中空吹塑模具

中空吹塑模具专业：高分子材料与工程 班级：高分子09-2 任课教师：张世杰 姓名：武少晖 学号：09014010237 成 绩：广东石油化工学院 化工与环境工程学院 高分子09-2 武少晖 37号摘 要：塑料的吹塑是在20世纪30年代玻璃吹制成型之后出现的，首先开发恶劣醋酸纤维素的塑料瓶的吹塑，之后是高密度聚乙烯吹塑的各种包装容器的大量生产。随着吹塑技术和装备日趋成熟。20世纪70年代，热塑性聚酯的饮料瓶开始被大量使用。至今，塑料吹塑成型成为主要的塑料加工工艺。关键词：中空吹塑 模具组成 原理 影响因素一、 概述中空吹塑成型主要适合加工包装容器和中空制品。适于该种成型的原料有: 高压聚乙烯(HDPE ) 、低压聚乙烯(LDPE ) 、硬聚氯乙烯(HPVC ) 、软聚氯乙烯(SPVC) 、纤维素塑料、聚苯乙烯(PS) 、聚丙烯(PP) 、聚碳酸酷(PC )等。目前常用的吹塑制品原料是以聚乙烯(PE) 和聚氯乙烯(PVC) 为主。因为聚乙烯制品无毒, 容易加工, 聚氯乙烯价廉, 透明性和印刷性能较好。中空成型是把熔融状态的塑料制成型坯, 置入模具内闭合模具通入压缩空气(气压为2 .7一5 kg /cm2) , 将型坯吹胀成模腔形状。制品在模内保压条件下, 冷却定型开模取出。根据成型方法的不同, 可以分为以下五种形式。1 .挤吹中空成型目前我国以该种方法为主。熔融型坯是用挤出机挤出。其优点是设备和模具简单, 缺点是型坯壁厚不易均匀, 从而引起塑件壁厚差异。2 .注吹中空成型利用注射模制成型坯, 然后把热型坯移入中空吹塑模进行吹塑成型。其优点是壁厚均匀无扉边, 不需后加工。由于坯料有底, 因此制件底部无拼合缝, 强度好生产效率也高。但设备与模具价格较贵。多用于小而精度高的制件且大批量生产。3 .注延中空成型这种方法是在注吹的基础上, 增加了将型坯延伸的工序。该方法和双向拉伸膜的原理相同。可使分子双轴取向、塑件透明度提高, 强度增加。尤其是可以利用这种方法使聚丙烯取代聚氯乙烯透明制品。多用于高精度高强度高透明度的制品。4 .多层吹塑中空成型该方法有共挤吹塑法和多段注吹法。现在实用还是共挤吹塑法。其原理是挤出机头挤出多层型坯, 供中空吹塑。多层化的目的, 无非是改善容器性能: 降低渗透性(加入聚偏氯乙烯层PVDC) , 遮光(黑色层) 、绝热层(发泡层) , 降低可燃性(充填层)花色装饰(着色装饰层)等。5 .片成吹塑中空成型将压延、挤出成型的片材再加热, 使之软化放入型腔, 闭模后在片材中间吹入压缩空气, 定型后取出制品本方法进一步发展即是目前的吸塑成型。二 、模具组成中空吹塑成型模具结构如下图所示。这类模具由动模、定模、冷却装置、切口部分和导向部分组成。模具的型腔基本上是对称的两个半模按分型面进行开合。中空吹塑模结构及夹坯口1动模2定模3水管4上切口5余料槽6下切口7导柱8螺钉三 、中空吹塑的原理和成型过程中空吹塑工艺是将挤出或注射成型所得的半熔融态管坯(型坯)置于各种形状的模具中，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。吹塑成型过程可分为四个阶段： (1) 型坯形成阶段聚合物在挤出机中的输送、熔融、混炼、泵出成型为型坯的形成阶段；在这一阶段，影响壁厚分布的主要工艺参数有： 材料的分子量分布、平均分子量； 吹塑机的温度控制系统和螺杆转速，其中温度控制系统包括料斗温度，料筒 1 区、 2 区、 3 区、 4 区温度，法兰温度，以及储料模头 1 区、 2 区、 3 区、 4 区温度。 (2) 型坯下料阶段型坯从模唇与模芯的间隙中挤出为下料阶段。此时，型坯离模膨胀和型坯垂伸这两种现象影响型坯成型。影响壁厚分布的主要工艺参数是吹塑机的模头直径和壁厚控制系统，其中控制系统包括轴向壁厚控制系统和周向壁厚控制系统，以调整模唇与模芯的间隙。 (3) 型坯预吹阶段为避免型坯内表面的接触、粘附，改善制品壁厚的均匀性，要对型坯进行预吹胀。在型坯预吹阶段，从型坯下方往型坯内喷气，以护持型坯，减小其垂伸。在这一阶段，影响壁厚分布的主要工艺参数有：预吹压力、预吹时间。 (4) 型坯高压吹阶段高压吹胀型坯，使之贴紧模具型腔，实现产品塑性成型阶段。该阶段，影响产品成型的是型坯受高压吹胀变形、型坯与模腔接触变形。而影响壁厚分布的主要工艺参数有：材料的收缩率；吹气压力、时间；模具材料、结构、模具排气系统以及模具冷却系统，如冷却水道分布、冷却水进水温度等。尽管影响吹塑制品质量的因素较多，但当生产条件、制品要求确定后，调整吹塑工艺参数能有效改善制品质量。优化的工艺参数可以提高生产效率，降低原材料消耗，优化产品的综合性能。四 、影响因素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的性能满足制品的使用要求，尤其是气密性和耐冲击性；其次是原料的加工性能必须符合吹塑工艺的要求。如：高密度聚乙烯取0.94-0.96克厘米熔体指数范围。低熔体指数树脂吹塑时有利于防止型坯下垂，容易得到壁厚均匀的管坯。但是螺杆转速增高时，低熔体指数的树脂外观粗糙。因此对于上述熔体指数范围的选用，大中型吹塑制品以防止型坯下垂为主，宜偏低一些，分子量大的；小型吹塑制品选偏高一些，分子量小的。（2）、温度的控制在挤出管坯过程中温度控制的精确度对于管坯质量影响很大。例如温度过低型坯表面粗糙，温度高表面光泽好，但下垂严重。在挤出聚氯乙烯等容易热降解的树脂时，还要注意控制温度使其不超过降解温度。(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。高的挤出速度能够提高产量，减少型坯下垂，但是型坯表面质量下降。尤其是剪切速率增大造成某些塑料，如高密度聚乙烯，可能出现熔体破裂现象。而且转速提高时大量摩擦热的产生使聚氯乙烯等塑料有瞬间降解的危险。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。（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倍口模芯棒之间隙数值。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，一是使管坯胀大而紧贴模腔壁，形成需要的形状；二是起冷却作用。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，最适宜的是能使制品在成型后外形、花纹等表露清晰的压力。-对于粘度较低、容易变形的取较低值-对于粘度和模量较高的塑料取较高值-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（2）、充气速度为了缩短吹气时间，以利于制品获得较均匀的厚度和较好的表面，充气速度(单位时间内流过的空气体积)要尽可能大一些但也不宜过大，否则会给制品带来不良影响，一是会在空气进口处造成真空，使这部分的型坯内陷，而当型坯完全吹胀时， 内陷部分会形成横隔膜片；其次是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。（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。（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。（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、开横、取出制品(其后的修整，配套，包装另计)等过程。5、 中空吹塑模具设备的进展中空吹塑成型是常用的塑料成型加工方法之一, 我国塑料中空制品企业达到600 多家, 塑料中空容器总产量超过了1600 kt , 应用领域涵盖了饮料、饮用水、药品、食品、工业化学品、日用化学品和汽车工业、运输托盘、体育场所设施等领域。随着经济的发展, 各领域对塑料中空容器的需求日益增长, 对其性能的要求不断提高。同时, 随着材料、工艺、设备等的创新和发展, 塑料中空制品的结构也发生了很大的变化, 从最初简单的包装桶、瓶向多品种、多样化、专业化和功能化容器等方向迅速发展。近年来, 在国外, 中空吹塑成型技术, 不论是在原料、设备还是成型工艺均取得了长足发展, 在提高塑料中空容器的性能和生产速率的同时, 也大大扩大了其应用市场; 而在国内, 尽管一些中空成型设备生商也在研发方面投入了大量人力和物力, 但是, 就整体技术水平而言, 我国的中空成型设备还是与国外先进水平有较大差距, 对进口设备依赖度较大, 尤其是高端设备。希望我国相关企业加大研发力度, 同时国家有关方面也应给予政策支持, 共同促进我国中空成型设备制造技术的提高。参考文献1、徐佩弦，塑料制品与模具设计，2010，08。2、