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第八章其他塑料容器成型包装容器制造概论3学时讲授+1学时练习教学重点1、中空吹塑成型、真空成型概念、分类2、中空吹塑成型工艺参数3、真空成型与压缩空气成型的区别4、发泡方法5、泡沫塑料的特点及分类第一节塑料容器中空吹塑成型一、中空吹塑成型的分类、特点及成型工艺二、吹塑成型的工艺参数三、中空吹塑设备第二节塑料容器热成型一、真空成型的特点及成型工艺二、压缩空气成型特点及成型工艺三、塑料片材容器热成型机械※真空成型法与压缩空气成型法的区别第三节塑料容器发泡成型一、概述二、发泡方法三、发泡成型工艺四、泡沫塑料成型模具一、中空吹塑成型的分类、特点及成型工艺定义中空吹塑成型是将处于塑性状态的塑料型坯置于模具型腔内，使压缩空气注入型坯中将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，冷却定型得到一定形状的中空塑件的加工方法。分类1、挤出吹塑成型2、注射吹塑成型3、注射拉伸吹塑成型4、多层吹塑5、片材吹塑成型二、吹塑成型的工艺参数1、型坯温度与模具温度2、吹塑压力三、中空吹塑设备1、注射中空吹塑成型机2、挤出吹塑中空成型机3、拉伸吹塑中空成型机4、多层复合吹塑成型机5、吹塑模具一、真空成型的特点及成型工艺定义真空成型是把热塑性塑料板、片材固定在模具上，用辐射加热器进行加热至软化温度，然后用真空泵把板材和模具之间的空气抽掉，从而使板材贴在模腔上而成型，冷却后借助压缩空气使塑件从模具中脱出。分类1、凹模真空成型2、凸模真空成型3、凹凸模先后抽真空成型4、吹泡真空成型5、柱塞推下真空成型6、带有气体缓冲装置的真空成型二、压缩空气成型特点及成型工艺板材放置在凹模与加热板之间→凹模通入压缩空气，加热板材→模具上方通入压缩空气，容器成型→冷却定型→加热板下移切断余料→凹模吹压缩空气脱模三、塑料片材容器热成型机械1、分类（1）半自动热成型机（2）全自动热成型机2、主要装置（1）材料供送装置（2）加热装置（3）成型装置（4）裁切装置导辊、牵引辊电加热液体加热气流加热气体压差成型机械模压成型1、成型原理不同2、成型模不同3、成型设备4、成型压力真：压力受到限制压：压力大，速度快真：较为复杂，造价高压：设备相对简单真：模具无刀压：模具有刀真：压：一、概述1、泡沫塑料的定义2、泡沫塑料的性能特点3、分类大量气体微孔分散在固相聚合物中形成的轻质高分子材料，又称微孔塑料或多孔塑料。二、发泡方法1、物理发泡法利用物理原理发泡的方法。2、化学发泡法发泡气体是由混合原料中的某些组分，在成型过程中发生化学作用而产生的。3、机械发泡法采用强烈地机械搅拌使空气卷入树脂乳液，悬浮液或溶液中成为均匀的泡沫体，然后再经过物理或化学变化使之胶凝，固化成为泡沫塑料。三、发泡成型工艺以PS发泡剂发泡法为例：1、可发性聚苯乙烯的制备2、泡沫聚苯乙烯的成型工艺制备可发性珠粒发泡膨胀加热通入有压蒸汽冷却脱模四、泡沫塑料成型模具1、手工操作模具2、压机直接通蒸汽发泡模3、模具材料挤出吹塑成型挤出吹塑成型（1）工艺（2）特点挤出管坯合模夹紧通压缩空气保压冷却定型排气取出塑件修整优点：模具结构简单、投资少、操作容易、适用广泛。缺点：制品壁厚不易均匀，需要加工去除飞边。注射吹塑成型注射吹塑成型（1）工艺（2）特点注射管坯转移模具通入压缩空气保压冷却定型排气开模取件合模优点：壁厚均匀、无飞边，不需后加工，塑件底部无拼合缝，强度高，生产率高。缺点：设备与模具投资大。注射拉伸吹塑成型典型产品：PET饮料瓶注射拉伸吹塑成型（1）工艺a、热坯法b、冷坯法注射管坯→转移模具→合模→拉伸→吹压缩空气→保压、冷却定型→排气→开模取塑件注射管坯→冷却→开模存放→二次加热→合模→拉伸→吹压缩空气→保压、冷却定型→排气→开模取塑件注射拉伸吹塑成型（2）特点a、节省能量、占地面积小，易于连续生产、自动化程度高。b、设备结构相对简单。多层吹塑（1）定义多层吹塑是指不同种类的塑料，经特定的挤出机头形成一个坯壁分层而又粘接在一起的型坯，再经吹塑制得多层中空塑件的成型方法。（2）目的解决单独使用一种塑料不能满足使用要求的问题。多层吹塑（3）特点优点：有利于塑料间性能互补、使塑件综合性能加强。缺点：工艺要求严格，塑件回收困难，结构复杂，投资大。片材吹塑成型（1）工艺片材→加热软化→放入型腔→夹紧合模→通入压缩空气→保压冷却定型→排气→开模取件典型产品：带有把手的塑料壶二、吹塑成型的工艺参数1、型坯温度与模具温度（1）型坯温度温度过高优点：容易吹胀，成型塑件外观轮廓清晰。缺点：型坯保持自身的形状能力差，转移容易破坏。温度过低优点：转移模具不容易发生破坏。缺点：吹塑性能下降，使塑件内部产生较大的残余应力，影响塑件强度，塑件表面产生斑纹。正常温度：θg～θf（θm），偏向θf（θm）二、吹塑成型的工艺参数1、型坯温度与模具温度（1）型坯温度影响型坯温度的因素a、是否有拉伸取向b、是否为结晶性塑件c、塑料品种拉伸：取低值不拉伸：取高值结晶：避开结晶温度。不结晶：取中间值，因为温度低透明性下降。二、吹塑成型的工艺参数1、型坯温度与模具温度（2）模具温度温度过高冷却定型时间长，生产率下降，成型收缩大，尺寸精度不好。温度过低模具夹口处温度下降快，阻碍型坯吹胀变形，塑件表面出现斑纹，亮度变差。正常温度：20～50℃内选取。二、吹塑成型的工艺参数2、吹塑压力吹塑压力系指吹塑成型所用的压缩空气压力。普通吹塑成型：0.2～0.7MPa注射拉伸吹塑：0.3～1.0MPa薄壁大容积、表面有花纹图案的中空塑件：压力取大值厚壁小容积、表面无花纹图案的中空塑件：压力取小值粘度和弹性模量较大的塑件：压力取大值粘度和弹性模量较小的塑件：压力取小值三、中空吹塑设备1、注射中空吹塑成型机主要包括注射机、型坯芯棒、模具组和吹塑装置。（1）型坯芯棒既是型芯又是吹管，设有压缩空气通道和冷却介质通道。（2）模具组包括注射模和吹塑模，为使型坯在两模之间转移，一般制成对开式结构。（3）吹塑装置通过管道与型坯芯棒吹塑通道连接，设有阀门来控制吹塑量和吹塑时间。三、中空吹塑设备三工位注射吹塑示意图三、中空吹塑设备2、挤出吹塑中空成型机主要包括挤出机、机头、吹塑模具、吹塑装置。（1）吹塑模具单工位多工位（往复式、回转式）（2）吹塑装置作用：引入压缩空气把型坯吹胀到与模具内壁面贴合，冷却后成型。针管吹气式型芯吹气式三、中空吹塑设备3、拉伸吹塑中空成型机（1）原理利用注射机或挤出机制备规定直径和长度的型坯，然后将型坯急速冷却，再重新加热到熔融状态后，送入吹塑模腔中吹塑成型为中空容器。（2）组成主要包括注射机、型坯再热装置、热型坯移送装置、吹塑成型模具、开模装置和吹塑装置等。三、中空吹塑设备4、多层复合吹塑成型机（1）共挤出吹塑法（2）多段注射法三、中空吹塑设备5、吹塑模具（1）材料铝合金锌合金钢（2）结构对开式瓣合模（3）分类上吹口下吹口一、真空成型的特点及成型工艺1、凹模真空成型（1）工艺板材固定、密封→加热软化→型腔抽真空→冷却→吹出塑件一、真空成型的特点及成型工艺1、凹模真空成型（2）特点优点：外表面尺寸精度高。缺点：塑件深度受到限制。一、真空成型的特点及成型工艺2、凸模真空成型（1）工艺板材夹紧→加热软化→板材下移→抽真空→冷却定型→吹出塑件一、真空成型的特点及成型工艺2、凸模真空成型（2）特点优点：塑件内表面尺寸精度高。缺点：塑件底部稍厚。一、真空成型的特点及成型工艺3、凹凸模先后抽真空成型（1）工艺板材固定密封→加热软化→凸模吹压缩空气、凹模抽真空→凸模下移抽真空，凹模吹压缩空气→冷却定型→取出塑件一、真空成型的特点及成型工艺3、凹凸模先后抽真空成型（2）特点优点：壁厚均匀，可成型深型腔塑件。缺点：工序稍复杂。一、真空成型的特点及成型工艺4、吹泡真空成型（1）工艺板材固定密封→加热软化→凸模吹压缩空气→凸模上移→凸模停止吹压缩空气，改抽真空→冷却定型→取出塑件一、真空成型的特点及成型工艺5、柱塞推下真空成型（1）工艺板材固定密封→加热软化→柱塞下移将板材推下→板材延伸→凹模抽真空→冷却定型→取出塑件一、真空成型的特点及成型工艺5、柱塞推下真空成型（2）特点优点：壁厚均匀，能成型深型腔塑件。缺点：塑件上留有柱塞痕迹。一、真空成型的特点及成型工艺6、带有气体缓冲装置的真空成型（1）工艺板材固定→加热软化→凹模吹压缩空气，上柱塞吹压缩空气→柱塞下降→柱塞停吹、凹模抽真空→柱塞升起→冷却定型→取出塑件一、真空成型的特点及成型工艺6、带有气体缓冲装置的真空成型（2）特点优点：塑件壁厚均匀，能成型深型腔塑件。缺点：工艺稍麻烦。一、概述2、泡沫塑料的性能特点（1）密度小，质轻，比强度和比刚度高，可降低运输成本；（2）具有优良的冲击吸收作用；（3）吸水性质；（4）温度变化时，有较好的稳定性；（5）PH值属中性，对各种化学产品的抵抗性能好；（6）导热率低。一、概述3、分类（1）按泡孔结构分：开孔泡沫塑料闭孔泡沫塑料（2）按软硬程度分：软质泡泡沫塑料：柔韧，压缩硬度低，应力解除后能恢复原状硬质泡沫塑料：压缩硬度大半硬质泡沫塑料：介于前两者之间（3）按密度大小分（发泡倍率）低密度泡沫塑料（高发泡沫塑料）：密度0.1g/cm3,发泡倍率9中密度泡沫塑料（中发泡沫塑料）：密度介于0.1～0.4g/cm3,发泡倍率1.5-9高密度泡沫塑料（低发泡沫塑料）：密度0.4g/cm3,发泡倍率1.二、发泡方法1、物理发泡法（1）用惰性气体在加压下把惰性气体压入熔融聚合物或糊状复合物中，然后降低压力，升高温度，使熔解的气体释放膨胀而发泡。（2）利用低沸点液体蒸发气体而发泡（又称可发性珠粒法）把低沸点液体压入聚合物中或在一定的压力、温度下，使液体熔入聚合物颗粒中，然后将聚合物加热软化，液体也随之蒸发气化而发泡。（3）在塑料中加入中空微球后经固化而制成泡沫塑料（又称组合泡沫塑料）二、发泡方法2、化学发泡法（1）发泡气体是由加入的热分解型发泡剂受热分解而产生的。（2）发泡组分间相互作用产生气体。三、发泡成型工艺1、可发性聚苯乙烯的制备（1）预发泡（2）熟化发泡剂在聚苯乙烯聚合中或聚合后加入，含量6％，然后将含有发泡剂的珠粒一起放于预发泡机中，利用蒸汽加热到90～105℃，珠粒膨胀40～80倍。预发泡珠粒放置22～26℃，8～10h，发泡剂由汽→液态，珠粒内压力降低，空气进入珠粒内部。三、发泡成型工艺2、泡沫聚苯乙烯的成型工艺（蒸汽加热成型）（1）蒸箱发泡预胀物→受热软化、膨胀、互熔→冷却脱模适用于小型、薄壁、形状复杂的发泡塑件。（2）液压机直接通蒸汽发泡预胀物充满模腔→通入0.1～0.2MPa蒸汽，升温110℃→预胀物膨胀、软化、粘接→关闭蒸汽保持1～2min→通入冷却水冷却→脱模模具上开通气孔，适用于厚度较大的泡沫塑料。四、泡沫塑料成型模具1、手工操作模具四、泡沫塑料成型模具2、压机直接通蒸汽发泡模发泡模带蒸汽室，一般分为两部分（上下或左右）四、泡沫塑料成型模具3、模具材料（1）铸铝（中小批量）（2）青铜（大批量）（3）模具要求①导热性好②耐热交变应力③耐腐蚀思考题：1、什么是中空吹塑成型？有哪些方法？2、中空吹塑成型的型坯温度是多少？其温度变化对成型制品有什么影响？3、简述塑料容器真空成型与压缩空气成型的区别。4、什么是泡沫塑料？有何性能特点？有哪些成型方法？