中空吹塑与压延成型

塑料工艺中空成型中空吹塑是将挤出或注射成型所得的管坯置于模具中，在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的成型方法。这种成型方法可生产瓶、壶、桶等各种包装容器，日常用品和儿童玩具等。中空成型过程包括：塑料型坯制造型坯吹塑塑料工艺中空吹塑产品塑料工艺中空吹塑产品塑料工艺中空吹塑产品塑料工艺中空吹塑产品塑料工艺中空吹塑产品塑料工艺中空吹塑用原料用于中空吹塑的塑料品种有PE、PVC、PP、PS、PC、PA、线型聚酯、醋酸纤维素和聚缩醛树脂等。(1)其中HDPE的消耗量占首位。它广泛应用于食品、化工和处理液体的包装。高分子量PE适用于制造大型燃料储罐和桶等。(2)PVC因为有较好的透明度和气密性，所以在化妆品和洗涤剂的包装方面得到普遍应用。随着无毒PVC树脂和助剂的开发，以及拉伸吹塑技术的发展，PVC容器在食品包装方面的用量迅速增加，并且已经开始用于啤酒和其它含二氧化碳气体饮料的包装。塑料工艺(3)线型聚酯中空吹塑制品具有光泽的外观、优良的透明性、较高的力学强度、容器内物品保存性好、废弃物焚烧处理不污染环境等优点，所以在包装瓶领域发展很快，尤其在耐压食品容器方面的使用最为广泛。(4)聚丙烯因其树脂改性和加工技术的进步，使用量也逐年增加。塑料工艺（1）PC用于高温下灌装商品（如果汁）包装。如：碳酸饮料的包装（要防止CO2溢出）和食用油包装（阻隔氧气，以防氧化和酸败）。（2）PET瓶可用于碳酸饮料和食用油包装（PET阻隔性能良好），但不能用于高温灌装饮料（高温变形）。（3）PE瓶可装酸、碱，但不能装甲苯、苯等有机溶剂（易溶涨使强度降低，甚至造成液体逃逸）。（4）PA容器可装苯、甲苯等有机溶剂，但不宜装酸、碱。（5）多层复合容器如PE/PA/PE多层复合容器，其阻隔性能、适用性大大提高。中空吹塑产品特点举例塑料工艺中空吹塑分类及特点1.根据管坯成型方法不同分类：a)挤出—吹塑：生产方法简单、产量高、精度低、应用广泛b)注射—吹塑：精度高、质量好、价高、适于批量大产品。2.根据成型工艺不同分类：a)普通吹塑b)拉伸吹塑：产品经拉伸，强度高，气密性好。•挤出—拉伸—吹塑(简称挤—拉—吹)•注射—拉伸—吹塑(简称注—拉—吹)3.根据管坯层数不同分类：a)单层吹塑b)多层吹塑：综合性能好，生产复杂，适于包装要求高的产品包装。塑料工艺中空吹塑设备塑料工艺塑料工艺塑料工艺塑料工艺吹塑装置针吹、顶吹、底吹塑料工艺塑料工艺一、挤出吹塑原理及工艺挤出—吹塑工艺过程（1）由挤出装置挤出半熔融状管坯；（2）当型坯到达一定长度时，模具移到机头下方闭合，抱住管坯，切刀将管坯割断；（3）模具移到吹塑工位，吹气杆进入模具吹气，使型坯紧贴模具内壁而冷却定型(吹气压力0.25、0.8兆帕/s；（4）打开模具，取出制品。塑料工艺1.管坯制造过程中的影响因素（1）原料的选择首先要求原料性能满足制品使用要求，尤其是气密性和耐冲击性；其次要求原料的加工性能必须符合吹塑工艺要求。如：HDPE的熔融指数范围在0.94-0.96时，吹塑时可防止型坯下垂，易得到壁厚均匀的管坯。但是螺杆转速增高时，低熔融指树脂制品外观粗糙。因此，对大中型吹塑制品以防止型坯下垂为主，宜选熔指偏低、分子量较大的树脂；小型吹塑制品宜选熔指偏高、分子量小的树脂。塑料工艺1.管坯制造过程中的影响因素（2）温度的控制在挤出管坯过程中，温度控制的精确度对管坯质量影响很大。如：温度过低，型坯表面粗糙；温度高表面光泽性虽好，但下垂严重。塑料工艺（3）螺杆转速对挤出管坯的影响螺杆转速是影响管坯质量的一个重要因素。高挤出速度能提高产量、减少型坯下垂，但型坯表面质量下降。如：高密度聚乙烯在剪切速率增大时，可出现熔体破裂现象；聚氯乙烯在转速提高时，由于大量摩擦热的产生，可发生瞬间降解的危险。所以一股吹塑机都选用大一点的挤出装置，使螺杆转速在70转／分以下。1.管坯制造过程中的影响因素塑料工艺（4）口模对挤出管坯的影响口模是决定型坯尺寸及形状的重要装置，所以要求内表面光洁度应达到10，且尺寸必须按设计要求加工。口模定型段尺寸一般可选用8倍于口模--芯棒之间隙数值。1.管坯制造过程中的影响因素塑料工艺2.吹塑过程中的影响因素（1）吹气压力吹塑中压缩空气有两个作用：（i）使管坯胀大而紧贴模腔壁，形成需要的形状；（ii）起冷却作用。根据塑料品种和型坯温度的不同，空气压力也不一样，一般控制在0.2-0.7兆帕之间，最适宜的压力范围是使制品在成型后其外形、花纹等表露清晰的压力。–对于粘度较低、容易变形的取较低压力值–对于粘度和模量较高的塑料取较高压力值–大容积和薄壁制品宜用较高压力–小容积和厚壁制品则使用较低压力•塑料工艺（2）充气速度为缩短吹气时间以使制品获得均匀的厚度和较好的表面，充气速度要尽可能大一些。但充气速度也不宜过大，否则会给制品带来不良影响：（1）在空气进口处造成真空，使型坯内陷，这部分内陷型坯在型坯被完全吹胀时会形成横隔膜片；（2）口模部分的型坯有可能被极快的气流拉断，造成废品．为此需要加大吹管口径或适当降低充气速度。塑料工艺（3）吹胀比通常把制品的尺寸与型坯尺寸之比称为吹胀比。当型坯的尺寸和重量一定时，制品的尺寸越大，型坯的吹胀比也越大。根据塑料的品种、性质、制品的形状和尺寸以及型坯的尺寸等来决定吹胀比的大小。通常把吹胀比控制在2~4倍。塑料工艺（4）模温和冷却时间为保证制品质量，模具的温度应分布均匀，模温一般保持在20-50℃。模温过低，会使夹口处塑料的延伸性降低，不易吹胀，并使制品在此部分加厚，同时使成型因难，制品的轮廓和花纹等也不清楚。模温过高，冷却时间延长，生产周期加长。制品脱模变形，收缩增大。模温的高低取决于塑料的品种，当塑料的玻璃化温度较高时，可以采用较高的模温；反之，则尽可能降低模温。通常随着制品壁厚的增加，冷却时间延长。有时除对模具进行冷却外，还可对成型制品进行内部冷却，即向制品内部通入各种冷却介质(如液氮、二氧化碳等)进行直接冷却。塑料工艺（5）成型周期吹塑的周期包括挤出型坯、截取型坯．合模、吹气、冷却、放气、取出制品(其后的修整，配套，包装另计)等过程。塑料工艺二、注射吹塑原理及工艺塑料工艺适合注射吹模的树脂应具有：a)较高的分子量和熔体粘度b)熔体粘度受剪切速率及加工温度的影响较小c)制品具有较好的冲击韧性d)有合适的熔体延伸性能，以保证制品所有棱角都能均匀地呈现吹塑模腔的轮廓，不会出现壁厚明显偏薄薄厚不均。注射吹塑的树脂塑料工艺注射型坯时，管坯温度是关键。温度过高，熔体粘度低易变形，管坯在转移中出现厚度不均，影响吹塑制品质量；温度过低，制品残余内应力大，在使用中易发生变形及应力破裂。为能按要求选择模温，常配置模具油温调节器，由精度较高的数字温控仪控制。管坯温度与吹塑温度塑料工艺三、拉伸吹塑原理及工艺1一注射型坯，2一型坯加热，3一拉伸，4一吹塑；5一脱模注—拉—吹工艺流程塑料工艺拉伸吹塑工艺流程塑料工艺拉伸吹塑工艺控制（1）原材料的选择：拉伸制品要求具有较高的拉伸强度、冲击强度、刚性、透明度和光泽度、对氧气、二氧化碳和水蒸气的阻隔性。主要应用的材料有：PET、PVC、PP、PC等。塑料工艺拉伸吹塑工艺控制（2）型坯成型：为得到优良制品，要求型坯：透明度高、均质、内部无应变、外观无缺点。如：PET在130-220℃的范围内其结晶速度较快，而低于130℃时结晶较慢。为得到高透明PET制品，型坯成型温度需低于130℃（90-110℃）。此外，还需注意树脂的干燥过程、干燥条件、模具温度、周围空气温度及成型过程中的颗粒处理等。塑料工艺（3）拉伸工艺（i）拉伸温度：各树脂有自己的适用范围。拉伸PET和PVC型坯时，其拉伸温度比其Tg高10-40℃为宜。PET一般为90-110℃，PVC一般为100-140℃。拉伸PP等结晶性塑料的型坯时，其拉伸温度比Tm低5-40℃较合适。一般为150℃左右。拉伸温度过高，取向不充分；拉伸温度过低，影响瓶子的透明度。（ii）拉伸倍率：拉伸倍率直接影响瓶子的性能。拉伸倍率高，拉伸强度和冲击强度高，跌落强度也高。PET比PVC拉伸倍率高，这也是PET强度高的原因。另外，拉伸倍率高也能提高阻止气体渗透的性能。塑料工艺压延成型压延成型是生产塑料薄膜和片材的主要方法。它是将已经塑化好的接近Tf的热塑性塑料通过一系列相向旋转着的水平辊简间隙，使物料承受挤压和延展作用，而使其成为规定尺寸的连续片状制品的成型方法。塑料工艺压延制品广泛用作农业薄膜、工业包装薄膜、室内装饰品、地板、录音唱片基材以及热成型片材等。(d＜0.25mm为薄膜，d＞0.25mm为片材。举例：PVC薄膜和片材有硬质、半硬质与软质之分。（由所含增塑剂量而定，0-5份为硬制品，25份以上则为软制品）。压延成型适用于生产d=0.05-0.5mm的软质PVC薄膜或片材，以及d=0.3-0.7mm的硬质PVC片材。制品厚度若大于或低于这个范围，一般采用挤出或吹塑成型法来生产。塑料工艺压延成型的特点是加工能力大、生产速度快、产品质量好、能连续化生产，自动化程度高，在塑料成型中占有重要地位。如：一台φ700×1800毫米的四辊压延机的年加工能力可达5000t到l0000t。压延制品厚薄均匀，表面平整，厚度公差可控制在10％以内。若与轧花或印刷配套，可直接得到具有各种花纹图案的制品。压延成型的缺点是设备庞大、投资高、维修复杂、制品宽度受到压延辊简长度的限制等、生产流水线长、工序多。所以在生产连续片材方面不如挤出机成型技术发展快。塑料工艺一、压延设备压延过程可分为前后两个阶段；①前阶段是压延前的准备阶段，主要包括所用塑料的配制、塑化和向压延机供料等：②后阶段包括压延、牵引、轧花、冷却、卷取、切割等。塑料工艺1、压延机的分类压延机通常以辊筒的数目及排列的方式分类，根据辊调数目的不同，压延机有双辊、三辊、四辊、五辊甚至六辊压延机。(1)双辊压延机通常称为开放式炼塑机，简称开炼机，主要用于原料的塑炼和压片。(2)压延成型通常以三辊．四辊压延机为主。四辊压延机对塑料的压延较三辊压延机多一次，因而可生产较薄的薄膜，且厚度均匀。(3)若辊简表面光滑，其转速可大大提高，生产效率提高较大。三辊压延机的辊速一般只有30m／min.塑料工艺(4)四辊压延机的转速可为三辊的2-4倍。此外，四辊压延机还可完成一次双面贴胶工艺。因此它正在逐步取代三辊压延机。至于五辊、六辊压延机的压延效果就更好了，但设备复杂程度增加、设备庞大，设备投资费用高，目前使用尚不普遍。(5)辊简的排列方式很多，通常三辊压延机的排列方式有I型、三角型等几种。四辊压延机则有I型、倒L型、正L型、T型、斜z型(S型)等。塑料工艺2、常见压延辊简的排列形式排列辊筒的主要原则是尽量避免各辊简在受力时彼此干扰，并充分考虑操作要求和方便性，以及自动供料需要等。实际上，没有一种排列是尽善尽美的，往往顾此失被。例1：目前应用普遍斜z型，它与L型相比时有以下优点：①各辊筒互相独立，受力时互不干扰，传动平稳，操作稳定，制品厚度容易调整和控制。②物料与辊简的接触时间短，受热少；③各辊简拆卸方便，便于检修；④上料方便，便于观察存料；⑤厂房高度要求低；⑥便于双面贴胶。但在以下方面却不如倒L型：①物料包辊面积小，影响产品表面光洁性；②容易掉入杂质。塑料工艺2、常见压延辊简的排列形式塑料工艺例2：用倒L型压延机生产的透明膜片要比用斜z型质量好，原因是前者生产时中辊受力不大(上下作用力差不多相等，相互抵消)，辊筒挠度小，机架刚性好，牵引辊可离得近，只要补偿第四辊的挠度就可以压出均匀的制品。例3：对斜z型压延机来讲，第三辊与第四辊速度不能相差太小，否则物料容易包住第四辊。若两辊速度相差不大，对生产透明膜不利。塑料工艺压延机主要由机座、机架、主轴承、辊简、辊筒调节装置、轴交叉和预应力装置、卷取装置、金届检测装置、测厚装置、传动系统、润滑系统、加热和冷却系统等组成。3、压延机的构造塑料工艺4、压延过程中的流动分析在压延过程中，借助辊筒间产生的剪切力，使物料多次受到挤压、剪切，在逐步塑