王小妹《高分子加工原理與技術》5中空吹塑

1、5.4 中空吹塑,中空吹塑(BLOW MOLDING,吹塑模塑) 空心塑料制品 中空吹塑是借助氣體壓力使閉合在模具中的熱熔塑料型坯吹脹形成空心制品的工藝。 常用塑料：PE,PVC,PP,PS,PET等 熔體流動速率為0.041.12,5.4 中空吹塑,塑料的吹塑由兩個基本步驟構成：先成型型坯，后用壓縮空氣（與拉伸桿）來吹脹（與拉伸）型坯，使之貼緊模具型腔，把模腔的形狀與尺寸賦予制品，并冷卻之。吹塑可較好地保證制品的外部尺寸與形狀，能成型其它方法無法生產的制品。,5.4 吹塑制品的種類與用途,各種物品的包裝容器 容 器 大容積儲桶/儲罐 可折疊容器 吹 塑 汽車配件：燃油箱，管件，保險桿 制 辦

2、公設施配件：有引線的部件 品 家用電器配件：電視機等外殼 工業(yè)制件 建筑/家具用件 運動/文體器械配件，游艇 醫(yī)用配件 箱體配件,5.4 .1 中空吹塑設備,擠出吹塑 中空吹塑 注射吹塑 拉伸吹塑 擠出一拉伸一吹塑 注射拉伸一吹塑 擠出吹塑和注射吹塑的不同點：前者是擠塑制造型坯，后者是注塑制造型坯。,5.4 .1 中空吹塑設備,擠出吹塑中型坯的吹脹是在聚合物的粘流態(tài)下進行的，故可得較大的吹脹比，吹塑制品與吹塑模具的設計靈活性較大。 拉伸吹塑型坯的吹脹是在高彈態(tài)下進行的，可提高制品的強度等性能。,5.4.1.1 型坯成型裝置,擠出型坯方式 間斷（適于大型制品，PVC熱敏塑料） 連續(xù)（適于工業(yè)制件

3、，非熱敏塑料） 間斷擠出是型坯達規(guī)定長度后，擠出機螺桿停止轉動和出料，待型坯吹脹冷卻定型完成一生產周期后，再啟動擠出機擠出下一個型坯。 連續(xù)擠出是擠出機連續(xù)生產預定長度的型坯，由移動模具接納，并在機頭處切斷，送至吹塑工位或由傳送機械裝置夾住型坯送往后續(xù)工序。,5.4.1.1 型坯成型裝置,（1）擠出機 擠出吹塑多數(shù)（約95）采用單螺桿擠出機，而PVC用雙螺桿機。 出口處聚合物的溫度、壓力與流率的波動程度對制品性能有明顯影響，可作為評價擠出機性能的指標。,5.4.1.1 型坯成型裝置,（2）機頭及口模 機頭包括多孔板、濾網連接管與型芯組件等。 轉角機頭 （易滯留，適于PE,PP,ABS） 吹塑機

4、頭 直通式機頭 （適于硬PVC ） 帶貯料缸式機頭（大型制品，如啤酒桶） 口模直徑： 選取適合制品外徑的吹脹比（制品外徑/型坯外徑）,5.4.1.2 吹脹裝置,型坯進入模具并閉合后，吹脹裝置即將管狀型坯吹脹成模腔所具有的精確形狀，進而冷卻、定型、脫模取出制品。 吹氣機構（針吹法、頂吹法、底吹法） 吹脹裝置 吹塑模具 冷卻系統(tǒng) 排氣系統(tǒng),（1）吹氣機構,吹入的壓縮空氣起三種作用： 吹脹型坯使之貼緊模具型腔 對已吹脹型坯施加壓力，以得到形狀正確，表面文字與圖案清晰的制品 有助于冷卻制品,（2）吹塑模具,該模具由兩瓣陰模組成，并設有冷卻劑通道和排 氣系統(tǒng)。 模具材料：鋁、鋅合金，鈹銅（Ni/Si/C

5、u)、鋼材、 合成樹脂 吹塑模具起雙重作用，賦予制品形狀與尺寸，并 使之冷卻。,擠出吹塑模具與注塑模具比較,(3)模具的排氣系統(tǒng),排氣系統(tǒng)是用以在型坯吹脹時，排除型坯和模腔壁之間的空氣，如排氣不暢，吹脹時型腔內的氣體會被強制壓縮滯留在型坯和模腔壁之間，使型坯不能緊貼型腔壁，導致制品表面產生凹陷和皺紋，圖案和字跡不清晰，不僅影響制品外觀，甚至會降低制品強度。,排氣方法,分模面上的排氣 模腔內的排氣 模頸圈螺紋槽內的排氣 抽真空排氣,（4）模具冷卻系統(tǒng),對幾乎所有的擠出成型、注射成型、吹塑等成型方法，生產率取決于塑料加熱與冷卻的效率。制品冷卻時間占成型周期的60%以上。 冷卻水道與型腔的距離（10

6、15mm)各處保持一致，以保證制品冷卻收縮均勻。,5.4.1.3 輔助裝置,（1）型坯厚度控制裝置 垂伸 型坯擠出膨脹縱向厚度不均，壁厚變薄 調節(jié)口模間隙 改變擠出速度 控制型坯尺寸方法 預吹塑法 改變型坯牽引速度 型坯厚度的程序控制 （2）型坯長度控制 （3）型坯切斷裝置,5.4.2 擠出吹塑,優(yōu)點： 適用于多種塑料 生產效率較高 型坯溫度比較均勻 能生產大型容器 設備投資較少等，在中空吹塑中占絕對優(yōu)勢,5.4.2.1 擠出吹塑工藝過程,（1）擠出型坯； （2）型坯達到預定長度時，夾住型坯定位后移； （3）型坯的頭部成型或定徑； （4）壓縮空氣導入型坯進行吹脹，使之緊貼模具 型腔形成制品；

7、（5）制品在模具內冷卻定型； （6）開模脫出制品，對制品修邊、整飾。,擠出吹塑的方式及類型,5.4.2.2 擠出吹塑控制因素,（1）型坯溫度和擠出速度 （2）吹氣壓力和鼓氣速率 （3）吹脹比 （4）模溫 （5）冷卻時間,（1）型坯溫度和擠出速度,型坯溫度過高，擠出速度快，型坯易產生下垂，引起型坯縱向厚度不均，延長冷卻時間，甚至喪失熔體熱強度，難以成型。 型坯溫度過低，離模膨脹突出，會出現(xiàn)長度收縮，壁厚增大現(xiàn)象，降低型坯的表面質量，出現(xiàn)流痕，不均勻性。,（2）吹氣壓力和鼓氣速率,粘度大，吹氣壓力大（0.21Mpa) 鼓氣(空氣）速率大，可縮短型坯的吹脹時間，使制品厚度均勻，表面質量好。,（3）吹

8、脹比（1.27）,吹脹比愈大，制品的尺寸愈大,（4）模具溫度,模溫過低，型坯冷卻快，形變困難，夾口處塑料的延伸性降低，不易吹脹。易造成制品的輪廓和花紋不清楚，甚至出現(xiàn)斑點和桔皮狀。 模溫過高時，冷卻時間延長，生產周期增加，當冷卻不夠時，制品脫模后易變形，收縮率大。 小型厚壁模溫控制偏低,（5）冷卻時間,在保證制品充分冷卻定型的前提下加快冷卻速率，來提高生產效率。 加大模具的冷卻面積，采用冷凍水或冷凍氣體在模具內進行冷卻，利用液態(tài)氮或CO2進行型坯的吹脹和內冷卻。,如何排除膨脹過量現(xiàn)象？,提高機頭、型坯的溫度 降低擠出速率 減少機頭口模的直徑/間隙 采用合適的聚合物,如何消除垂伸過大的現(xiàn)象？,降

9、低型坯的溫度 提高型坯的擠出速度 增加模具的低壓高速合模量 潤滑模具的導柱與導套，以提高合模速度 減小型坯質量 采用MI較小的聚合物,5.4.3 注射吹塑,優(yōu)點： 制品壁厚均勻一致； 制品無合縫線。 缺點： 每件制品必須使用兩副模具（注射型坯模和吹 脹成型模）,5.4.3.1 注射吹塑生產工序,吹瓶模打開,型坯模閉合，注射,型坯模打開,吹瓶模閉合，吹塑,吹瓶模打開，頂出制品,5.4.3.2 注射吹塑設備特點,注射吹塑的基本特征： 型坯是在注射模具中完成，制品是在吹塑模具中完成 （1）對注射型坯模中型腔和芯棒的設計要求 型坯的設計與成型是注射吹塑的關鍵，可根據(jù)制品的形狀、壁厚、大小和塑料的收縮性

10、、吹脹性設計整體型坯的形狀。 兩半模具 注射型坯模 芯棒 底板 頸圈,芯棒作用,以芯棒為中心充當陽模，成型型坯的內部形狀與容器頸部的內徑； 作為運載工具將型坯由注射模內輸送到吹塑模具中去 設置有內氣道與空氣入、出口，輸送壓縮空氣以吹脹型坯；可通循環(huán)液體或空氣，以調節(jié)型坯溫度； 模具（芯棒）的材料：工具鋼，含鉻的合金鋼。,（2）吹塑模具的設計要求,材料：碳素工具鋼，普通合金鋼。 直接呈現(xiàn)容器的形狀、表面粗糙度及外觀質量。 吹塑模腔體、吹塑模頸圈、底模塊、冷卻與排氣。,5.4.3.3 注射吹塑工藝要點,（1）管坯溫度與吹塑溫度 關鍵管坯溫度 T高，粘度低，變形，厚度不均； T低，內應力，變形及應力

11、破裂。 （2）注射吹模的樹脂 分子量高，粘度高,5.4.4拉伸吹塑,拉伸吹塑是指經雙軸定向拉伸的一種吹塑成型。 （1）通過擠出法或注射法制成型坯； （2）將型坯處理到塑料適宜的拉伸溫度，經內部(用拉伸芯棒)或外部(用拉伸夾具)的機械力作用而進行縱向拉伸； （3）經壓縮空氣吹脹，橫向拉伸，最后獲得制品。 對非結晶型的熱塑性塑料，在彈性范圍內拉伸； 對部分結晶的熱塑性塑料，在低于結晶熔點拉伸。,5.4.4.1拉伸吹塑工藝,一步法：制備型坯、拉伸、吹塑三道主要工序在 一臺機中連續(xù)依次完成的 兩步法 制備型坯 將冷型坯再加熱、拉伸、吹塑,5.4.4.2 拉伸吹塑的質量控制因素,（1）原材料的選擇 PE

12、T，PVC，PP，PAN （2）注射型坯工藝控制 T：料筒T控制樹脂的塑化T； P： 注射壓力影響產品形狀和精度； 時間(周期)： 成型周期決定生產效率。 （3）拉伸吹塑工藝控制特點 型坯的再加熱 兩步法生產的特征 拉伸吹塑和雙軸定向 型坯再加熱T1040Tg,5.4.5 其他中空吹塑技術,5.4.5.1 多層吹塑 多層吹塑是利用兩臺以上的擠出機，將同種或異種塑料在不同的擠出機內熔融混煉后，在同一個機頭內復合、擠出，然后吹塑制造多層中空容器的技術。 多層注坯吹塑 多層吹塑 多層共擠出吹塑 多層共擠出拉伸吹塑,（1）多層注坯吹塑,在陽模上注射第一層后，改變模腔在第一層上再形成第二層，重復即可形成

13、多層型坯。,（2）多層共擠出吹塑,將多種聚合物的優(yōu)點綜合在一起，目的： 提高容器的阻滲性能（如阻O2，CO2，濕氣，香味與溶劑的滲透性） 提高容器的強度、剛度、尺寸穩(wěn)定性、透明性、柔軟性或耐熱性 改善容器的表面性能（如光澤性、耐刮傷性與印刷性能） 在滿足強度或使用性能的前提下，降低容器成本 可在不透明容器上形成一條縱向透明的視帶，以觀察容器內液體的液面,典型共擠出吹塑制品的復合結構,基層（內）：復合結構的主體，厚度大，確定制品的強度，剛度，尺寸穩(wěn)定性 粘合層：粘合不良會使層間發(fā)生剝離現(xiàn)象 阻滲層 新料層（基層） 回收料層（外基層）,（3）多層共擠出拉伸吹塑,雙向拉伸多層容器可明顯提變透明性，同時改進機械強度、降低容器的破損率、減輕容器重量。,5.4.5.2 大型中空吹塑（V20L）,（1）設備特征 擠出機 效率高的直流驅動電機 塑化性能強 水