第六章、中空吹塑

1、本章要求：本章要求：1.1.理解区分中空吹塑与挤出吹膜的区别，了解理解区分中空吹塑与挤出吹膜的区别，了解中空吹塑的分类。中空吹塑的分类。2.2.了解中空吹塑设备。了解中空吹塑设备。3.3.掌握挤出吹塑的工艺过程及控制因素。掌握挤出吹塑的工艺过程及控制因素。4.4.掌握注射吹塑的工艺过程及控制因素。掌握注射吹塑的工艺过程及控制因素。5.5.了解拉伸吹塑的工艺过程及控制因素。了解拉伸吹塑的工艺过程及控制因素。Outline一、概述二、中空吹塑设备三、挤出吹塑四、注射吹塑五、拉伸吹塑六、多层吹塑七、大型中空吹塑p中空吹塑（吹塑模塑吹塑模塑）是制造空心塑料制空心塑料制品品的工艺过程。p是借助流体压力流

2、体压力使闭合在模具中的热熔塑热熔塑料型坯吹料型坯吹胀胀形成空心制品的工艺。 p中空吹塑常用塑料有PE、PVC、PP、PS、EVA等，其中以PE用量大，使用广泛。p中空吹塑根据型坯的生产分为：v 挤出型坯v 注射型坯 l先挤出管状型坯挤出管状型坯；l由上而下进入开启的两瓣模具进入开启的两瓣模具之间；l当型坯达到预定长度后，闭合模具切断型坯闭合模具切断型坯；l封闭型坯的上端及底部，同时向管坯中心或插入型坯壁的针头通入压缩空气通入压缩空气；l吹胀型坯吹胀型坯使其紧贴模腔壁经冷却后开模得制品。l 注射机向模具内注射形成有底的型坯注射形成有底的型坯；l 开模将此型坯移至吹塑模型坯移至吹塑模内；l 进行吹

3、胀吹胀成型；l 冷却后开模冷却后开模脱出制品。 Outline一、概述二、中空吹塑设备三、挤出吹塑四、注射吹塑五、拉伸吹塑六、多层吹塑七、大型中空吹塑一出二半自动吹瓶机 吹瓶机吹瓶机一出四全自动吹瓶机 一出十六瓶盖模具大口径吹瓶模具一出十二管坯模具矿泉水吹瓶模具注坯模具注坯模具一出四腔注坯模具 一出八腔注坯模具 吹模模具吹模模具自动塑料吹瓶机自动塑料吹瓶机 产品广泛应用于食品、饮料、药品、产品广泛应用于食品、饮料、药品、化妆品、化工、油类等塑料瓶的吹制。化妆品、化工、油类等塑料瓶的吹制。 产品广泛应用于食品、饮料、药品、化妆品、化工、油类等要求可视液位或二层不同原料或颜色的塑料瓶的吹制。 自动

4、塑料自动塑料吹瓶机吹瓶机自动塑料吹瓶机自动塑料吹瓶机 为单螺杆挤出，产品广泛应用于食品、饮料、药品、化妆品、化工、油类等塑料瓶的吹制。应用于化学桶、玩具、汽车用品， 最大容量220公升，适合化学桶、工具箱等超高分子。 适合生产双层之容器常用于化妆品或洗发水瓶。中空吹塑包括：v 挤出吹塑v 注射吹塑v 拉伸吹塑拉伸吹塑包括:n 挤出-拉伸-吹塑n 注射-拉伸-吹塑 挤出吹塑和注射吹塑的不同点： 挤出制造型坯 注射制造型坯拉伸吹塑增加一纵向拉伸棒，吹塑过程基本相同。 挤出型坯有两种方式 v 间断挤出间断挤出v 连续挤出连续挤出（1 1）挤出机）挤出机 v多采用三段式单螺杆三段式单螺杆挤出机，选用等

5、距不等深的等距不等深的渐变型螺杆渐变型螺杆，螺杆直径按制品容积大小选择。 吹塑小型制品，常选用吹塑小型制品，常选用(45(4590)90)挤出机，吹挤出机，吹塑大型中空容器选用塑大型中空容器选用(120(120150)150)的挤出机的挤出机v挤出机螺杆的长径比应适宜，一般选用长径比为长径比为20202525。螺杆的压缩比与塑料品种有关 对聚烯烃塑料，压缩比选对聚烯烃塑料，压缩比选3 34 4：1 1，对聚氯乙烯，对聚氯乙烯塑料则选塑料则选2 22.52.5：1 1。（2 2）机头及口模）机头及口模l机头(型坯模头)包括:多孔板、滤网、连接管与型芯多孔板、滤网、连接管与型芯组件组件。l对机头的

6、设计要求：流道必须呈流线型，流道的内表面要有较高的光洁程度，没有阻滞部位，防止熔料在机头内流动不畅而产生过热分解。 l吹塑机头一般分为转角机头、直通式机头和带贮料缸转角机头、直通式机头和带贮料缸式机头式机头。注射机 由连接管和连接管呈直角配置的管式机头组成。机头内流道有较大的压缩比，口模部分有较长的定型段（适于（适于挤出挤出PEPE、PPPP、PCPC、ABSABS等）等）。 转角机头 直通式机头与挤出机呈一字形配置，从而避免塑料熔体流动方向的改变，可防止塑料熔体过热而分解。（常用于硬（常用于硬PVCPVC透明瓶的制造）透明瓶的制造） 直通式机头带贮料缸式机头 生产大型吹塑制品，如啤酒桶及垃圾

7、桶等 能承受模具在吹胀时产生的内压力，保证模具不移动分开。有液压和机械传动锁模两种。q吹气机构吹气机构 针管吹气、型芯顶吹、型芯底吹针管吹气 型芯顶吹 型芯底吹 q吹塑模具，通常由两瓣合成，并设有冷却通道和排气系统。q冷却系统要求：冷却水道与型腔的距离各处应保持一致，保证制品各处冷却收缩均匀。q排气系统是型坯吹胀时，排除型坯和模腔壁之间的空气。 （1）型坯厚度控制装置 q 调节口模间隙； 一般设计圆锥形的口模，通过液压缸驱动芯轴上下运动调节口模内隙。（1）型坯厚度控制装置 q 调节口模间隙；q 改变挤出速度；q 改变型坯牵引速度；q 预吹塑；q 型坯厚度的程序控制。 （2）型坯长度的控制q 型

8、坯长度决定于吹塑周期内挤出机螺杆转速。q 转速快，型坯长；转速慢，型坯短。q 一般采用光电控制系统来控制型坯长度。（3）型坯切割装置q 切割装置要适应不同塑料品种的性能。q 在两瓣模组成的吹胀模具中，是依靠模腔上、下口加工成刀刃式切料口切断型坯。 Outline一、概述二、中空吹塑设备三、挤出吹塑四、注射吹塑五、拉伸吹塑六、多层吹塑七、大型中空吹塑1、挤出吹塑的优点 q 适用于多种塑料；q 生产效率较高；q 型坯温度比较均匀，制品破裂减少；q 能生产大型容器制品；q 设备投资较少。 2、挤出吹塑工艺过程 q挤出型坯q型坯达到预定长度时，夹住型坯定位后合模。q型坯的头部成型或定径。q压缩空气导入

9、型坯进行吹胀，使之紧贴模具型腔形成制品。q制品在模具内冷却定型。q开模脱出制品，对制品进行修边、整饰。3 3、挤出吹塑控制因素、挤出吹塑控制因素 q 型坯温度和挤出速度型坯温度和挤出速度q 吹气压力和鼓气速率吹气压力和鼓气速率q 吹胀比吹胀比q 模温模温q 冷却时间等冷却时间等 型坯温度直接影响中空制品的表观质量、纵向型坯温度直接影响中空制品的表观质量、纵向壁厚的均匀性和生产效率。壁厚的均匀性和生产效率。挤出型坯时，熔体温度应均匀，并适宜地偏低挤出型坯时，熔体温度应均匀，并适宜地偏低以提高熔体强度，从而减小因型坯自重所引起以提高熔体强度，从而减小因型坯自重所引起的垂伸，并有利于缩短制品的冷却时

10、间，提高的垂伸，并有利于缩短制品的冷却时间，提高生产效率。生产效率。型坯温度过高，挤出速度慢，型坯易产生下垂，型坯温度过高，挤出速度慢，型坯易产生下垂，引起型坯纵向厚度不均，延长冷却时间，甚至引起型坯纵向厚度不均，延长冷却时间，甚至丧失熔体热强度，型坯难以成型。丧失熔体热强度，型坯难以成型。型坯温度过低，离模膨胀突出，会出现型坯长型坯温度过低，离模膨胀突出，会出现型坯长度收缩、壁厚增大现象，降低型坯的表面质量，度收缩、壁厚增大现象，降低型坯的表面质量，出现流痕，同时增加型坯的不均匀性。出现流痕，同时增加型坯的不均匀性。一型坯温度控制在塑料的一型坯温度控制在塑料的TgTgTfTf之间。之间。 3

11、 3、挤出吹塑控制因素、挤出吹塑控制因素 q 型坯温度和挤出速度型坯温度和挤出速度q 吹气压力和鼓气速率吹气压力和鼓气速率q 吹胀比吹胀比q 模温模温q 冷却时间等冷却时间等 一般吹气压力在一般吹气压力在0.2-1.0MPa0.2-1.0MPa范围内进行调节。范围内进行调节。对粘度大、模量高的对粘度大、模量高的PCPC取较高值；对粘度低、取较高值；对粘度低、易变形的聚酰胺取较低值，其余取中间值。易变形的聚酰胺取较低值，其余取中间值。吹气压力的大小与型坯壁厚、制品容积大小吹气压力的大小与型坯壁厚、制品容积大小有关。厚壁小容积制品可采用较低的吹气压有关。厚壁小容积制品可采用较低的吹气压力，由于型坯

12、厚度大，降温慢，熔体粘度不力，由于型坯厚度大，降温慢，熔体粘度不会很快增大以致妨碍吹胀；对于薄壁大容积会很快增大以致妨碍吹胀；对于薄壁大容积制品，需要采用较高的吹气压力来保证制品制品，需要采用较高的吹气压力来保证制品的完整。的完整。容积速率容积速率是指充入空气的鼓气速率。是指充入空气的鼓气速率。 容积速率大，可缩短型坯的吹胀时间，使制容积速率大，可缩短型坯的吹胀时间，使制品厚度均匀，表面质量好。品厚度均匀，表面质量好。 但是容积速率过大将会在空气进口处产生局但是容积速率过大将会在空气进口处产生局部真空，造成这部分型坯内陷，甚至将型坯部真空，造成这部分型坯内陷，甚至将型坯从口模处拉断，以致无法吹

13、胀。从口模处拉断，以致无法吹胀。 3 3、挤出吹塑控制因素、挤出吹塑控制因素 q 型坯温度和挤出速度型坯温度和挤出速度q 吹气压力和鼓气速率吹气压力和鼓气速率q 吹胀比吹胀比q 模温模温q 冷却时间等冷却时间等 指型坯吹胀的倍数。指型坯吹胀的倍数。型坯的尺寸和重量一定时，型坯的尺寸和重量一定时，型坯的吹胀型坯的吹胀比愈大则制品的尺寸就愈大比愈大则制品的尺寸就愈大。一般吹胀比为一般吹胀比为2-42-4倍，通常大型薄壁制倍，通常大型薄壁制品吹胀比较小，取品吹胀比较小，取1.2-1.51.2-1.5倍；小型厚倍；小型厚壁制品吹胀比较大，取壁制品吹胀比较大，取2-42-4倍。倍。 3 3、挤出吹塑控制

14、因素、挤出吹塑控制因素 q 型坯温度和挤出速度型坯温度和挤出速度q 吹气压力和鼓气速率吹气压力和鼓气速率q 吹胀比吹胀比q 模温模温q 冷却时间等冷却时间等 模具温度应保持均匀分布，以保证制品的均匀冷却。模温过低，型坯冷却快，形变困难，在夹口处塑料的延伸性降低，不易吹胀，造成制品该部分加厚；模温过高，冷却时间延长，生产周期增加，当冷却不够时，制品脱模后易变形，收缩率大。一般模具温度控制在2050之间。小型厚壁制品模温低些，大型薄壁制品模温高些。3 3、挤出吹塑控制因素、挤出吹塑控制因素 q 型坯温度和挤出速度型坯温度和挤出速度q 吹气压力和鼓气速率吹气压力和鼓气速率q 吹胀比吹胀比q 模温模温

15、q 冷却时间等冷却时间等 增加冷却时间，可防止塑料因弹性回复作用而引起的形变，制品外型规整，但延长生产周期。冷却时间太短，制品会产生应力而出现空隙。 Outline一、概述二、中空吹塑设备三、挤出吹塑四、注射吹塑五、拉伸吹塑六、多层吹塑七、大型中空吹塑v 生产过程 v 注射吹塑设备 v 工艺因素 12345注射吹塑成型过程l由注射机在高压下将熔融塑料注入模具内形成管状型坯。l开模后型坯留在芯模(又称芯棒)上，通过机械装置将热型坯置于吹塑模具内。l合模后由芯模通道引入0.20.7MPa的压缩空气，使型坯吹胀达到吹塑模腔的形状l在空气压力下进行冷却定型。l脱模后得到制品。 注射吹塑适宜生产批量大的

16、小型精制容器和广口容器。 一般能生产的最大容积量不超过4L。 q制品壁厚均匀一致，不需要进行后修饰加工；制品无合缝线，废边废料少。q每件制品必须使用两副模具(注射型坯模和吹胀成型模)，注射型坯模要能承受高压。q两副模具的定位公差等级较高，模具成本费用加大；生产容器的形状和尺寸受限，不宜生产带把手的容器。 缺点优点v 生产过程 v 注射吹塑设备 v 工艺因素 注射吹塑的基本特征： 型坯是在注射模具中完成的，制品是在吹塑模具中完成的。由两半模具、芯棒、底版和颈圈四部分组成。v芯棒具有三种功能：在注射模具中以芯棒为中心充当阳模，成型型坯；作为运载工具将型坯由注射模内输送到吹塑模具中去；芯棒内有加热保

17、温通道，（常采用油作加热介质，（常采用油作加热介质，控制其温度。）控制其温度。）芯棒内有吹气通道，（供压缩空气（供压缩空气进人型坯进行吹胀，吹气口设于容器的肩部，以保证进人型坯进行吹胀，吹气口设于容器的肩部，以保证压缩空气能达到容器的底部利于吹胀。）压缩空气能达到容器的底部利于吹胀。）在芯棒的通气道上装有控铸开关装置，使芯棒吹气时打开，注塑时闭合。v芯棒的要求：芯棒直径应小于容器颈部的最小直径，以便芯棒脱出；容器的最小直径尽可能大些，使吹胀比降到最低限度，以保证成型。v模具应保证在吹胀后能充分冷却至定型；v各配合面选用公差的上限值，以防表观出现合缝线；v为使吹胀过程中模具夹带的气体顺利排除，在

18、合模面上应开设几处排气槽；v容器的底部应设计呈凹状以便脱模。 v 生产过程 v 注射吹塑设备 v 工艺因素 n管坯温度与吹模温度 注射型坯时，管坯温度是关键。温度太温度太高高时，熔料因粘度降低易变形易变形，致使管坯在转移中出现厚度不均，会影响吹塑制品的质量；温度太低温度太低时，制品内常会带有较多的内应力制品内常会带有较多的内应力，使用中易发生应力破裂。n树脂 适合注射吹模的树脂应具有较高的相对分具有较高的相对分子质量和熔体粘度子质量和熔体粘度，而且熔体粘度受剪切速熔体粘度受剪切速率及加工温度的影响较小率及加工温度的影响较小，制品具有较好的抗冲击韧性，有合适的熔体延伸性能。Outline一、概述

19、二、中空吹塑设备三、挤出吹塑四、注射吹塑五、拉伸吹塑六、多层吹塑七、大型中空吹塑v 简介v 工艺方法 v 工艺过程 v 工艺控制 q拉伸吹塑指经双轴定向拉伸的一种吹塑成型。q先通过挤出法或注射法制成型坯；q然后将型坯处理到塑料适宜的拉伸温度；q经内部(用拉伸芯棒)或外部(用拉伸夹具)的机械力作用而进行纵向拉伸，同时或稍后经压缩空气吹胀进行横向拉伸；q最后获得制品。 q拉伸的目的是为了改善塑料的物理力学性能拉伸的目的是为了改善塑料的物理力学性能。（对非晶型的热塑性塑料，拉伸是在其热弹性（对非晶型的热塑性塑料，拉伸是在其热弹性范围内进行的。对部分结晶的热塑性塑料，拉范围内进行的。对部分结晶的热塑性

20、塑料，拉伸是在低于结晶熔点较窄的温度范围内进行伸是在低于结晶熔点较窄的温度范围内进行的。）的。）q在拉伸过程中，要保持一定的拉伸速度。在拉伸过程中，要保持一定的拉伸速度。 （其作用是在进行吹塑之前，使塑料的大分子（其作用是在进行吹塑之前，使塑料的大分子链拉伸定向而不致于松弛。）链拉伸定向而不致于松弛。）q需要考虑到晶体的晶核生成速率及结晶的成需要考虑到晶体的晶核生成速率及结晶的成长速率。当晶体尚未形成时，即使达到了适长速率。当晶体尚未形成时，即使达到了适宜的拉伸温度，对型坯拉伸也是毫无意义的，宜的拉伸温度，对型坯拉伸也是毫无意义的，因此，在某种情况下，可加入成核剂来提高因此，在某种情况下，可加入成核剂来提高成核速度。成核速度。q（1）一步加工法： 指拉伸吹塑工艺过程中制备型坯、拉伸、吹塑三道主要工序是在一台机中连续依次完成的，称为一步加工法，又称为热型坯法。 设备的组合方式有： 挤出机 + 吹塑机 注射机 + 吹塑机q（2）两步加工法： 指生产过程分两步进行。 第一步制备型坯，型坯经冷却后成为一种待加工的半成品，具有专门化生产的特性。 第二步将冷型坯提供另一企业或另一车间进行再加热、拉伸和吹塑，又称为冷型坯法。l（1）注射型坯定向拉伸吹塑 注射成型有底型坯 连续地由运送带( (或回转