1、第六章 中空吹塑成型,中空吹塑成型： 將擠出或注射成型所得的半熔融態(tài)管坯（或型坯）置于模具中，然后閉合模具，在管坯中通入壓縮空氣將其吹脹，使之緊貼于模腔壁上，再經(jīng)冷卻脫模，得到一定形態(tài)中空制品的一種加工方法。,6.1 二次成型,定義：在一定條件下，將一次成型所得的高分子材料型材（型坯）再次成型加工，以獲得制品的最終型樣的技術(shù)。,薄膜的雙向拉伸 中空吹塑成型 熱成型 合成纖維的拉伸,一、二次成型特點(diǎn)（與一次成型比較）,在低于聚合物流動(dòng)溫度（或熔融溫度）的半熔融類橡膠態(tài)下成型。 通過(guò)粘彈形變來(lái)實(shí)現(xiàn)材料型坯的再成型。 僅適用于熱塑性塑料。,玻璃化溫度Tg是塑料成型加工的下限,塑料物理狀態(tài)： 玻璃態(tài)

2、高彈態(tài) 粘流態(tài),TgTf（Tm）， 高彈態(tài)，適于熱塑性塑料的二次成型加工。 外力作用下，形變值大；外力消除后，恢復(fù)形變的能力較強(qiáng)。 產(chǎn)生不可逆的形變，須較大的外力作用。,由于聚合物長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)及分子鏈的柔順性，一般情況下，如將其置于一定溫度下，從受外力作用開(kāi)始，大分子的形變經(jīng)歷一系列中間狀態(tài)才過(guò)渡到與外力相適應(yīng)的平衡狀態(tài)，其形變隨時(shí)間的變化為一個(gè)松馳過(guò)程：,二、二次成型原理（粘彈性原理）,聚合物的粘彈性總形變 =普彈形變 + 推遲高彈形變 + 粘性形變,聚合物的粘彈性總形變 =普彈形變 + 推遲高彈形變 + 粘性形變,對(duì)于Tg比室溫高得多的無(wú)定形聚合物，在TgTf間，受熱軟化，受外力時(shí)產(chǎn)生形變，此

3、時(shí)普彈形變很小，可忽略；因粘性很大，粘性形變也可忽略；由此，在二次加工中，聚合物形變主要考慮高彈形變。,粘彈性原理,利用聚合物推遲高彈形變松馳時(shí)間的溫度依賴性，在TgTf間，使聚合物半成品（管坯、片材等）產(chǎn)生變形并成型為一定形狀，然后保持形變，在較短時(shí)間內(nèi)冷卻到Tg或結(jié)晶溫度以下，使形變凍結(jié)下來(lái)，而得到制品。,粘彈性原理,二次成型條件,成型溫度：能產(chǎn)生形變，且伸長(zhǎng)率最大的溫度為宜。,無(wú)定形聚合物：成型溫度略高Tg PVC Tg 83 成型溫度9294 PMMA 105 118 ,二次成型條件,模具溫度Tg （接近室溫）,6.2 中空吹塑成型,6.2.1 概述 將擠出或注射成型所得的半熔融態(tài)管坯

4、（或型坯）置于模具中，然后閉合模具，在管坯中通入壓縮空氣將其吹脹，使之緊貼于模腔壁，再經(jīng)冷卻脫模，得到一定形態(tài)中空制品。,吹塑制品的應(yīng)用,適用塑料：PE、PP、PVC、PET、PA、PC等。 吹塑制品的要求：耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂、抗沖擊性、阻透性、耐化學(xué)藥品性、抗靜電性、耐擠壓性,液體、固體的包裝容器（空心塑料制品）,成型方法不同,6.2.2 擠出吹塑,熱塑性塑料的粒料（或粉料）經(jīng)過(guò)擠出機(jī)塑化后，通過(guò)特定的模頭，制備成熱熔融狀的管狀型坯，然后進(jìn)行吹塑。,一、擠出吹塑工藝過(guò)程,擠出管坯：擠出機(jī)中，塑料塑化，機(jī)頭擠出管坯； 管坯入模：管坯垂掛在機(jī)頭正下方的型腔中；達(dá)預(yù)定長(zhǎng)度，合模，夾住管坯，吹管插入管坯

5、一端，管坯另一端被切斷； 管坯吹脹：氣嘴通壓縮空氣，可塑狀態(tài)的管坯被吹脹，緊貼模腔壁，形成制品； 冷卻定型：保持空氣壓力，冷卻定型； 制品取出、修飾：開(kāi)模取出制品，切除余料，修邊整飾。,擠出吹塑工藝過(guò)程,*型坯的不同擠出成型方法,連續(xù)擠出吹塑成型法 水平旋轉(zhuǎn)園盤(pán)法。 a.型坯遞送，模具固定系統(tǒng) 位于擠出機(jī)頭下，適當(dāng)距離的固定吹塑模組成。 b.型坯靜止，模具移動(dòng)系統(tǒng) 可分為單模系統(tǒng)和多模系統(tǒng)，模具位于擠出機(jī)口模下方，可以垂直上升或下降。,*型坯的不同擠出成型方法,間歇擠出,貯料缸法 P364 間斷擠出，大直徑厚壁型坯，吹大型容器。,二、擠出吹塑成型條件的控制,管坯制造過(guò)程中的影響因素 吹塑過(guò)程的

6、影響因素,1、原料的選擇,滿足制品的使用要求 相對(duì)分子質(zhì)量較高，分子質(zhì)量分布稍寬，有利于 制得高質(zhì)量管坯。低熔指利于防管坯下垂，但 不宜過(guò)低，否則易發(fā)生不穩(wěn)定流動(dòng)。 拉伸粘度隨拉伸應(yīng)力增加而增大的物料有利于吹 塑加工。 （制品或半成品很少出現(xiàn)應(yīng)力集中或局部強(qiáng)度變?nèi)醯默F(xiàn)象，不易產(chǎn)生破裂）,2、溫度的控制,T型坯下垂嚴(yán)重，厚度不均勻 T表面粗糙，塑化不良,3、擠出速度,高擠出速度能夠提高產(chǎn)量，減少型坯下垂，但轉(zhuǎn)速過(guò)快易產(chǎn)生不穩(wěn)定流動(dòng)，螺桿轉(zhuǎn)速應(yīng)視具體物料而定。P370,4、吹氣壓力,吹塑中的壓縮空氣兩個(gè)作用： 吹脹和冷卻 低粘度，小容積或厚壁件宜采用低氣壓； 高粘度，大容積或薄壁件宜采用較高壓力,

7、5、吹氣速度 （鼓氣速率）,為了縮短吹氣時(shí)間，利于獲得較均勻厚度和較好表面的制品，吹氣速度應(yīng)盡量大一些。 但速度過(guò)快易產(chǎn)生以下現(xiàn)象： 在空氣進(jìn)口處造成真空，使這部分的型坯內(nèi)陷，口模部分的型坯有可能被極快的氣流拉斷。,6、吹脹比,通常控制在2-4倍，吹脹比過(guò)大，則制品形狀穩(wěn)定性差，吹脹困難，制品強(qiáng)度和剛度變低；吹脹比過(guò)小則原料消耗大，壁過(guò)厚，有效空積減小，冷卻時(shí)間長(zhǎng)。,7、模溫和冷卻時(shí)間,模溫過(guò)低，會(huì)使夾口處的塑料延伸性降低，不易吹脹，并使該部分加厚，成型困難； 模溫過(guò)高，冷卻時(shí)間延長(zhǎng)，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。 當(dāng)冷卻不充分易導(dǎo)致制品變形，收縮增大，表面無(wú)光澤。,8、成型周期,包括擠出型坯，截取型坯，合模，

8、吹氣，冷卻，放氣，開(kāi)模，取出制品等過(guò)程。 在保證制品能夠定型的前提下盡量縮短成型周期。 在保證制品充分冷卻定型的前提下，加快冷卻速率以提高生產(chǎn)效率。,吹塑成型制品的冷卻,冷凍空氣法 冷凍劑法 二氧化碳冷卻法 空氣和水絕熱膨脹冷卻法,6.2.3 注射吹塑,通過(guò)注射成型方法，將型坯模塑在芯棒上，形成型坯，管的一端通入壓縮空氣，另一端的管壁上開(kāi)有微孔。然后將熱型坯置于吹塑模具內(nèi)，并吹入壓縮空氣，型坯脹大,脫離金屬管，貼于模壁上成型和冷卻。,一、注射吹塑工藝過(guò)程,兩 個(gè)階段P372 注射吹塑特點(diǎn)：,型坯的注射成型,一步法：注射型坯一經(jīng)成型，還在塑性狀態(tài)芯模具開(kāi)啟；進(jìn)入成型的第二階段，把芯棒連同型坯迅速

9、送到吹塑模具中，打開(kāi)壓縮空氣閥門(mén)，經(jīng)芯棒吹入壓縮空氣，使還處于熔融狀態(tài)的型坯吹脹至模腔的形狀，在模具內(nèi)冷卻后打開(kāi)模具，取出制品。 兩步法：型坯的注射與吹塑分開(kāi)進(jìn)行,二、注射吹塑工藝要點(diǎn),關(guān)鍵因素是溫度（型坯）。 型坯溫度過(guò)高時(shí)，熔料因粘度較低而容易變形，致使型坯在移動(dòng)過(guò)程中，出現(xiàn)厚薄不均，影響吹塑制品的質(zhì)量； 溫度太低時(shí)，制品內(nèi)部會(huì)積存較多的內(nèi)應(yīng)力，在使用中易產(chǎn)生應(yīng)力破裂。,6.2.4拉伸吹塑,型坯吹塑前,于Tg-Tf間，用機(jī)械方法使型坯先軸向拉伸，繼而吹塑，型坯徑向尺寸增大，得到橫向拉伸，后快速冷卻至Tg以下。,6.2.4 拉伸吹塑,特點(diǎn),拉伸吹塑過(guò)程的影響因素,拉伸溫度 拉伸倍率,拉伸溫度,各種樹(shù)脂的最適宜拉伸溫度有所差別，一般取伸長(zhǎng)率較大的溫度為拉伸溫度， 如PVC 和PET，一般比Tg 高1040。 PET為90110，PVC為100140， PP則比熔點(diǎn)低540，一般為150。,拉伸倍率,拉伸倍率BR=HD/hd 。 拉伸倍數(shù)等于容器尺寸（直徑和高度）與型