塑料茎设计11.doc

一. 塑料茎设计1设计思路:塑料茎的材料选择方向应遵循以下原则1：塑料茎在整个塑料花系统中起的主要为支撑作用，这就要求其强而不硬，韧而不软；2：所占的比重小，不是观赏部位，所以对其美观度要求不高；3：塑料花需长时间放置，可能会在室外放置，这就需要塑料茎抗老化性，抗疲劳性较强，在室温下比较稳定，耐水耐光。材料选择常见可选材料特性名称优点缺点用途Hdpe良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。使用温度不高，耐老化性差，在成型温度下，会因氧化作用，而引起粘度下降，出现变色，产生条纹。电线、电缆、软管、管材和型材，包装药品、洗发液，食品薄壁包装物Pvc具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。 PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力; 加工性能良好，制造成本低极易分解,产生大量的二恶英、氯氢酸、铅等有害物质, 并产生有害的HCL气体pvc贴牌；pvc铁丝;pvc水管; 塑料袋; PVC被用来制作各种仿皮革; 皮带Pom耐磨性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越，又有良好的耐油，耐过氧化物性能, 抗热强度，弯曲强度，耐疲劳性强度均高，耐磨性和电性能优良受强酸腐蚀，耐侯差，粘合性差，热分解与软化温度接近，限氧指数小广泛用于汽车工业，电子电器，机械设备等。还可以做水龙头、框窗、洗漱盆。PP刚硬有韧性，质轻，在高温下保持力学性质。在0以下易变脆耐候性差不易染色易燃烧工程用聚丙烯纤维, 薄膜汽车,家用电器，管材等根据对以上材料的分析对比，我们选出pom和pvc作为备选对象，从性能，价格等方面再次进行分析pvc和pom比较名称价格元/吨Pvc8500-13500Pom22000-50000 可以看出pom相对于pvc性能更好，但成本差距太大，考虑到这些因素，选用pvc更实用。Pvc韧性方面的缺陷可通过添加助剂来弥补。在工业上生产塑料茎一类杆状物的方法主要有挤出成型和注射成型注塑和挤出比较挤出：挤出成型是在螺杆作用下将熔融塑料通过固定形状的挤出口挤出，在牵引机作用下经水冷定型后切割主要用于各种相同截面产品的大量持续生产，如管棒异型材等，也可用于塑料改性造粒注塑：注塑是将熔融塑料注射进模具，冷却后即为产品用途非常广泛，根据塑料不同，使用的地方也不同可做出不均匀横截面的产品。根据对塑料花效果的观察，采用不均匀塑料花径的产品视觉效果更美观，观赏价值更高，而挤出成型更适合制造相同横截面的产品,因此我们采用注塑的方法。 注塑成型又称注射模塑或注射成型，是热塑性塑料制品成型的一种重要方法。除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型塑件。注塑成型可以成型各种形状、满足众多要求的塑料制件。注塑成型已经成功地运用于某些热固性塑料制件、甚至橡胶制品的工业生产中。 注塑成型的过程是，将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入加热的料筒，经加热塑化成熔融状态，由螺杆(或柱塞)施加压力而通过料筒底部的喷嘴注入低温的、闭合的模具型腔中，经冷却硬化而保持模腔所赋予的形样，开模取得所注塑成型塑件，在操作上完成了一个周期。注塑特性的特点：（1） 成型过程非连续 （2） 成型周期短 （3） 易于自动化操作 （4） 产品种类多，更新快 （5） 一次成型外形复杂的产品 （6） 对各种塑料适应性强 （7） 尺寸精度高，可重复性好 （8） 应用领域高 （9） 制品具有各向异性设备与机械选择使用螺杆式注塑机进行生产。 制品最大注射量应不大于螺杆机公称注射量的70%80% 螺杆为单头、全螺纹、等距不等深、带止逆环的渐变压缩型螺杆 螺杆长径比为1520，压缩比为23 敞口延伸式喷嘴 注塑机料斗有保温装置Pvc加工性能PVC在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数，如果此参数不当将导致材料分解的问题。 PVC的流动特性相当差，其工艺范围很窄。特别是大分子量的PVC材料更难于加工（这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。 PVC的收缩率相当低，一般为0.20.6%。 PVC属于热敏性塑料，在65-85度时就开始软化,150-170度呈熔融状态,190度开始分解并放出有毒氯的化氢气体，因此要非常注意审定温度，在停机时一定要注意清空料筒里的料，另外溶胶时镙杆剪切压力与速度要适中，背压不能过高，注射速度不要太快，生产PVC 时要用专用镙杆和喷嘴！ 注塑模工艺条件 ： 干燥处理：通常不需要干燥处理。 熔化温度：185205C 模具温度：2050C 注射压力：可大到1500bar 保压压力：可大到1000bar 注射速度：为避免材料降解，一般要用相当地的注射速度。 流道和浇口:所有常规的浇口都可以使用。如果加工较小的部件，最好使用针尖型浇口或潜入式浇口；对于较厚的部件，最好使用扇形浇口。针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm；扇形浇口的厚度不能小于1mm。 典型用途 供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装等。注塑机的选用通常影响射出机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求等，因此，在进行选择前必须先收集或具备下列资讯：模具尺寸(宽度、高度、厚度）、重量、特殊设计等；使用塑料的种类及数量（单一原料或多种塑料）；注塑成品的外观尺寸（长、宽、高、厚度）、重量等；成型要求，如品质条件、生产速度等。有金属嵌件的注塑加工最好使用立式注塑机。 AT系列简介： 立式锁模、立式注射、锁模力12吨-650吨，射出量10-6000克，中文/英文电控、荧屏显示、比例式压力，流量油路控制，机械结构强、压力高、速度快，适合嵌件产品的加工1：下模固定，上模活动，适合嵌入件注塑成型；2：氮化钢螺杆、料管，高扭矩液压马达驱动，多段注塑压力，塑化性能好。3：直压式子母锁模缸设计、高速低压合模、多种压力控制，提高模具使用寿命，安全性高。4：电器保护装置，无误动作发生，维护操作人员安全。5：射座可自动升降，方便模具、原料更换。标准装置1：安全电眼装置2：螺杆冷料保护装置3：紧急停止安全开关4：P.I.D比例式温度控制5：自动故障显示及停机6：全电脑荧屏显示电控7：双押扣开关安全起动装置8：快速锁模，低压安全锁模装置9：比例式液压回路控制10：自动洗料装置选择装置1：弹簧料嘴装置2：自动警报装置3：光学尺装置4：干燥料斗或自动吸料机5：抽芯装置6：安全光栅装置7：机械保护装置特殊装置1：滑板台可加设单模滑板或双模滑板装置，能提高生产效率至30%-50%。2：转盘台可加设双模位或三模位转盘装置，安全省时，能提高生产效率至40%-80%。3：自动化嵌入件系统（专用机设计）。4：热固性注塑成型系统。 工艺流程:开模Pvc处理注射物料熔融注塑原料冷却成型干燥，分离，净化加入助剂Pvc原料准备脱模合模合模成品1、制品尺寸检测 根据制品设计需要的尺寸，对产品进行核实。2、制品性能检查产品的各种使用性能特别是卫生、耐寒以及强度二 花瓣设计设计思路：（1） 花瓣是整朵塑料花的主题部分（2） 花瓣的可观赏性最为重要，要保证所选的材料易于染色并且不容易褪色（3） 要求花瓣手感要好，不能太软或太硬（4） 有时需要在室外放置，需要在室温下稳定性要强，能耐水，耐氧，耐光（5） 根据所做成花瓣的种类将其加工成特定的形状，并染上对应的颜色材料要求：容易染色，不易褪色，化学性质较稳定，耐光，氧，水和水蒸气。一般的塑料花采用的是 pvc等传统塑料，另有一种塑料花采用eva塑料，最近出现了以pu材料加工成的塑料花花瓣，与传统的塑料花相比， 用pu做塑料花的花瓣，弹性强。拥有和很长的使用寿命，更有和鲜花几乎一样的柔软触感，这一点却是传统塑料花无法做到的。此外，在制作过程中，PU材料的仿真花可加入香精，让花朵有着真花的香味，真实度高，但缺点也很明显，与真花一样易破损，白色易褪黄，在制作飘逸、娇小的花瓣、花蕊时效果不佳，且成本较高。现在将传统塑料（以PVC为例），eva塑料，新型pu塑料做对比名称密度柔软性温度范围缺点价格 元/吨PVC1.15-2.00g/cm3柔软-1555脆性、硬度、拉伸强度会降低 产生HCl8500-13500Eva0.910.93g/cm3柔软-50-45对眼睛和皮肤有刺激作用可燃，具刺激性12000-20000Pu0.030.07g/cm3柔韧性好且有弹性-30-120弹性好 长时间不变形34000-60000花瓣成型加工选择材料pu理由：加入香精，让花朵有着真花的香味，真实度高，手感都极像真花；花瓣比较薄，既要求有一定的柔性使花瓣具有一定的形变，又能保持一定的韧性不因重力作用而下垂，pu具有一定的韧性和弹性！pu适用温度最高120。而eva在阳光的直射下，特别是夏天，容易使变软下垂，而且两者会产生刺激性气体，破坏人们的审美趣味！助剂：2、原料配方2.1配方原理1、 基体: pu。综合性能好，有优良的柔韧性和一定的弹性。2、 填料：pu价格高可以通过添加填充材料如滑石粉等改善pu的机械性能和加工性能，降低成本。3、 稳定剂：二甲基硅油，粘度范围广，凝固点低，闪点高，疏水性能好，并具有很高的抗剪能力。由于二甲基硅油表面张力小，具有良好的消泡剂作用。4、 增塑剂：DOP ，降低材料的玻璃化温度，增加塑性。5、 脱模剂:硬脂酸锌，减少塑料制品表面与模具型腔表面间的粘接力，缩短成型周期，提高制品的表面质量。6、 润滑剂:硬脂酸脂 改善材料在成型加工时的流动性和脱模性。2.2配方根据配方原理以及材料加工性能要求选择配方如下:作用组分用量基体Pu100填充剂二甲基甲酰胺15填充剂甲乙酮15抗氧剂抗氧剂0.5离型剂离型剂0.5-1颜料有机颜料0.5润滑剂硬脂酸脂0.005脱模剂硬脂酸锌0.33、加工方法及工艺 根据花瓣的厚度很薄成膜状且具有一定的透明度，具有一定的光泽性，故尺寸精度要求较高，且尺寸并小，比较挤出、吹塑、注塑、压延、热成型等多种方法，平膜挤出和压延都可以考虑。但比较注塑和压延可知，压延一般多用于热塑性塑料的模塑成型，pu是热固性塑料，采用平膜挤出成型加热成型再冷却后脱模成为制品。.3.1 工艺流程.牵引热处理冷却定型挤出成型塑化树脂，助剂，颜料冷却定型拉伸剖幅展平冷却定型卷曲成品检验牵引成型设备：3.2挤出成型条件选择 Pu挤出成型难度较大，由于pu熔体黏度高，流动性差，成型较困难，而且生产过程中熔体又很容易分解，所以挤出成型生产应注意下列几个问题。pu投产前一定要进行干燥处理，然后投入挤出机料斗内生产。成型管材的原料配方中要注意稳定剂及其他加工助剂的选择，应以能加强改善熔体流动性和提高原料热稳定性为主。用于生产的挤出机机筒，螺杆和成型模具内的熔料流经面要进行防腐处理，以延长设备零件的使用寿命。选用管挤出成型用挤出机，要注意挤出机机筒工作时的排气和工艺温度控制稳定性等性能条件，如果这两个条件达不到生产要求，挤出成型要增加很大难度，甚至无法生产。3.2.2 挤出工艺要求（1） 原料的制备原料本身的吸湿性强，容易水解，必须进行干燥。工艺过程控制因素 机筒温度机筒的温度一般控制在160-260范围内，温度过高，制品的透明性好，但是制品的强度下降。温度偏低时，制品的透明度差，内应力大。生产中为提高效率，一般取较高温度。喷嘴温度一般在170-190之间。 模具温度模具温度控制在60-80之间，模具可通冷却水降温，冷却水温在20-30，并控制冷却速度不宜过快。生产厚壁制品时常因模具冷却不均而产生内应力，甚至发生开裂，所以模具各部位的温度应尽量均匀，各部位温差不超过3-5。 热处理Pu比较坚硬，成型中易产生分子取向和内应力，为了减少这些弊病，除了调整工艺参数和改进模具结构外，应对制品进行热处理，即将制品放入65-80的热水中处理1-3h，然后缓慢冷却至室温。 应力集中与尺寸稳定性蛋架在使用加工过程中，容易出现银纹，裂缝，小孔等，在这些地方应力急剧增大，显现出集中现象。或是因为助剂的加入造成应力集中现象。对于处于玻璃化温度以下的使用的塑料制成的构件，应力集中现象将一直保持到最大局部应力到达强度极限之前。因此，在设塑料构件时，应考虑应力集中的影响。Pu具体流程1、原料的预处理原料性能检测（外观，工艺性能），干燥2、挤出过程加料 将准备好的原料加入到加料装置中。加热 材料受热融化后。原料挤入料筒中，通过螺杆的转动将熔体输送至机筒的前端。在加热器的作用下使机筒内的树脂材料受热，在螺杆的剪切应力作用下使其熔融，将熔融树脂滞留于机筒的前端，螺杆的不断向前将材料射入均化段。当熔融树脂在模具内流动时，控制螺杆的移动速度，并在树脂充满模腔后用压力进行控制。挤出 当塑料熔体被挤出均化融化后，开始挤出口模成膜 在压制装置中平膜成型二次成型 将膜再次加热加入到特定的模具中，使花瓣呈现150度的卷曲，然后冷却。3、后处理过程进行适当的后处理以改善制品的性能和提高尺寸稳定性。此制品的后处理主要是退火和调温处理。3.6工艺常见的质量问题及解决方法缺陷种类原因分析解决办法变色料筒温度低提高料筒温度加料量不够 增加加料量料筒温度太低提高料筒温度发雾料筒温度太高降低料筒温度物料水份含量太高干燥物料气孔料筒温度太低提高料筒温度物料水份含量太高 干燥物料三花芯设计设计思路：（6） 花芯是整朵塑料花的中间部分（7） 花芯的可观赏性次于花瓣，要保证所选的材料易于染色并且不容易褪色（8） 要求花芯保持矗立不变形，需要有相当强的强度和韧性（9） 有时需要在室外放置，需要在室温下稳定性要强，能耐水，耐氧，耐光材料要求：容易染色，不易褪色，强度高，韧性好。化学性质较稳定，耐光，氧，水和水蒸气。由于上述特点可以用与花茎相同的材料，颜料为黄色！三 塑料花枝叶部分选材思路材料的性能要求：由于鲜花的开放多则十天半月，少则两日三天，转眼芳容凋零，只能成为瞬间的回忆，且维护清洁麻烦。人造花的出现与应用，满足了人们对花卉观赏时间性的要求，使花卉作品的生命得以延长。人造花除了可以长久保留外，还具有可塑性强的特点，这样才能是人造花造型多样。由于弯。折，串，剪等多种花艺制作的共同作用，所以人造花首先要保持高的强度性能。并且花叶要不易于掉色。其次还应该注意材料的无毒性，确保卫生。最后还应该是材料防水性能，增大材料的抗静电性能，这样可以防止沾染尘土。1.11.1 材料性能要求根据使用环境条件及材料用途，所选材料应具有以下性能要求总结如下：1、材料可塑性能强，可以抵抗外力的拉伸，弯曲，形变。2、材料的抗静电性能好，这样材料表面才可以减少尘土。3、花叶处使用的颜色应该不易于脱落。4、材料的无毒性能。 5、要有一定的抗拉性能，不易折断。6、设计合理，轻巧，方便取用清洗。加工性能要求：1、原料高温下易流动塑化，适宜的熔体粘度。2、成型收缩率小。3、外观均匀， 无色透明，不允许有杂物、气泡、水纹、飞边等。因此可选用PP PS PC PMMA LDPE1.2材料的选择1.现今市场上，制造塑料花的枝叶的常用材料有LDPE，LLDPE与其它几种常见高分子材料材料性能的相互比较类别LDPEPEPVCPSABS密度较小小于水较大略高于水略高于水刚性较好差好好好收缩率一般差好好好韧性好好差差好强度较高低较高高高耐热性好一般差较差较差化学稳定性好好好好好耐候性差差一般一般较差毒性无毒无毒可以无毒无毒无毒粘合剂粘合一般差好一般一般热合成型一般好一般一般一般成型加工性好好麻烦好好价格/吨7800-800010500-110006500-750010000-1200012000-14000由于PE价格较贵，导致成本偏高。PVC韧性差。PS密度较大，并且韧性差，不符合聚合物加工的要求，ABS性能比较好，但是考虑到成本问题，ABS塑料成本过高。综合考虑各种材料性能及成本，我们确定使用低密度聚乙烯。低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的性能比较 HDPE无毒、无味、无臭，密度为0.9400.976g/cm3，它是在在齐格勒催化剂催化下，在低压条件下聚合的产物，所以高密度聚乙烯亦成为低压聚乙烯。HDPE 是一种由乙烯共聚生成结晶度高、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。其具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性，它能抗强氧化剂（浓硝酸）、酸碱盐以及有机溶剂（四氯化碳）的腐蚀和溶解。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于防潮防渗用途。不足之处是其耐老化性能和环境应力开裂性不如LDPE，特别是热氧化作用会使其性能降低，所以高密度聚乙烯在制成塑料卷材时添加了抗氧化剂和紫外线吸收剂来改善其不足之处LDPE无毒、无味、无臭，密度为0.9100.940g/cm3，它是在100300MPa的高压下，用氧或者有机过氧化物为催化剂聚合而成，也成高压聚乙烯。低密度聚乙烯在聚乙烯树脂中是质量最轻的品种。与高密度聚乙烯相比，其结晶度（55%65%）和软化点（90100）较低；有良好的柔软性、延伸性、透明性、耐寒性和加工性；其化学稳定性较好，可耐酸、碱和盐类水溶液；有良好的电绝缘性和透气性；吸水性低；易燃烧。性质较柔软，具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性（可耐-70）。不足之处是其机械强度、隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差。分子结构不够规整，结晶度（55%-65%）低，结晶熔点（108-126）也较低。其力学强度低于高密度聚乙烯，防渗系数、耐热性和抗日光老化性差，在日光或高温下易老化分解而变色，导致性能下降，所以低密度聚乙烯在制成塑料卷材时添加了抗氧化剂和紫外线吸收剂来改善其不足之处。LLDPE与LDPE相比具有强度高、韧性好、刚性强、耐热、耐寒等优点，还具有良好的耐环境应力开裂、耐撕裂强度等性能，并可耐酸、碱、有机溶剂等。总之，低密度聚乙烯也拥有很好的耐酸、碱、盐溶液的特性，并且具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性。由于LLDPE相对于LDPE价格要贵很多，所以在制作比较高档次的塑料花时一般采用LLDPE,普通的塑料花制作大多采用LDPE,。1.3 LDPE的具体性能参数 性能指标物理性能塑料名称吸水率% 成型收缩度%熔化焓玻璃化温度熔融温度成型温度长期使用温度 LDPE0.020.45292.88J/g-68-65 112140 -220-70-1002、配方及原料2.1 配方 2.2 配方原理1) 基体：制品的主要成分，综合性能好，有优良的机械性能。2) 填充剂：提高材料的抗冲击性能，提高加工性能，同时降低成本。3) 抗氧剂：防止材料和制品在加工和使用过程中被氧化，得到大的透明性。4) 光稳定剂：主要是紫外线吸收剂。5) 热稳定剂：增强材料和制品的抗热性，使其在一定温度能稳定存在。6) 稳定剂：提高材料在加工成型中的各种性能。7) 增塑剂：降低材料的玻璃化温度，增加塑性。8) 脱模剂：减少塑料制品表面与模具型腔表面间的粘接力，缩短成性周期，提高制品的表面质量。9) 润滑剂：改善材料在成型加工时的流动性和脱模性。10) 着色剂：给材料染色，改变其颜色以满足性能、美观等方面的需求。11) 相容剂：对树脂表面进行了活化处理，提高了助剂与树脂的相容性，保证助剂与树脂按预想的结构进行分散，在使用寿命内使其效果持久发挥，耐抽提、耐迁移、耐析出。12) 耐寒剂：由于聚苯乙烯低温韧性差，添加微米级橡胶颗粒并通过枝接的办法把聚苯乙烯和橡胶颗粒连接在一起。当受到冲击时，裂纹扩展的尖端应力会被相对柔软的橡胶颗粒释放掉。因此裂纹的扩展受到阻碍，抗冲击性得到了提高。创新点：成型时尽量不用或少用脱模剂，相容剂可以增强效果压延成型工艺流程压延成型是将已经基本塑化的热塑性塑料，在热的辊筒中滚压并成型为片材或薄膜的方法，也可以生产人造革（塑料与布或与纸的复合制品）。压延成型用的塑料有聚氯乙烯、聚乙烯、ABS、聚乙烯醇等，而以聚氯乙烯为最常见。压延制品广泛用作农业薄膜、包装薄膜、床单、室内墙壁装饰纸、地板以及热成型的片材等。 压延法通常生产厚度为0.050.30mm范围内的薄膜，0.30mm以上的片或板材。制品厚度小于或大于这个范围的，一般用挤出吹塑法或挤出法生产。压延制品的最大宽度已超过3m压延成型是塑料加工工业中的主要方法之一，压延生产产量高、制品质量好。 如下图所示，是四辊压延机生产软质聚氯乙烯薄膜的工艺流程的一种，按照配方要求，把树脂和各种添加剂经过计量加入捏合机，进行搅拌混合。达到一定程度后，转入密炼机密塑炼化，然后进入喂料机塑化和过滤。 图聚氯乙烯薄膜成型用压延机生产线 1原料贮仓；2振动加料；3自动计量；4计量料斗；5增塑剂等辅料混合器；6泵；7辅料中间贮仓；8传感器；9辅料计量；10高速混合机；11输料斗；12计量枰；13料车；14烘箱；15吊车；16密炼机；17料斗；18，20开炼机；19,21输送带；22金属检测仪；23压延机；24剥离导辊；25测厚装置；26冷却辊；27卷取成捆 压延成型是用各种塑炼设备将成型物料加热熔融塑化，然后使巳熔融塑化的熔体通过相向旋转的数个辊筒组（由两个以上辊筒组成）中的辊筒间隙，使之经受挤压与延展作用成为平面状的连续塑性体，再经冷却定型和适当的后处理即可得到膜、片材的塑料制品。压延成型工艺适应于PVC膜、软片材、硬片材、ABS、EVA及改性PS树脂等。 压延成型的特点：生产的连续性使其生产能力大、效率高、产品质量好、即可生产膜、片等产品，也可生产供层压或冲压用的硬质片型料坯、与压花辊或印刷机械配套，可以生产带图案的片材和人造革。但设备庞大，所以设备投资较高，必须配以开炼、密炼、挤出等塑化设备，维修复杂，产品种类仅限于膜和片材，不适合小批量制品的生产。 采用上述工艺流程，塑化主要由密炼机完成，喂料机起补充塑化和过滤杂质的作用。有的在密炼之后经开炼机塑化供料，其优点是物料的塑化质量较好，同时，一部分易挥发气体在滚压过程中跑掉，而挤出喂料的塑化不很均匀，易挥发气体一般不易排除，不过开炼机生产能力低，自动化程度低，劳动强度大，物料塑化的质量也不易稳定。 金属检测器是用以检测物料中是否夹带金属。当夹带有金属时，检测器