提手内置式购物篮设计.doc

内置式购物篮的设计序言材料、能源、信息是现代科学技术的三大支柱，材料科学是当今世界的带头学科之一。高分子材料是材料领域中的后起之秀，它主要包括合成树脂和塑料、合成纤维、合成橡胶三大类，通常称之为“三大合成材料”， 与其它材料相比，塑料具有重量轻、耐腐蚀、比强度高、电性能优异、容易加工成各种外观美丽且色彩鲜艳的制品等特点，已成为材料工业不可缺少的重要组成部分，而且是材料工业中高新技术最活跃的领域。目前，塑料的应用领域正逐步扩大，已涉及到国民经济的各个方面乃至人们的日常生活，如以塑料代替钢铁、铜、铝等金属材料，木材，陶瓷，玻璃，皮革，纸张，漆器，橡胶，石料等，另外，塑料还能制成功能性塑料产品，塑料制品广泛应用于农业、渔牧业、电气、机械仪表、汽车、航空航天、化工、建筑材料、包装等工业部门。随着时代的发展，人们对于超市购物篮也提出了越来越高的要求。超市顾客的购物时间成了休闲时光，所以越来越看重购物时候的体验是否舒适、轻松和愉快。产、鸿润凭借购物篮开发的丰富经验以及对超市行业购物篮需求的了解，积极寻求创新型的解决方案。通过和欧洲大型连锁超市长期合作，现已成功开发了多款拉杆超市篮。引进鸿润拉杆购物篮将改善您的购物环境，提升顾客的购物体验，从而达到吸引客户，提高超市销售量的目的。本生产中框体采用的是高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，简称为“HDPE”），是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃 （四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。 塑料ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PB，PAN，PS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。本生产设计知识根据超市购物篮的结构特点，和对市场上的市场分析对塑料购物篮进行了初步的设计，有很多地方可能不是很科学，在加上是多人完成的，每个人都有都有自己的思路，所以各个结构之间的联系不是很严谨，水平有限，还望各位读者批评指正。 一、框体的设计41.1产品设计并绘出产品图41.2生产方法选择与工艺过程设计（绘出工艺过程方框图和工艺流程图）61.3原材料选择与配方设计61.3.1 原料71.3.2原料确定及其性能71.3.2.1 聚乙烯71.3.2.2 高密度聚乙烯81.3.3 其他助剂81.3.3.1轻质碳酸钙91.3.3.2硬脂酸锌91.3.3.3硬脂酸钡101.3.3.4硬脂酸101.3.3.5抗静电剂111.3.3.6紫外线吸收剂UV-9121.3.3.7立索尔红131.3.3.8钛白粉141.3.3.9受阻酚类141.4混合151.4.1 混合设备151.4.2高速混合时的各种助剂加料顺序161.5注射成型171.5.1注射成型171.5.2注射成型机及基本部件介绍171.5.3注射成型工艺流程201.6塑料注射成型安全操作规程201.7生产工艺参数的确定211.7.1温度211.7.1.1料筒温度211.7.1.2喷嘴温度221.7.1.3模具温度221.7.2压力231.7.2.1塑化压力231.7.2.2注射压力231.7.2.3保压压力231.7.2.4型腔压力241.7.3 注射速率241.7.4 成型周期（时间）241.8工艺过程操作说明251.8.1注射前的准备251.8.2注射过程271.8.2.1塑化、计量阶段271.8.2.2注射充型281.8.3塑件的后处理301.9生产工艺配套设备的选择311.9.1分型面位置的确定311.9.2塑件体积及质量321.9.3型腔数量及排列方式的确定321.9.4注射机的选择321.9.5注射机相关参数的校核：331.9.5.1注射压力校核331.9.5.2锁模力校核331.9.6浇注系统的设计331.9.6.1主流道的设计341.9.6.2分流道的设计341.9.6.3浇口的设计341.9.6.4喷嘴的设计361.9.7冷料穴的设计及计算361.9.8成型零部件设计361.9.9凹模（型腔）的结构设计371.9.10型芯的结构设计371.9.11成型零部件的工作尺寸计算371.9.12排气槽的设计381.9.13脱模推出方式的确定381.9.14冷却系统的设计381.9.14.1模具的冷却时间381.9.14.2模具中冷却通道的设计39二、提手的设计402.1产品图402.2本生产配方402.2.1本生产中采用的聚合物是ABS412.2.1.1ABS的介绍412.2.1.2ABS的制备412.2.2防老剂422.2.3抗氧化剂1010422.2.4润滑剂硅油432.2.5着色剂A101432.2.5.1 A101锐钛型钛白粉432.2.5.2醇溶耐晒黄432.2.6表面活性剂云母432.2.7曾韧剂EVA442.3原材料的初混合442.3.1混合设备442.3.2加料顺序452.4本生产采用塑炼混合的方式452.4.1塑炼设备452.5注射462.5.1注射机的选择462.5.2注射机相关参数的校核472.5.2.1注射压力校核472.5.2.2锁模力的校核482.6浇注系统的设计482.6.1浇注系统设计原则482.6.2主流道的设计492.6.3分流道的设计492.6.4浇口的设计502.6.5冷料穴的设计512.7成型过程及参数的确定512.7.1ABS 的主要主要性能特点512.7.2使用前的准备工作512.7.3ABS 的成型温度控制522.7.4 注射压力的确定原则522.7.5 注射速度的确定522.7.6 成形特性：532.8.1 注射成型工艺过程542.8.2 成形条件：542.9制品的后处理552.9.1ABS塑料的性能和表面状态552.9.2ABS塑料表面预处理55三、产量57四、经济成本分析574.1原料的价格574.2能耗的价格584.3工资584.4机器损耗584.5其它各个操作费用584.6每天所需的成本584.7购物篮的总成本为58五、设计说明595.1设计说明的意义595.2设计说明的要求595.2.1社会发展要求595.2.2经济效益要求605.2.3使用要求605.2.4制造工艺要求605.3设计程序61六、设计小结61七、致谢62八、参考资料62 一、框体的设计1.1产品设计并绘出产品图图1实物图 图2维效果图 图3正视图 图4 侧视图 图5 俯视图1.2生产方法选择与工艺过程设计（绘出工艺过程方框图和工艺流程图）通过对塑件的分析，决定采用注射成型的方法生产此塑件，工艺流程为原料的称量配置预烘干装入料斗预塑化注射装置准备注射注射保压冷却脱模塑件送下工序机械加工修饰装配。1.3原材料选择与配方设计随着时代的发展，人们对于消费的追求越来越高，因此大型的连锁超市也就应运而生。为了吸引更多的消费人群和他们更大量的购买商品，几乎所有的超市都向顾客免费提供购物篮的使用。而购物篮的生产过程以及原料的安全问题也慢慢地进入人们的视野。接下来我们将着重讨论超市购物篮的原料及其配方的种类及其选用。1.3.1 原料超市购物篮所用的塑料材料的种类有很多，几乎所有的热塑性塑料都可以使用。目前国内使用最多的是用HDPE和PP两种树脂。这两种树脂价格较为便宜，各大树脂生产企业都提供专用于超市购物篮生产的树脂牌号。通常，专用于超市购物篮生产的树脂有如下特点：（1）分子量分布较窄。（2）熔体流动速率波动小。（3）熔体密度变化范围小。1.3.2原料确定及其性能经综合考虑本课程设计选用高密度聚乙烯为生产原料。下面主要介绍聚乙烯和高密度聚乙烯。1.3.2.1 聚乙烯聚乙烯是由乙烯加成聚合而成，结晶或半结晶性的饱和碳氢化合物。市售聚乙烯的形状为扁球形、圆柱形及珠粒状等，外观为乳白色半透明或不透明。聚乙烯有较好的化学稳定性，能耐酸、碱、盐溶液。常温下，聚乙烯不溶于目前任何一种有机溶剂；在温度超过70时，能少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松节油、氯化烃等。随着使用环境的不同，会使聚乙烯制品的耐化学药品性能受到一定程度的影响。室温下，稀硝酸、稀硫酸、盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、乙酸、胺类、过氧化氢、氢氧化钠、氢氧化钾等化学药品对聚乙烯不起作用；室温下，发烟硫酸、铬酸和浓硫酸混合液、浓硝酸、硝化混酸等化学药品对聚乙烯表面缓慢的起作用；在90100时，硫酸和硝酸能迅速破坏聚乙烯。长时间与脂肪烃、芳香烃和卤代烃接触，聚乙烯会发生溶胀；长时间与矿物油、凡士林、动物脂肪、植物油接触，聚乙烯会产生永久变形。聚乙烯有较好的力学性能，其性能受聚乙烯树脂的分子量、结晶度等参数的影响。聚乙烯有较好的电绝缘性，特别是高频绝缘性。聚乙烯在使用过程中，受太阳光、氧、热及使用环境的影响，易降解老化，使容器变色、龟裂、破损。因此，长时期在室外使用的制品，应添加适量的着色剂、抗氧剂、光稳定剂等防老化助剂。聚乙烯树脂的熔体流动速率直接影响其制品性能及成型工艺条件。聚乙烯的熔体流动速率高、分子量低、熔体粘度低，成型加工温度也较低；熔体流动速率低、分子量高、熔体黏度高，成型加工温度也相应地提高。1.3.2.2 高密度聚乙烯高密度聚乙烯是高纯度乙烯在高效催化剂作用下，与6585温度、2.037.09MPa（中压法）或0.102.03MPa（低压法）压力下聚合而成。高密度聚乙烯的支链少而短，洁净度较高（约80%90%），软化点较高（约120130），使用温度在105左右。外观为乳白色扁球状或白色粉状，透明度较差，便面硬度较高。高密度聚乙烯的许多性能与低密度聚乙烯相似。与低密度聚乙烯相比，其拉伸强度、耐爆破强度、耐蠕变性、刚度、表面强度、耐热性都较好。HDPE有较好的抗冲击韧性、电绝缘性、抗撕裂性、耐低温性等，但不如LDPE。许多HDPE制品需加入少量的抗静电剂。HDPE的柔软性、耐热氧化及光老化性能较差；通用级的HDPE制品长期与洗涤剂、油类物品接触会产生应力开裂。高密度聚乙烯的吸水率极低，对水蒸气及空气的渗透性小，对潮湿气体有很好的阻隔性。若作为防潮包装，其性能优于低密度聚乙烯。1.3.3 其他助剂生产时，根据实际需要选用具有上述特征的树脂后，需要进行一些简单的调配。如加入少许无极填料以降低成本和提高硬度、加入少量发泡剂以减轻超市购物篮自重（视情况而定，也可不加）、添加少量紫外线吸收剂以提高户外使用时间、添加少量色母胶粒调节颜色等。以下是红色超市购物篮的配方。HDPE共聚物或均聚物 100kg 紫外线吸收剂UV-9 0.5kg轻质碳酸钙（偶联处理） 20kg 立索尔红 0.05kg硬脂酸锌 0.20.4kg 耐晒黄 0.03kg硬脂酸钡 0.20.4kg 钛白粉 0.06kg硬脂酸 0.30.5kg 受阻酚类 0.5kg抗静电剂ASA（三甲基铵硫酸钾酯盐） 1kg下面逐一介绍一下各种助剂1.3.3.1轻质碳酸钙轻质碳酸钙(Light Calcium Carbonate)又称沉淀碳酸钙( Precipitated Calcium Carbonate，简称PCC) 。轻质碳酸钙是用化学加工方法制得的。由于它的沉降体积(2.4-2.8mL/g)比用机械方法生产的重质碳酸钙沉降体积(1.1-1.9mL/g)大，因此被称为轻质碳酸钙。 其为白色粉末或无色结晶。无气味。无味。825分解为氧化钙和二氧化碳。溶于稀酸而放出二氧化碳，不溶于及醇。有两种结晶，一种是正交晶体文石，一种是六方菱面晶体方解石。方解石,有刺激性。碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用，对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，能提高制品的硬度，还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一般塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高，由于碳酸钙白度在90%以上，还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用。1.3.3.2硬脂酸锌是白色粉末，不溶于水，溶于热的乙醇、苯、甲苯、松节油等有机溶剂；遇到酸分解成硬脂酸和相应的盐；在干燥的条件下有火险性，自燃点900；有吸湿性。其主要用途是稳定剂；润滑剂；润滑脂；促进剂；增稠剂。硬脂酸锌的生产方法有两种：水法和熔融法。通常来说，水法生产地硬脂酸锌显酸性，熔融法显碱性。 水法又称湿法在水为介质的条件下，加入催化剂，控制一定的温度、压力，然后加入金属氢氧化物，通过催化剂将金属离子置换到催化剂上，然后通过催化剂本身在置换到硬脂酸上，从而达到生成金属盐的目的。催化剂进过后序处理，循环利用。硬脂酸盐经过离心、烘干、研磨得到目数在200-600目的符合行业标准的产品。水法生产通常硬脂酸会稍过量，因此反应后成品显酸性。 熔融法又称干法，是指在熔融的硬脂酸中，直接加入金属氧化物，（当然在催化剂存在的条件下，不然反应的转化率会很漫长很漫长的）控制一定的温度压力及搅拌速度，通过反应得到硬脂酸盐。干法生产的产品由于催化剂的存在一般的反应结果都可以得到完全反应，金属氧化物稍过量，因此检测上的时候产品显碱性。1.3.3.3硬脂酸钡白色或微带黄色无定型粉末，熔点225，对中枢神经有刺激作用，溶于热乙醇、苯、甲苯和其他非极性溶剂，不溶于水和乙醇。在有机溶剂中加热溶解后冷却时成胶状物，在空气中有吸水性。无硫化物污染性。遇强酸分解为硬脂酸和相应的钡盐。外观与性状： 细而白的晶体粉末，有淡淡的脂肪味。无味，工业上用在塑料制品中起到光亮滑腻作用。它本身无毒，人进食后和胃酸（盐酸）反应生成硬脂酸和氯化钡，而可溶性氯化钡对人有剧毒。其用途是用作耐光耐热稳定剂，是碱土金属硬脂酸盐中长期稳定性最佳者，与锌、镉皂并用时有协同效应。该品压析性差，用量过大时会产生离析结垢现象。在橡胶工业中用作高温助剂，能增加天然橡胶及合成橡胶的柔软度。也用作机械耐高温润滑剂及耐高温脱模剂等。它的合成方法先用硬脂酸和烧碱反应，生成的钠皂再与可溶性钡盐反应生成硬脂酸钡，过滤洗涤干燥可得产品。一种硬脂酸一步合成制备硬脂酸钡的方法。在常压下，由硬脂酸、氨水(催化)、氢氧化钡热水溶液，在水介质中加热反应，所得硬脂酸钡湿料，再经过离心脱水或压滤脱水，经过旋转闪蒸干燥或气流干燥后得到硬脂酸钡。介质水中没有引入需要排放的无机盐，循环水全部无限次循环使用，无废水排放。1.3.3.4硬脂酸硬脂酸为白色或类白色有滑腻感的粉末或结晶性硬块，其剖面有微带光泽的细针状结晶；有类似油脂的微臭，无味。本品在氯仿或乙醚中易溶，在乙醇中溶解，在水中几乎不溶。凝点 本品的凝点不低于54。碘值本品的碘值不大于4 。酸值 本品的酸值为203 210 。硬脂酸易与镁离子和钙离子反应生成硬脂酸镁和硬脂酸钙（白色沉淀）。广泛用于制化妆品、塑料耐寒增塑剂、脱模剂、稳定剂、表面活性剂、橡胶硫化促进剂、防水剂、抛光剂、金属皂、金属矿物浮选剂、软化剂、医药品及其他有机化学品。另外，还可用作油溶性颜料的溶剂、蜡笔调滑剂、蜡纸打光剂、硬脂酸甘油脂的乳化剂等。 该品在食品工业中用作润滑剂、消泡剂及食品添加剂硬脂酸甘油脂、硬脂酸山梨糖醇酐酯、蔗糖酯等的原料。用作助剂的原料及日用化工产品的原料。 硬脂酸广泛应用于塑料管材、板材、型材、薄膜的制造。是热稳定剂，具有很好的润滑性和较好的光、热稳定作用。在塑料中，硬脂酸有助于防止加工过程中的焦化，在塑料制品加工中添加是一种有效的热稳定剂，同时可以防御暴置于硫化物中所引起的成品薄膜变色。1.3.3.5抗静电剂能降低材料或制品表面电阻和体积电阻，适度提高导电性、阻止静电蓄积的物质。抗静电剂一般都具有表面活性剂的特征，结构上极性基团和非极性基团兼而有之。常用的极性基团（即亲水基）有：羧酸、磺酸、硫酸、磷酸的阴离子，胺盐、季铵盐的阳离子，以及-OH、-O-等基团，常用的非极性基团（即亲油基或疏水基）有：烷基、烷芳基等，从而形成了纤维工业常用的五种基本类型的ASA，即胺的衍生物，季铵盐，硫酸酯、磷酸酯以及聚乙二醇的衍生物。ASA 当涂层用时，疏水基团吸附于材料表面，最外层形成一层ASA 的分子层；当采用共聚方法形成双组分纤维时，外部的ASA 分子层受到破坏，内部的ASA 便可以渗透到材料表面；材料表面有一个平滑的ASA 分子层，表面摩擦系数的降低使静电产生几率减少，但外用ASA 耐洗牢度不好，可考虑用反应性化合物与纤维在高温下形成共价键结合。外用ASA 一般以水、醇或其它有机溶剂作为溶剂或分散剂，进行涂覆疏水基团附着于材料表面，向外排列的亲水基团吸收环境中的微量水分，因为水是高介电常数的液体而形成导电层，并且纤维中所含的微量电解质也一定程度地降低表面电阻；用于织物的ASA 多为饱和长碳链阳离子表面活性剂，因纤维表面呈负电性而容易被吸附形成湿气膜，这样材料摩擦间隙的介电常数也明显提高；如果ASA 为离子化合物时，本身便具有离子导电作用。内用ASA 在聚合物中分布是不均匀的，当添加到一定数量时，复合材料的表面会形成一层亲水基团向外排列的膜，同时内部的ASA 能向表面渗透以抗静电剂补充膜层的缺损；因此ASA 与聚合物的相容程度便形成了矛盾的两方面，相容性好会使向外表渗透速度放慢，难以及时补充表层ASA 损失，反之又会使材料过早地丧失抗静电性能。 根据使用方式的不同, 抗静电剂可以分为外涂型和内混型两种。外涂型抗静电剂是指涂在高分子材料表面所用的一类抗静电剂。一般用前先用水或乙醇等将其调配成质量分数为 0.5 %2.0 %的溶液 ,然后通过涂布、喷涂或浸渍等方法使之附着在高分子材料表面 , 再经过室温或热空气干燥而形成抗静电涂层。此种多为阳离子型抗静电剂 , 也有一些为两性型和阴离子型抗静电剂; 内混型抗静电剂是指在制品的加工过程中添加到树脂内的一类抗静电剂。常将树脂和添加其质量的0、3 %3、0 %的抗静电剂先机械混合后再加工成型。此种以非离子型和高分子永久型抗静电剂为主 , 阴、阳离子型在某些品种中也可以添加使用。各种抗静电剂分子除可赋予高分子材料表面一定的润滑性、降低摩擦系数、抑制和减少静电荷产生外 。1.3.3.6紫外线吸收剂UV-9紫外线吸收剂是一种光稳定剂，能吸收阳光及荧光光源中的紫外线部分，而本身又不发生变化。由于太阳光线中含有大量对有色物体有害的紫外光，其波长约290-460纳米，这些有害的紫外光通过化学上的氧化还原作用（Redox reaction），使颜色分子最后分解褪色。 紫外线吸收剂应该具备以下条件可强烈地吸收紫外线（尤其是波长为290-400nm）；热稳定性好，即使在加工中也不会因热而变化，热挥发性小；化学稳定性好，不与制品中材料组分发生不利反应；混溶性好，可均匀地分散在材料中，不喷霜，不渗出；吸收剂本身的光化学稳定性好，不分解，不变色；无色、无毒、无臭；耐浸洗；价廉、易得，；9.不溶，或难溶于水。紫外线吸收剂UV-9即2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。性能及用途：该品为浅黄色或白色结晶粉末。密度1.324g/cm3（25）。熔点6266。沸点150160（0.67kPa），220（2.4kPa）。溶于丙酮、酮、苯、甲醇、醋酸乙酯、甲乙酮和乙醇等大多数有机溶剂，不溶于水。该品在部分溶剂中的溶解度（g/100g溶剂，25），在溶剂苯中56.2、正己烷4.3、乙醇（95%）5.8、四氯化碳34.5、苯乙烯51.2、DOP18.7。该品为紫外线吸收剂，适用于聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、不饱和聚酯、ABS树脂和纤维素树脂等多种塑料，最大吸收波长范围为28。340nm，一般用量为0.1%1.5%，热稳定性好，在200时为分解。该品几乎不吸收可见光，故适用于浅色透明制品。该品还可用于油漆和合成橡胶安全注意事项 日本、意大利规定该品用于接触食品的制品时，最大用量不得超过0.3%。1.3.3.7立索尔红立索尔红是偶氮颜料中的一种，自从1859年J,P.格里斯发现了第一个偶氮染料苯胺黄后，各种偶氮染料被不断的发现出来。1899年P.JuLius发现了立索尔红 ,它是偶氮颜料中中合成较早而质量又比较满意的一个红色色淀颜料，在被用作沉淀剂的金属盐中，钡盐具有最高的生产量，其色调也是最重要的。此外，钠盐钙盐和近年发展的惚盐也有一定的生产量 ，而立索尔红就是近年来发展的钙盐。（1）中文名称：利苏尔红；立索尔红；颜料艳红6B（2）；立索尔深红，206立索尔深红，C.I.颜料红49:2，3144立索尔深红。（3）分子式：C40H26N4O8S2Ca2。分子量：834。性状： 红色粉末。 溶解情况：不溶于冷水、乙醇、二甲苯、石蜡,溶于热水中为黄光红色。在油墨中流动性好，并且有良好的稳定性。用途：由于其色光鲜艳、着色力高、价格适中，因而广泛用于油墨中。主要用于油墨、涂料、橡胶、聚氯乙烯塑料、墙纸以及油彩和水彩颜料的着色，也可用于橡胶、塑料电线、电喷和日用化学制品的着色。 制备或来源：由对甲苯胺邻磺酸经重氮化后，与2-羟基-3-萘甲酸偶合。再与氯化钙转化成钙盐而制得。 其他：有良好的耐酸、耐碱、耐光及耐热性。1.3.3.8钛白粉钛白粉学名为二氧化钛，分子式为TiO2，相对分子质量79.90。属于惰性颜料，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料。二氧化钛的化学性质极为稳定，是一种偏酸性的两性氧化物。常温下几乎不与其他元素和化合物反应，对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，不溶于水、脂肪，也不溶于稀酸及无机酸、碱，只溶于氢氟酸。但在光作用下，钛白粉可发生连续的氧化还原反应，具有光化学活性。 这一种光化学活性，在紫外线照射下锐钛型钛白粉尤为明显，这一性质使钛白粉即使某些无机化合物的光敏氧化催化剂，又是某些有机化合物光敏还原催化剂。用途：钛白粉被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。钛白粉(二氧化钛)化学性质稳定，在一般情况下与大部分物质不发生反应。在自然界中二氧化钛有三种结晶：板钛型、锐钛和金红石型。板钛型是不稳定的晶型，无工业利用价值，锐钛型(Anatase)简称A型，和金红石型(Rutile)简称R型，都具有稳定的晶格，是重要的白色颜料和瓷器釉料，与其他白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性，特别是没有毒性。涂料行业是钛白粉的最大用户，塑料行业是第二大用户，在塑料中加入钛白粉，可以提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化学性能得到改善，增强制品的机械强度，延长使用寿命。1.3.3.9受阻酚类受阻酚类抗氧剂是一些具有空间阻碍的酚类化合物，它们的抗热氧化效果显著,不会污染制品,发展很快。这类抗氧剂的品种很多,重要的产品有：2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚、四-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯等。这类抗氧剂主要用在塑料、合成纤维、乳胶、石油制品、食品、药物和化妆品中。作用机理：有机化合物 的 热 氧 化过程是一系列的自由基链式反应，在热、光或氧的作用下，有机分子的化学键发生断裂，生成活泼的自由基和氢过氧化物。氢过氧化物发生分解反应，也生成烃氧自由基和羟基自由基。这些自由基可以引发一系列的自由基链式反应，导致有机化合物的结构和性质发生根本变化。抗氧剂的作用是消除刚刚产生的自由基，或者促使氢过氧化物的分解，阻止链式反应的进行。能消除自由基的抗氧剂有芳香胺和受阻酚等化合物及其衍生物，称为主抗氧剂；能分解氢过氧化物的抗氧剂有含磷和含硫的有机化合物，称为辅助抗氧剂。1.4混合1.4.1 混合设备原料和助剂在注射之前应进行混料。混合所采用的设备一般为高速混合机，这种混合机不仅兼用于润性与非润性物料，而且更适宜配置粉料。该机主要是由一个圆筒形的混合室和一个设在混合室内的搅拌装置组成。混料的过程是将HDPE树脂与热稳定剂、改性剂、润滑剂、填充剂、色料等助剂混合均一化的过程,使用的设备主要是高速混合机。过程并不复杂, 但混合的质量往往影响着正常生产和制品的质量。混合的过程是依靠机械力作用在物料上, 产生相互之间的摩擦力、剪切力使物料细化、升温, 一些助剂熔化、包覆在HDPE 树脂表面。HDPE树脂在剪切、摩擦作用下细化, 温度不断升高,表面呈现松软、多孔状将助剂吸附在表面达到均一化; 温度进一步升高, 颗粒表面熔化,颗粒的密度增大。混合的过程是在高速混合机中进行的,高速旋转的叶轮借助表面与物料的摩擦力和侧面对物料的推力使物料沿叶轮切向运动。同时,由于离心力的作用,物料被抛向混合室内壁, 并且沿壁面上升, 升到一定高度后, 由于重力的作用,又落回到叶轮中心,接着又被抛起。由于叶轮转速很高, 物料运输速度很快, 快速运动着的粒子间相互碰撞、摩擦, 使得团块破碎,物料温度相应升高,同时迅速地进行着交叉混合, 这些作用促进了组分的均匀分布和对已熔化成液态的添加剂的吸收。高速混合机的混合效率较高, 通常一次混合时间只需8l0min , 物料的温度随搅拌摩擦升高得很快, 经810min 温度升至120140 。一般通过控制物料温度来控制混料的时间, 出料温度控制在125135 。物料达到温度后迅速放入冷却搅拌机。物料进入冷混机后, 在缓慢转动的搅拌桨作用下, 可进行径向和部分轴向的混合, 使接触冷却夹套的冷料与远离冷却表面的热料进行有效的热交换, 降低物料的温度。料温降至45 以下时, 即可由排料口出料。1.4.2高速混合时的各种助剂加料顺序配方的组分很多, 加料顺序应受到严格控制。所选择的加料顺序应有利于助剂作用的发挥,避免助剂的不良协同效应,还要有利于提高混合分散速度。例如，稳定剂宜在树脂加入后, 或与树脂同时加到热混机中,以便与树脂及早混合均匀,在混合升温中发挥其稳定作用。稳定剂和内润滑剂宜随后加入, 以便熔化,充分渗入树脂内部。再如，填料对助剂有吸收作用, 而且一般用量较大, 应在加入外润滑剂之前或与外润滑剂一起加入。以使助剂先在树脂中得以分散,减少填料对助剂的吸收。同时也可以减少对热混机的磨损。总之, 助剂的加料顺序应尽可能发挥助剂功效以避免助剂之间的相克相消、提高相辅相成效果,从而达到最佳效果。建议的加料顺序如下：(1) 在低转速下将HDPE树脂加到混合锅中;(2) 在60 高速转速下, 将稳定剂硬脂酸锌、硬脂酸钡加到树脂中;(3) 在80 左右, 高转速下将加工改性剂、内润滑剂、颜料以及抗冲击改性剂加到料中;(4) 在90 左右,高转速下,加入轻质碳酸钙填料;(5) 在100 , 高转速下, 加入外润滑剂;(6) 在125 , 低转速下排物料送入转动着的冷混机中;(7) 在45 以下,冷混机中排物料;(8) 过筛,计量,装袋,储藏待用。当一种助剂兼有多种效果时，可分次加入。1.5注射成型1.5.1注射成型注射成型加工方法简称注塑，即将粒状或粉状塑料通过螺杆的旋转和外部的加热作用，使它受热熔化至流动状态，然后在螺杆的连续高压下，熔融塑料被压缩并向前移动，通过喷嘴射出，注入一个温度较低的闭合模具中，充满模具的塑料经冷却硬化，即可保持模具型腔所赋予的形状，开启模具，即完成一个注射周期。以后是不断重复上述周期的生产过程。注射模塑是成型塑料制品的一种重要方法。几乎所有的热塑性塑料及多种热固性塑料都用此法成型。用注射模塑可成型各种形状，尺寸精度满足各种要求的模制品。许多细部，诸如凸起部。肋、螺纹，都可以在注射模塑一步操作中成型出来。注射成型的一个模塑周期可从几秒到几分钟不等，时间的长短取决于制品的大小、形状和厚度，注射成型机的类型以及塑料品种和工艺条件等因素。每个制品的重量可自一克一下至几十千克不等，注射成型机的规格及制品的需要而异。1.5.2注射成型机及基本部件介绍 图6注射是通过注射机来实现的。注射机的种类很多，无论哪种注射机，其基本作用为：加热塑料，使其达到融化状态；对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。注射机主要由柱塞式和移动螺杆式注射机。最早出现的注射机为柱塞式注射机，其结构简单，是通过一料筒和活塞来实现塑化与注射两个基本作用的，但是控制温度和压力比较困难。移动螺杆式注射机，它是由一根螺杆和一个料筒组成的，加入的塑料依靠螺杆在料筒内的转动而加热塑化，并不断被推向料筒前段靠近喷嘴处，因此螺杆在转动的同时就缓慢向后退移，退到预定位置时，螺杆即停止转动。此时，螺杆接受液压油缸柱塞传递的高压而进行轴向位移，将积存在料筒端部的融化塑料通过喷嘴而以高速注射入模具。移动螺杆式注射机的效果几乎与预塑注射机相当，但结构简化，不仅提高了模塑质量，还扩大了注射成型塑料的范围和注射量。因此，移动螺杆式注射机在注射机发展中获得了压倒的优势。注射成型机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施压注射充模冷却启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。注射成型机操作项目：注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制系统操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出型式的选择，料筒各段温度的监控，注射压力和背压压力的调节等。一般螺杆式注塑机的成型工艺过程是：首先将粒状或粉状塑料加入机筒内，并通过螺杆的旋转和机筒外壁加热使塑料成为熔融状态，然后机器进行合模和注射座前移，使喷嘴贴紧模具的浇口道，接着向注射缸通人压力油，使螺杆向前推进，从而以很高的压力和较快的速度将熔料注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间和压力保持（又称保压）、冷却，使其固化成型，便可开模取出制品（保压的目的是防止模腔中熔料的反流、向模腔内补充物料，以及保证制品具有一定的密度和尺寸公差）。注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是实现和保证成型制品质量的前提，而为满足成型的要求，注射必须保证有足够的压力和速度。同时，由于注射压力很高，相应地在模腔中产生很高的压力（模腔内的平均压力一般在2045MPa之间），因此必须有足够大的合模力。由此可见，注射装置和合模装置是注塑机的关键部件。对塑料制品的评价主要有三个方面，第一是外观质量，包括完整性、颜色、光泽等；第二是尺寸和相对位置间的准确性；第三是与用途相应的物理性能、化学性能、电性能等。这些质量要求又根据制品使用场合的不同，要求的尺度也不同。制品的缺陷主要在于模具的设计、制造精度和磨损程度等方面。但事实上，塑料加工厂的技术人员往往苦于面对用工艺手段来弥补模具缺陷带来的问题而成效不大的困难局面。生产过程中工艺的调节是提高制品质量和产量的必要途径。由于注塑周期本身很短，如果工艺条件掌握不好,废品就会源源不绝。在调整工艺时最好一次只改变一个条件，多观察几回，如果压力、温度、时间统统一起调的话，很易造成混乱和误解，出了问题也不知道是何道理。调整工艺的措施、手段是多方面的。例如：解决制品注不满的问题就有十多个可能的解决途径，要选择出解决问题症结的一、二个主要方案，才能真正解决问题。此外，还应注意解决方案中的辨证关系。比如：制品出现了凹陷，有时要提高料温，有时要降低料温；有时要增加料量，有时要减少料量。要承认逆向措施的解决问题的可行性。 注射成型的主要设备是注射成型机，注射成型机（简称注塑机）有三个基本部件：注射系统锁模系统和模塑系统。1） 注射系统：它是注射剂最主要的部分，其作用是使塑料均化和塑化，并在很高的压力和很快的速度下，通过螺杆或柱塞的推挤将均化和塑化好的塑料注射入模具，注射系统包括：加料装置料筒螺杆（柱塞式注射机则为柱塞和分流梭）及喷嘴等部件。2） 锁模系统：在注射剂上实现锁合模具启闭模具和顶出制件的机构总称为锁模系统。锁模力的大小决定于注射压力p和施压方向成垂直的制品投影面积（A）的乘积，也就是说Fp.A，事实上，注射压力在模塑过程中有很大的损失，为达到锁模要求，锁模力只需保证大于模腔压力p和投影面积的乘积，即Fp.A,模腔压力通常是注射压力的40%-70%。常用的启闭磨具和锁模机构有三种型式：机械式液压式和机械-液压组合式。3） 注射模具：注射模具是指在成型中赋予塑料以形状和尺寸的部件。模具主要由浇注系统成型零件和结构零件三部分组成。气质浇注系统和成型零件是与塑料底部直接接触部分，并随塑料盒制品而变化，是塑模中最复杂，变化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。浇注系统是指塑料从喷嘴进入型腔前的流道部分，包括主流道冷料穴分流道和浇口等。成型零件是指构成制品形状的各种零件，包括动模定模和型腔型芯成型杆以及排气口等。1.5.3注射成型工艺流程注射成型的基本工艺流程为：加料塑化注射冷却脱模 1)加料：由于注射成型是一个间歇过程，因而需定量（定容）加料，以保证操作稳定，塑料塑化均匀，最终获得高质量的塑件。塑化：成型物料在注射机机筒内经过加热，压实以及混合等作用，由松散的粉状或粒状固态转变成连续的均化熔体之过程。2)注射：柱塞或螺杆从机筒内的计量位置开始，通过注射油缸和活塞施加高压，将塑化好的塑料熔体经过机筒前端的喷嘴和模具中的浇注系统快速送入封闭模腔的过程。注射又可细分为流动充模、保压补缩、倒流三个阶段。3)冷却：当浇注系统的塑料以及冻结后，继续保压已不再需要，因此可退回柱塞或螺杆，卸除料筒内的塑料熔体的压力，并加入新料，同时在模具内通入冷却水、油或空气等冷却介质，对模具进行进一步的冷却，这一阶段称为浇口冻结后的冷却。实际上冷却过程从塑料熔体注入型腔起就开始了，它包括从充模、保压到脱模前的这一段时间。4)脱模：塑件冷却到一定的温度即可开模，在推出机构的作用下将塑件推出模外。1.6塑料注射成型安全操作规程(1)工作前必须检查各螺栓是否拧紧紧，各操作手柄的开关是否在空位上，按机床润滑图表加还油量，并在各润滑处加注润滑油剂；接通冷却水和放掉油管道内空气，空转运行数次，检查其各传动及润滑系统是否良好。(2) 根据制品不同要求，在一般情况下，调整机床时可用慢速，生产时则为快速。(3) 当机床分别在调整、手动、半自动、全自动四个程序使用时，必须注意其他相应转换开关动作位置的正确性，半自动与全自动调换时必须使其循环过程走完。(4) 机床开动应注意观察期工作情况，防止出现“爬行”现象。(5) 在进行螺杆退回操作时，必须在保证料筒中物料充分塑化状态下进行，如果料筒中温度过低，必须先将料筒温度加热到塑化温度之后方可进行，避免造成机床损坏。(6) 压力油衣润滑油应保持一定的容量和清洁，管道应保持经常畅通。(7) 应充分保证冷却用水，不允许水份混入油液中，油温不准超过50。(8) 液压系统，压力最高不能超过0.37MPa。(9)闭模链撑板机构上两斜面巾合角不对时，可适当调整活塞杆上的板座两边的螺母，使斜面贴合。(10) 机床工作时，应注意观察其工作情况，严禁超负荷使用，如发现有不正常声音或温度过高时，应立即停机检查和排除故障，设备发生事故应保护现场，报告设备安全员逐级上报。工作完毕后，除按设备保养内容进行认真保养外，还必须所有开关、手柄放至空位，关闭好电门及开关。 1.7生产工艺参数的确定在塑料注射成型过程中，工艺条件的选择和控制是保证成型顺利进行和塑件质量的关键因素之一。主要的工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度、压力和相应的各个作用时间。1.7.1温度在注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度。前两种是影响塑料的塑化流动；后一种温度主要影响充型和冷却。1.7.1.1料筒温度为了保证塑料熔体的正常流动而又不使塑料发生变质分解，料筒最合适的温度应高于Tf（Tm），但也必须低于塑料的分解温度Td，即在Tf（Tm）Td 之间。对于Tf（Tm）Td区间狭窄的塑料（如硬质聚氯乙烯），料筒温度应控制稍低些；而对于Tf（Tm）Td区域较宽的塑料（如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯），料筒温度可控制高一些，即比Tf（Tm）高得多。料筒温度的分布一般遵循前高后低的原则，即从料斗（后端）起至喷嘴（前端）止，是逐步升高的。但当塑料含水量较多时也可提高后端温度。由于螺杆式注射机中的塑料受到螺杆剪切摩擦生热有利于塑化，故可将料筒前端温度稍低于中段，以防塑料发生过热分解。塑料的加工温度主要是由注射机料筒的温度决定。而料温有对成型条件及制品的物理性能有较大的影响。由于本设计选的原料是HDPE，根据HDPE的注射成型特点，故料筒各段的温度分别取：料筒后部为140160，料筒中部为180220，料筒前部为180190。1.7.1.2喷嘴温度为防止熔体在喷嘴处产生“流涎”现象，通常将喷嘴温度控制在略低于料筒的最高温度，但温度也不能太低，否则易堵塞喷嘴，即大致与料筒中段温度相同即可。根据HDPE的注射成型特点，故取喷嘴温度为150180。1.7.1.3模具温度模具温度对塑料熔体的流动性、塑件的内在性能和外观质量影响很大。模具必须保持一定的温度，这主要是由通入定温的冷却介质来控制，也有靠熔体入模后的自然升温和自然散热达到平衡而保持一定的模温的。通常根据不同塑料成型时所需要的模具温度来确定是否设置冷却或加热系统。对于结晶型塑料，模具温度直接影响制品的结晶度和结晶构型，可以采用较高的模具温度。因为模温较高时，冷却速率小，结晶速率大。此外，模具温度高时也有利于分子的松弛过程，分子定向效应小。对于非结晶型塑料，当熔融粘度较低或中等时（如聚苯乙烯、醋酸纤维素等），模具温度常偏低；而对于熔融粘度偏高的非结晶型塑料（如聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜等），则必须采用较高的模温。当所需模温大于80时，应设置加热装置。根据HDPE的注射成型特点，故取模具温度为3070。1.7.2压力注射成型过程需要控制的压力有塑化压力、注射压力、保压压力和型腔压力4种，他们直接影响塑料的塑化和塑件质量。1.7.2.1塑化压力它所代表的的是塑料塑化过程中所承受的压力，故称塑化压力。它也是指螺杆式注射成型时，螺杆头部转动后退时所受到的阻力，所以又称背压。它的大小是靠调节排油阀，改变排油速度来控制的。背压不能太低，否则螺杆后退速度加快，从料斗进入料筒的塑化密度小、空气量大而降低塑化效果；背压也不宜太高，否则螺杆后退时阻力增大，受螺杆推动的塑料热效应增高，不但会恶化塑化效果，而且还会延长预塑化时间，容易使喷嘴产生流涎现象。所以，通常在保证塑件质量的前提下背压一般不大于2MPa。1.7.2.2注射压力注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力。其作用是克服熔体流动充型过程的流动阻力，是熔体具有一定的充型速率。注射压力的大小取决于注射机的类型、塑料的品种、模具的结构、模具温度、塑件的壁厚及流程的大小等，尤其是浇注系统的结构和尺寸。根据HDPE的注射成型特点，此时的注射压力取70100MPa，时间为15s。1.7.2.3保压压力型腔充满后，注射压力的作用在于对模内熔体的压实，此时注射压力也可称为保压压力。在生产中，保压压力等于或小于注射时所用的注射压力。如果注射时和保压时的压力相等，则往往可以使塑件的收缩率缩小，并且尺寸稳定性及力学性能较好。缺点是会造成脱模时的残余压力过大，使塑件脱模困难，因此保压应适当。根据HDPE的注射成型特点，此时的保压压力取4050MPa，时间为1560s。1.7.2.4型腔压力型腔压力是指注射压力在经过注射机喷嘴、模具的流道、浇口等的压力损失后，作用在型腔单位面积上的压力。一般型腔压力是注射压力的0.30.65倍，大约为2060MPa。1.7.3 注射速率注射速率主要影响熔体在型腔内的流动行为。通常随着注射速率的增大，熔体流速增加，剪切作用加强，熔体粘度降低，熔体温度因剪切发热而升高，所以有利于充型。制品各部分塑料熔体的熔接处的熔接强度也得以增加。但是由于注射速率增大可能使熔体从层流状态变为湍流状态，严重时会引起熔体在模内喷射而造成模内空气无法排出，这部分空气在高压下被压缩迅速升温，会引起制品局部烧焦或分解。在实际生产中，注射速率通常是通过实验来确定的。一般以低压慢速注射，然后根据制品的成型情况来调整注射速率。HDPE的注射速率取108g/s.1.7.4 成型周期（时间）完成一次注射成型工艺过程所需要的时间称为成型周期。它是决定注