6.11.中空吹塑成型2

16.11.中空吹塑成型2中空吹塑成型---借助气体压力，使闭合在模具型腔中处于高弹态的型坯吹胀成为中空制品的成型技术。定义：历史：塑料吹塑技术是30年代开发的，50年开始工业化应用，自54年HDPE问世后，促进了薄壁容器的开发应用。迄今，中空吹塑技术有了很大的发展。常用的原料：PE、PVC、PP、PS、EVA、PET、PC、PA等，凡熔体指数为0.04～1.12（g/10min）范围内的塑料都是比较优良的中空吹塑材料。/3PVC----塑料因透明度和气密性都较好，作食品包装，如包装食用油、矿泉水和其它饮料；PP---采用双向拉伸吹塑工艺后，PP的透明度和强度均有很大提高，宜于制作薄壁瓶子，多用于洗涤剂、药品和化妆品的包装容器；TEP--透明性好、韧性高、无毒，大量用于饮料瓶等/应用：LDPE---主要用作食品包装容器，HDPE---用于制造各种商品容器，超高分子PE---用于制造大型桶和罐等。4近年来，已有些国家正研究开发用改性聚丙烯或聚酯,经中空吹塑法生产啤酒瓶,以代替玻璃瓶，这不仅有效地保障了人身安全，而且啤酒瓶及容器为中空吹塑提供了广阔的市场。/5具有优良的耐环境应力开裂性→作为容器，当与表面活性剂溶液接触时，在应力作用下，应具有防止龟裂的能力；良好的阻透性→是指阻止氧气、二氧化碳、氮气及水蒸气等向容器内外透散的特性；良好的抗冲击性→为保护容器内装物品，制品应具有从一定高度落下不破不裂的耐冲击性。此外，还有耐药品性、抗静电性、韧性和耐挤压性等。/用作中空吹塑制品的材料一般应具有下列特性：6下表列出了各种吹塑用塑料的物理性能指数78吹塑工艺按制造方法的不同，分类：注射吹塑挤出吹塑注坯—拉伸—吹塑注坯—吹塑单层直接挤坯吹塑、多层共挤出吹塑、挤出—蓄料--压坯吹塑、挤坯-拉伸-吹塑。96.11.1.注射吹塑注射吹塑————用注射成型法先将塑料制成有底型坯，再把型坯移入吹塑模内进行吹塑成型。注射吹塑分为：注坯--吹塑注坯—拉伸--吹塑/PET瓶子10⑴、无拉伸注坯吹塑注塑吹塑成型过程.exe11⑵、注坯—拉伸—吹塑在成型过程中型坯受到轴向拉伸和横向吹涨，所得制品具有大分子双轴取向结构。两步法注拉吹成型过程.exe一步法注拉吹成型过程.exeASB一步法注拉吹成型过程.exe12一步法注拉吹设备13吹胀比——将制品主体直径与型坯相应部位直径之比定为吹胀比。二者取值为2—3时，可得综合性能较高的制品。拉伸比——将不包括瓶口部分的制品长度与相应型坯长度之比定为拉伸比；14缺点：需要两套模具，设备投资较大；型坯温度较高，冷却时间较长；型坯的内应力较大，制品易应力开裂；/注坯吹塑技术的优点：制品壁厚均匀；中空制品无接缝，不需要后加工；对塑料品种的适应范围较宽。15例如：聚丙烯与硬质聚氯乙烯吹塑制品。制造同样容量的中空制品，注拉吹可比注吹的制品节约成型物料50％左右。/注拉吹制品的透明度、冲击强度、表面硬度和刚度都能有较大的提高性能比较：成本比较：16转盘式一步法注拉吹成型过程.exe//176.11.2.挤出吹塑挤出吹塑与注射吹塑的不同在于其型坯是用挤出机经管机头挤出制得。挤出吹塑成型过程.exe18挤出吹塑工艺过程包括:①管坯直接由挤出机挤出，垂挂机头正下方的型腔中，②型坯达到规定长度后合模，靠模具切口将管坯切断；③从模具分型面上的小孔送入压缩空气，使型坯吹胀紧贴模壁而成型；④保持充气压力使制品在型腔中冷却定型后开模脱出制品。/19挤出吹塑设备幻灯片3320幻灯片332122挤出吹塑分为：单层直接挤坯吹塑、多层共挤出吹塑、挤出-蓄料-压坯吹塑、挤坯-拉伸-吹塑。/挤出吹塑法优点：生产效率高，设备简单，投资少，对中空容器的形状、大小和壁厚允许范围较大，适用性广.23⑴．单层直接挤坯吹塑挤出吹塑成型过程.exe2425⑵．多层共挤出吹塑定义————利用两台以上的挤出机，将不同塑料在不同挤出机内熔融后，在同一个机头内复合、挤出，然后吹塑制造多层中空制品的技术。多层共挤吹塑的技术关键—————控制各层塑料间相互熔合和粘结质量。熔粘的方法有两种：1.在各层所用物料中混入有粘结性的组分，2.在原来各层间增加有粘接功能的材料层。/26为什么要生产多层中空制品？27外层树脂为提供良好的刚性、阻燃性和耐候性的PVC，内层为具有优异耐化学药品性的PE的双层结构吹塑瓶。多层吹塑中空制品的生产主要是为了满足日益增长的化妆品、药品和食品等对塑料包装容器阻透性的更高要求。回答例如：制品层数愈多，型坯的成型也愈加困难。/多层吹塑容器所用物料的种类和必要的层数，应根据使用的具体要求确定。2829303132⑶．挤出—蓄料—压坯吹塑制造大型中空制品时，型坯因自重易出现上、下壁厚不均，且在空气中停留时间的不同，使型坯温度不均。所成型的吹塑制品，壁厚均一性差，且内应力也较大.大型制品冷却时间长，挤出机不能连续进行.造成的结果：快速提供制品所需的熔体数量。制造大型制品的要求：33先将挤出机塑化的熔体蓄积在料缸内，在缸内的熔体达到预定量后，用加压柱塞高速压出，成为一定长度管状物。幻灯片20幻灯片1934大型储料式塑料中空成型机35⑷.挤坯-拉伸-吹塑一步法挤出拉伸吹塑成型过程.exePET瓶子生产过程36可模内装饰的吹塑机376.11.3、中空吹塑工艺过程的控制注吹法和挤吹法的比较不同点——型坯成型方法相同点——型坯吹胀与制品冷却定型过程及成型过程影响因素。影响因素：型坯温度、吹塑模温度、充气压力与充气速率、拉伸比吹胀比和冷却时间。/38⑴．型坯温度型坯温度影响其形状的稳定性，从两个方面表现出来：1.熔体粘度对温度的依赖性T高时，η较低，重力因素的作用变形量增大。材料对T的敏感性不一样，PP比PE对T更为敏感，故加工性差，所以PE更适合吹塑成型。2.离模膨胀效应T偏低时，出现型坯长度收缩和壁厚增大现象，/39在型坯形状稳定性不受严重影响的条件下，适当提高型坯温度，对改善制品表面光洁度和提高接缝强度有利。一般型坯温度控制在材料的Tg-Tf(m)之间，并偏向Tf(m)一侧。过高的型坯温度不仅会使其形状的稳定性变坏，而且还因必须相应延长吹胀物的冷却时间，使成型设备的生产效率降低。/40⑵．充气压力和充气速度吹塑成型是借助压缩空气的压力吹胀型坯，使其紧贴吹塑模的型腔壁以取得型腔的精确形状。由于所用塑料品种和成型温度不同，半熔融态型坯的模量值有很大的差别.使型坯膨胀的空气压力也不一样，一般在0.2～0.7MPa的范围内。41合适的充气压力————应保证所得制品的外形、表面花纹和文字等都足够清晰。薄壁和大容积的制品宜用较高充气压力，厚壁和小容积的制品则用较低充气压力为宜。充气压力的取值高低制品的壁厚、容积大小体积流率充气速度影响产品质量/42以较大的体积流率将压缩空气充入型坯，不仅可以缩短吹胀时间，而且有利于制品壁厚均一性的提高和获得较好的表面质量。但充气速度如果过大，会在进口区出现型坯内陷，严重时无法进行吹胀。有时气流速度和体积流率难于同时满足吹胀过程的要求，为此需要加大吹管直径，使体积流率一定时不必提高气流的速度。当吹塑细颈瓶中空制品时，由于不能加大吹管直径，为使充气气流速度不致过高，就只得适当降低充气的体积流率。/43⑶．吹胀比型坯尺寸和质量一定时，制品尺寸愈大，型坯的吹胀比愈大。增大吹胀比，制品壁厚变薄，可以节约材料，但吹胀成型困难，制品的强度和刚度降低，吹胀比过小，制品有效容积减少，制品壁厚，塑料消耗增加，冷却时间延长，成本增高。一般吹胀比为2—4倍，吹胀比的大小应根据材料的种类和性质、制品的形状和尺寸以及型坯的尺寸等决定。/44⑷．吹塑模具温度应根据成型用塑料的种类来确定。模温过低，会使型坯过早冷却，导致型坯吹胀时的形变困难，制品的轮廓和花纹会变得很不清晰。模温过高，冷却时间过长，生产周期增加，若冷却程度不够，制品脱模时会出现变形严重、收缩率增大和表面缺乏光泽等现象。/45⑸．冷却时间冷却时间占制品成型周期的l／3—2／3，确定冷却时间应根据：成型物的品种、制品的形状、制品的壁厚、吹塑模具、型坯的温度等。46增加冷却时间可使制品外形规整，表面图纹清晰，质量优良；冷却时间长会使塑料的结晶度增大，韧性和透明度降低。//图中可见，热导率较差的HDPE，比同样厚度的PP在相同情况下需要较长的冷却时间。通常随制品壁厚增加，冷却时间延长。47思考与作业：19、根据型坯生产特点，中空吹塑成型分为几类？各类的工艺过程？20、说明中空吹塑成型的工艺控制要点。21、为什么说：在中空吹塑成型时，型坯温度直接影响制品的表观质量、纵向壁厚的均匀性和生产效率？