《吹塑成型》.doc

吹塑成型 吹塑 　　吹塑成型起源于 19 世纪 30 年代。直到 1979 年以后，吹塑成型才进入广泛应用的阶段。这一阶段，吹塑级的塑料包括：聚烯烃、工程塑料与弹性体；吹塑制品的应用涉及到汽车、办公设备、家用电器、医疗等方面；每小时可生产 6 万个瓶子也能制造大型吹塑件 ( 件重达 180kg) ，多层吹塑技术得到了较大的发展； 　　吹塑设备已采用微机、固态电子的闭环控制系统，计算机 CAE/CAM 技术也日益成熟；且吹塑机械更专业化、更具特色。 成型方法 　　不同吹塑方法，由于原料、加工要求、产量及其成本的差异，在加工不同产品中具有不同的优势。详细的吹塑成型过程可参考文献。 　　这里从宏观角度介绍吹塑的特点。中空制品的吹塑包括三个主要方法：挤出吹塑：主要用于未被支撑的型坯加工；注射吹塑：主要用于由金属型芯支撑的型坯加工；拉伸吹塑：包括挤出一拉伸一吹塑、注射一拉伸一吹塑两种方法，可加工双轴取向的制品，极大地降低生产成本和改进制品性能。此外，还有多层吹塑、压制吹塑、蘸涂吹塑、发泡吹塑、三维吹塑等。但吹塑制品的 75 %用挤出吹塑成型， 24 %用注射吹塑成型， 1 %用其它吹塑成型；在所有的吹塑产品中， 75 %属于双向拉伸产品。挤出吹塑的优点是生产效率高，设备成本低，模具和机械的选择范围广，缺点是废品率较高，废料的回收、利用差，制品的厚度控制、原料的分散性受限制，成型后必须进行修边操作。注射吹塑的优点是加工过程中没有废料产生，能很好地控制制品的壁厚和物料的分散，细颈产品成型精度高，产品表面光洁，能经济地进行小批量生产。缺点是成型设备成本高，而且在一定程度上仅适合于小的吹塑制品。 　　中空吹塑的工艺条件，要求吹胀模具中型坯的压缩空气必须干净。注射吹塑空气压力为 0.55 ～ 1MPa ；挤出吹塑压力为 0.2l ～ 0.62MPa ，而拉伸吹塑压力经常需要高达 4MPa 。在塑料凝固中，低压使制品产生的内应力低，应力分散较均匀，且低应力可改进制品的拉伸、冲击、弯曲等性能。 吹塑成型分类： 　　中空吹塑又分为注射吹塑、挤出吹塑和拉伸吹塑，注射吹塑是用注射成形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形。挤出吹塑成形过程，管坯直接由挤出机挤出，并垂挂在安装于机头正下方的预先分开的型腔中；当下垂的型坯达到规定的长度后立即合模，并靠模具的切口将管坯切断；从模具分型面的小孔通入压缩空气，使型坯吹胀紧贴模壁而成型；保压，待制品在型腔中冷却定型后开模取出制品。 　　用于中空吹塑成形的热塑性塑料品种很多，最常用的原料是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和热塑性聚酯等，常用来成形各种液体的包装容器，如各种瓶、桶、罐等。区分挤出吹塑和注塑吹塑（包括注拉吹）的的方法是观察制品底部，底部有一个肚脐样的注塑点的是注塑吹塑或注拉吹制品，底部有一条合模线的是挤出吹塑制品。 制品种类吹塑制品有容器 　　工业制件两类。其中容器包括：包装容器，大容积储桶 / 储罐，以及可折叠容器。但随着吹塑工艺的成熟，工业制件的吹塑制品越来越多，应用范围也日益广泛。目前，容器约占 80 %的市场份额，每年增长 4 %左右；而工业及结构用制品占总量的 20 %，每年增长速度为 12 %。容器消耗量的增长在于可旋扭塑料容器的应用范围不断扩大，工业用制品的消耗量增长主要是由新型加工技术的改进所致，如多层型坯挤出、双轴挤出、非轴对称吹塑等。表 2 列出了部分吹塑制品的应用及其性能要求。 吹塑成型进展 　　原材料聚合物在成型过程中，首先通过口模时受高剪切力作用，然后物料呈现挤出膨胀及垂缩现象，在形成下垂的型坯时，其膨胀率接近为零。接着型坯被吹胀紧贴在模具上，这时呈现低的膨胀率。过度的口模膨胀会产生废品。过度的垂缩导致制件的顶端到底部壁厚厚度不均匀，严重的甚至不能成型。因此，在选择适合吹塑的聚合物时，必须弄清其剪切及膨胀的粘弹特性。 HDPE 由于热稳定性好，又有多种改性产品，因而成为吹塑成型中应用最广泛的塑料。通过共聚和共混作用，对吹塑成型用原材料的研究在连续挤出吹塑级树脂方面也取得了一些进展，如 PA6 、 PP 和 PET 。间歇式型坯吹塑成型，理论上适用于结构板材和大型制件的二次加工，要求使用工程塑料，如阻燃型 ABS 、增强 PVC 、改性 PPO 和 PC 等，而这类挤出型塑料的耐高温性能一般较差，仅有少数树脂可在常规设备上吹塑成型大型制件。在聚萘二甲酸乙二酯 (PEN)/PET 共混料吹塑成型时，需将防氧渗透和防水气渗透的树脂如 ( 乙烯 / 乙酸乙烯醇 ) 共聚物 和 HDPE 与 PET 形成复合层，并产生锚联层，以改善 PEN/PET 料的渗透性和热稳定性。目前正研究将 HDPE 与 PA6 采用多层吹塑成型，生产燃油油箱。 设备与工艺技术进展 　　吹塑机械设