塑料中空制品成型讲义

1塑料中空制品成型讲义塑料中空制品在塑料制品加工行业中是一个开发比较晚的品种，其设备是以挤出机或注塑机为基础，与制品的吹塑成型模具结合，组成的挤出吹塑中空成型机或注射吹塑中空成型机。近十年来，塑料中空制品用作包装容器，得到越来越广泛的应用，它的生产也得到非常快的发展。一，中空制品概述1，中空制品种类及性能特点与用途：塑料中空制品是指塑料制品中的瓶、桶、罐、箱等各种形状及不同容积的中空塑料制品。这类塑料制品具有重量轻、强度高、密封性好、不易破损、耐水防潮、耐腐蚀、阻隔性好，可用于各种液体和粉状、粒状物品的包装，既美观又卫生，还方便携带和运输等性能特点。塑料中空制品主要适用于各种食品、饮料、医药、调味品、化妆品、日用化工品、化工包装容器、工业零配件、产品周转箱及储运等各种物品的包装，用途广泛，是国民经济建设发展和人民日常生活中不可缺少的塑料包装容器。2，中空制品怎样成型：塑料中空制品的生产成型过程是：按制品用料配方要求，把主要原料和辅助材料分别计量后掺混在一起，用混合机搅拌混合均匀，经混炼塑化挤出造粒（也可用粉料直接投入到粉料专用挤出机或注塑机内）后投入到挤出机或注塑机内，把原料塑化熔融，通过型坯模具把熔料挤出或注射成型制品用型坯，再把型坯置于中空制品成型模具腔内（也可把型坯冷却定型后移至另一台设备或异地经加热后吹胀），吹入压缩空气，把型坯吹胀紧贴在模具型腔壁上，成型制品形状，冷却定型后开模，即完成中空制品的生产成型工作。塑料中空制品的生产工艺顺序如下：主、辅原料按配方要求计量→掺混在一起搅拌均匀→挤出混炼造粒（或直接用粉料）→挤出机或注塑机塑化原料塑化熔料成型坯→a:冷却定型→预热型坯→吹胀成型→修边→制品b:吹胀成型→修边→制品3，中空制品成型方法有几种？各有什么特点？⑴挤出吹塑法成型塑料中空制品挤出吹塑法是把制品用原料在挤出机中塑化熔融，然后挤出熔料成型制品型坯，再把型坯吹胀成型制品。具体过程是挤出机依靠管坯成型模具挤出管状熔料坯，将管状熔料坯移至中空制品成型模具内合模，吹胀，脱模。⑵注射吹塑法成型塑料中空制品注射吹塑法是把制品用原料在注塑机中塑化熔融，然后注射熔料成型制品型坯，再把型坯吹胀成型制品。⑶拉伸吹塑法成型塑料中空制品拉伸吹塑法是把挤出或注射成型的型坯，先进行纵向拉伸（用拉伸芯棒或拉伸夹具），然后再吹胀成型制品。由于这种方法成型的中空制品其纵向、横向都得到拉伸，使其物理机械性能得到改善。这种成型中空制品的方法即为挤拉吹或注拉吹。⑷热坯法和冷坯法成型塑料中空制品①热坯法成型塑料中空制品，是指中空制品成型过程中的挤出或注射成型型坯后的拉伸和吹塑成型制品生产过程，是在同一台设备上完成的。②冷坯法成型塑料中空制品，是指中空制品成型过程中的挤出或注射成型型坯后的拉伸2和吹塑成型制品的两个工艺过程序是分开的，整个中空制品的生产过程是在分开的两台设备上完成的。4,中空制品的挤出吹塑成型与注射吹塑法成型各有何特点：⑴，中空制品的挤出吹塑成型特点①原料塑化质量好②模具结构比较简单，制造费用低③可成型各种规格中空制品④可成型带有嵌件容器和带把手容器及各种不规则形状容器⑤较容易调换不同颜色的制品，颜色在原料中分散均匀⑵，中空制品的注射吹塑成型特点①制品没有飞边，外形尺寸准确，稳定性好②制品厚度可预先在成型型坯时调控③更适合硬质塑料成型，吹塑成型中树脂定向好④制品没有拼合缝，容器的颈部和螺纹尺寸精度高，适合成型广口容器和简单的小型容器，但不适合生产大型容器和形状复杂容器。二，塑料中空制品成型材料塑料中空制品成型常用材料有：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯（PC）等,另外还有线性低密度聚乙烯（LLDPE）、高分子量聚乙烯（HMWPE）等树脂。我公司使用的中空制品成型材料如下表：序号名称规格/型号用途供应商1HDPE8008制盖中国石油兰州石化公司5000s制盖/制瓶中国石油兰州石化公司5502制瓶上海塞科石油有限责任公司中国石油化工股份有限公司茂名分公司2LDPE18D制瓶套中国石油石油天然气股份有限公司大庆石化分公司2426H制冲洗器中国石油兰州石化公司3PPT30S制量杯中国石油兰州石化公司4PETCZ-318制瓶，管坯江苏三房巷集团有限公司根据表中所示，我们着重介绍一下聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)这三种材料的材料性能,这三种材料主要性能指标如下表:名称聚乙烯聚丙烯PET高密度低密度纯密度Kg/dm30.94-0.970.91-0.930.90-0.911.30-1.38吸水率(24h)Wp.c×100＜0.01＜0.010.01-0.030.13收缩率S(℅)1.5-3.01.5-3.51.0-3.00.7-1熔点t/℃105-137105-125170-1762253热变形温度℃0.46MP60-80/102-115018548/56-67硬度SHORE60-7041-46黏度0.72-0.82流速g/10min0.1-4.00.2-3.00.2-13.0其中，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)是通用塑料，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为通用工程塑料。通用塑料是指这类塑料制品用途广泛、料源丰富、价格低廉、应用量最大，成型容易，可以制成各种形状的塑料制品。通用工程塑料是指其塑料制品有较好的力学性能，可代替金属材料在某些部位使用。在工作时其力学强度和耐热性都高于通用塑料。下面我们逐一介绍这三种材料：1，聚乙烯适用于中空吹塑、注塑和挤出各种制品(硬)，如各种容器、网、打包带，并可用作电缆覆层、管材、异型材、片材等。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。聚乙烯的种类：（1）LDPE：低密度聚乙烯（又称高压聚乙烯），其密度为0.910-0.935g/cm³（2）LLDPE：线形低密度聚乙烯,其密度为0.917-0.920g/cm（3）MDPE：中密度聚乙烯,其密度为0.935-0.955g/cm（4）HDPE：高密度聚乙烯(又称低压聚乙烯),其密度为0.955-0.965g/cm（5）UHMWPE：超高分子量聚乙烯（6）改性聚乙烯：氯化聚乙烯（CPE）、交联聚乙烯（PEX）分子量达到300万-600万的聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度非常高，可以用来做防弹衣。聚乙烯性能:特性与识别聚乙烯制品为乳白色半透明，表面有蜡状滑腻感，能浮在水面上，无毒，无味，将其燃烧时，火焰上端为黄色，中间为蓝色，散发出石蜡气味，不能自熄。薄膜透明，成型加工性能好，电绝缘性能优良，水蒸气、空气渗透性差，耐酸、碱、盐，化学稳定性好，在光照和高温作用下易老化降解。力学性能聚乙烯的力学性能一般，拉伸强度较低，抗蠕变性不好，耐冲击性好。冲击强度LDPELLDPEHDPE，其他力学性能LDPELLDPEHDPE。主要受密度、结晶度和相对分子质量的影响，随着这几项指标的提高，其力学性能增大。耐环境应力开裂性不好，但当相对分子质量增加时，有所改善。耐穿刺性好，其中LLDPE最好。热学性能聚乙烯的耐热性不高，随相对分子质量和结晶度的提高有所改善。耐低温性能好，脆性温度一般可达－50℃以下；并随相对分子质量的增大，最低可达－140℃。聚乙烯的线膨胀系数大，最高可达（20～24）×10－5/K。热导率较高。电学性能因聚乙烯无极性，所以具有介电损耗低、介电强度大的电性能优异，即可以做调频绝缘材料、耐电晕性塑料，又可以做高压绝缘材料。环境性能4聚乙烯具有良好的化学稳定性。在常温下耐酸、碱、盐类水溶液的腐蚀，但不耐强氧化剂如发烟硫酸、浓硝酸和铬酸等。聚乙烯在60℃以下不溶于一般溶剂，但与脂肪烃、芳香烃、卤代烃等长期接触会溶胀或龟裂。温度超过60℃后，可少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松节油、矿物油及石蜡中；温度高于100℃，可溶于四氢化萘。聚乙烯其耐候性不好，日晒、雨淋都会引起老化，需要加入抗氧剂和光稳定剂改善。生产方法分为高压法、低压法、中压法三种。高压法用来生产低密度聚乙烯，低压法就其实施方法来说，有淤浆法、溶液法和气相法。淤浆法主要用于生产高密度聚乙烯，而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯，还可通过加共聚单体，生产中、低密度聚乙烯，也称为线型低密度聚乙烯。近年来，各种低压法工艺发展很快。成型特性⑴预塑化温度,低密度聚乙烯为160-220℃,高密度聚乙烯为180-240℃，加热时间不宜过长，否则会发生分解。⑵收缩范围和收缩值大，方向性明显，易变形翘曲。冷却速度宜慢，模具设冷料穴，并有冷却系统.⑶模具温度，成型低密度聚乙烯时为35-55℃，成型高密度聚乙烯时为60-70℃。较高的模具成型温度，制品结晶度高，强度和刚性好，但收缩率高。模具温度偏低，透明性好，强度增加，但应力也增大，制品易变形。⑷注射压力在100MPa以下，对于薄形制件或流道较长时，最高可达120MPa⑸保压时间由制品厚度和流道的截面积大小来决定，一般在10-40s之间⑹保压压力可以等于或低于注射压力⑺软质塑件有较浅的侧凹槽时，可强行脱模.⑻可能发生融体破裂，不宜与有机溶剂接触，以防开裂成型问题分析⑴产生欠料注射的原因是什么？a,成型机能力不足b,数值流动性不好。聚乙烯的熔体流动速率MFR表示流动性，MFR越大，流动性越好。但是高密度聚乙烯即使与低密度聚乙烯的MFR相同，也比其流动性差。⑵产生飞边的原因是什么？a,成型机的锁模力不够b,模具的分型面不合理c,模具变形或错位因聚乙烯的流动性较好，所以即使有很小的缝隙，也易产生溢料。⑶产生缩痕的愿意的原因是什么？a,壁厚过大b,模内有效压力不足等。因聚乙烯的结晶度高，所以成型收缩大，易产生缩痕。即使壁厚的变动很小，缩痕也很明显，所以壁厚应尽量均匀。2，聚丙烯聚丙烯可成型中空制品、工业配件、汽车配件及生活用品等。5特性与识别：聚丙烯制品的表面为白色蜡状，无毒，比聚乙烯制品轻且硬，透明性也比聚乙烯好。燃烧试验：火焰上部为黄色，中下部为蓝色，冒黑烟，散发出石油气味，熔料易滴落，离开火源不能自熄。生产方法⑴淤浆法。在稀释剂（如己烷）中聚合，是最早工业化、也是迄今生产量最大的方法。⑵液相本体法。在70℃和3MPa的条件下，在液体丙烯中聚合。⑶气相法。在丙烯呈气态条件下聚合。后两种方法不使用稀释剂，流程短，能耗低。液相本体法现已显示出后来居上的优势。成型特性⑴结晶料，湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解。⑵流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔，凹痕，变形。⑶冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度，料温低温高压时容易取向，模具温度低于50℃时，塑件不光滑，易产生熔接不良，流痕，90℃以上易发生翘曲变形。⑷塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。成型工艺注塑成型工艺条件：注塑机选用：对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性。需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m²来确定，注射量20%-85%即可。干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度：塑化注射温度范围在200-250℃，最高可达280℃，熔融段温度最好在240℃。对于制品壁较厚件，注射温度可低些，但是温度过于偏低时制件易变形。模具温度：模具温度50-90℃，对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5℃以上。注射压力：采用较高注射压力（70-120MPa）和保压压力（约为注射压力的80%）。大概在全行程的95%时转保压，用较长的保压时间。由于注射压力高，熔体的粘度降低，流动性好，成型容易，收缩率也相应的低些。注射速度：为减少内应力及变形，应选择高速注射，但有些等级的PP和模具不适用（出现气泡、气纹）。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。流道和浇口：流道直径Φ4-7mm，针形浇口长度1-1.5mm，直径可小至0.7mm。边形浇口长度越短越好，约为0.7mm，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐渐增加。模具必须有良