理。杯蓋的設計計成型加工----工藝條件杯柄的設計計材料選擇性能要求：：耐熱，不易易變形，衛(wèi)生無臭無無味無毒抗拉強度高高疲勞強度高高成本較低杯柄的設計計成型加工----模具選擇塑料水杯柄柄常用的材材料有聚乙乙烯，聚丙丙烯，聚苯苯乙烯，聚聚氯乙烯。。材料加工性尺寸精度強度耐蠕變性耐沖擊性耐熱性耐應力開裂耐疲勞性交接性PP極好很好很好極好很好極好極好極好差HDPE極好差很好很好極好很好差差差LDPE極好差好差極好差好好差對比之下，，PP比PE有更優(yōu)異的的耐疲勞性性能，可來來回彎曲兩兩萬次以上上，更加符符合手柄的的使用要求求，因此手手柄設計部部分選用PP。杯柄的設計計配方相關性能：：拉伸強度度86.8MPa；抗彎強度度101.8MPa；彎曲模量量4.2×103MPa；缺口沖擊擊強度7.1KJ/m2，抗疲勞性性很好。配方

100份聚丙烯0.5~1份

硅烷偶聯(lián)劑

25份玻璃纖維

15份云母粉杯柄的設計計成型加工----工藝方法連接圈：模具注塑或模壓成型合葉片：經(jīng)擠出、牽伸并切條成型然后再將兩部分粘接固牢。成型方法一次注塑成型，脫模，直接熱拉伸彎曲的合葉及連接部分使其取向最后冷卻定型A法B法杯柄的設計計選擇B法A法：成本低生產(chǎn)連續(xù)工藝簡單B法：成本高連續(xù)性稍差差模具復雜工序：注塑、擠出出、粘接、熱復復合工序繁雜效果較差工序：注塑、熱拉拉伸工序少周期短效果好兩種方法對對比之下，，B方法效果好好，工序少少，周期短短，材料利利用率高。。成型加工----工藝方法杯柄的設計計成型加工----設備寧波星銳日日月機械有有限公司螺螺桿式注塑塑機型號XRT-BMC產(chǎn)品別名臥式注塑機產(chǎn)品用途塑料產(chǎn)品生產(chǎn)螺桿直徑40（mm）螺桿轉(zhuǎn)速5－360（rpm）射膠量188（g）射膠壓力1213（Mpa）理論注射容量132（立方厘米）電動機功率5.5（kw）合模力40（kN）開模行程200（mm）重量1600（kg）外形尺寸3100*1100*3300（mm）產(chǎn)品類型全新杯柄的設計計成型加工----工作原理工作原理：：將手柄定固固定于錐形形桿正下方方，向下推推進錐形桿桿，插入手手柄提手圈圈，繼續(xù)推推進到圓柱柱部分，再再由推進裝裝置縱向推推進拉伸。。錐形桿中中空部分可可加熱。拉伸機器工工作簡圖杯柄的設計計成型加工----工藝流程原料準備加料注塑脫模熱拉伸冷卻定型后處理熔膠溫度：：低于275°C，熔融段約約240°C注射速度：：高速注射射熔膠背壓：：5bar熔膠背壓注射及保壓壓：較高注注射壓力（（1500-1800bar）保壓壓力：：約為注射射壓力的80%保壓時間：：保壓時間間較長制品的后處處理：熱水浸泡處處理防止收收縮變形參數(shù)設置密封圈的設設計材料選擇

天然橡膠NR乙丙橡膠EPDM氯丁橡膠CR丁腈橡膠NBR硅橡膠Silicone聚氨酯橡膠AUEU抗張強度極好好-極好好-極好極好中等好-極好耐磨性極好極好極好極好中等極好抗自然老化性差極好極好中等極好極好抗氧化性好極好好中等極好極好耐熱性好好好好極好中等-好壓縮變形中等-好好差-好好極好好不滲透性中等差-中等好極好中等好阻燃性差差極好差中等差使用溫度/℃-20~100-55~150-55~120-40~120-55~250-45~90幾種密封圈圈材料性能能對比密封圈的設設計材料選擇性能要求：：密封性能能優(yōu)良，工工作壽命高高，摩擦阻阻力小，無無毒，安裝裝方便。硅橡膠工作作溫度最寬寬（-60～230℃），耐蒸汽汽，性能基基本不隨浸浸水的影影響，廣泛泛應用于要要求耐熱的的場合：熱熱水瓶密封封圈，壓力力鍋密封圈圈，而且對對人體無害害。故選擇擇硅橡膠作為為我們的成成型材料。材料熱膨脹系數(shù)工作溫度性能乙丙橡膠16.00～150耐氣候性好，抗臭氧各種極性化學藥品與溶劑沖擊彈性好，耐油性產(chǎn)差氟橡膠16.2-20～200抗張強度較好，耐熱性好，但彈性及耐寒性硅橡膠21.6~27.0-60～230工作溫度最寬，耐光和臭氧老化無毒無味，耐候性，對許多材料不粘著，透氣率大丁腈橡膠11．3－30～100耐油性好，具有耐磨性以及抗撕裂性，壓縮永久性好，耐寒性差密封圈的設設計材料選擇----原料牌號顏色白色外觀半流動性品牌日本信越粒度600（目）耐溫220（℃）粘度0.002脫色率0.001（％）水分0.002（％）主要用途高耐磨密封件孔徑細孔硅膠選用日本信信越KE971-U硅膠原料，，價格便宜宜，性能優(yōu)優(yōu)良。價格格：17500元/噸甲基基乙乙烯烯基基硅硅橡橡膠膠是是應應用用較較多多的的一一種種硅硅橡橡膠膠材材料料。。密封封圈圈的的設設計計制品品配配方方硫化化劑劑補強強劑劑結(jié)構(gòu)構(gòu)控控制制劑劑脫模模劑劑硅橡橡膠膠的的硫硫化化劑劑常常用用的的是是有有機機過過氧氧化化物物。選用用2，5-二甲甲基基2，5-二叔叔丁丁基基過過氧氧化化已已烷（DBPMH），，用用量量：：0.5～1.0份，，硫硫化化溫溫度度：：160～170℃采用用適適當當?shù)牡难a補強強劑劑可可使使硅硅橡橡膠膠硫硫化化膠膠的的強強度度達達到到3.9～9.8MPa，這這對對提提高高硅硅橡橡膠膠的的性性能能，，延延長長制制品品的的使使用用壽壽命命是是極極其其重重要要的的。選用用白炭炭黑黑，用用量量：：48份。采用用白白炭炭黑黑補補強強的的硅硅橡橡膠膠膠膠料料貯貯放放過過程程中中會會變硬硬，降降低低可可塑塑性性，，逐逐漸漸失失去去加加工工工工藝藝性性能能，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)控控制制劑劑能能防防止止或或延延緩緩結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)化化作作用用選選用用羥基基硅硅油油，用用量量3.5份脫模模劑劑防止止橡橡膠膠、、塑塑料料、、彈彈性性體體或或其其他他材材料料的的模模制制品品、、層層壓壓制制品品粘粘結(jié)結(jié)到到模模具具或或其其他他板板面面，，起起易易于于脫脫離離作作用用的的一一類類加加工工助助劑劑。選用用硬脂脂酸酸與與硬硬脂脂酸酸鋅鋅1：1混合合搭配配，，用用量量0.4份以生膠膠為為100份密封封圈圈的的設設計計成型型加加工工----工藝藝1.混煉煉2.硫化化模模壓壓3.后處處理理1生膠（包輥）—→補強填充劑—→結(jié)構(gòu)控制劑—→耐熱助劑等—→混煉—→薄通—→硫化劑—→返煉—→模壓硫化成型2加料—→閉?！艢狻撃！尚汀筇幚砑恿希杭恿狭恳獪蚀_。閉模：先快后慢。排氣：迅速，排氣次數(shù)1~2次，20秒內(nèi)。脫模：在加壓情況下冷卻。3將硅橡皮從模具中取出后，放人烘箱內(nèi)，于使橡皮進一步硫化，