1、第五章 中空吹塑成型 中空成型的原理及分類 中空成型過程 中空吹塑過程的影響因素 51中空成型的原理及分類 中空成型的粘彈性原理 根據中空成型原理的兩點推論 中空吹塑成型的分類及工藝特點 一.中空成型的粘彈性原理 數學描述文字敘述一.數學描述 聚合物由于其長鏈結構及分子鏈的柔順性。一般情況下，將聚合物置于一定溫度下，從受外力作用開始，大分子的形復經歷一系列中間狀態過渡到與外力相適應的平衡狀態是一個松馳過程，其形變隨時間的變化為： (1) 12(1)ttetEEdddgh*-=+-+ 在聚合物的玻璃化溫度以上，普彈形變在總形變中所占比例很小，可忽略。于是 (2) 其中，t* 為松馳時間，隨溫度升

2、高而減小。為粘度，隨溫度升高而降低。 （2）式也可寫成 (3)2(1)ttethggg*-=-+12(1)tteEEddg*-=+-2=/E2 為t時的高彈形變=/ 為t=1時粘性形變，即 單位時間的粘性形變 由于在高彈態或粘流溫度附近，聚合物的松弛時間t*很短，若成型中的形變時間t1t* ，則由（3）式可得，當外力作用時間t=t1時：12211(1)ttetthhggggg*-=-+釋放外力后，高彈形變回復 (4)若在高彈形變回復之前，將溫度降低到Tg （或結晶溫度）以下再釋放外力，則松弛時間t*，這時（4）式變為即高彈形變部分不再回復，粘性形變不可逆，釋放外力亦不回復. 12()/1t t

3、tethggg*-=+21thggg=+二.原理敘述 利用聚合物推遲高彈形變的松馳時間的溫度依賴性，在聚合物玻璃化溫度以上的Tf附近，使聚合物半成品（管，中空異型材等）快速變形，然后保持形變，在較短時間內冷卻到玻璃化溫度或結晶溫度以下，使成型物的形變被凍結下來，這就是中空成型的粘彈性原理。二根據成型原理的推論 1.中空吹塑成型制品的使用溫度應比聚合物的玻璃化溫度或結晶溫度低得多。 2.成型溫度越高，制品中不可逆形變所占比例越大，成型物的形狀穩定性越好。 三中空成型的分類及特點 擠出吹塑 注射吹塑 拉伸吹塑多層吹塑1.擠出吹塑 擠出吹塑的工藝流程包括：管坯的形成：由擠出機擠出，并垂掛在安裝于機頭

4、正下方的預先分開的型腔中；當下垂的型坯達到合格長度后立即合模，并靠模具的切口將型坯切斷； 從模具分型面上的小孔插入的壓縮空氣吹管送入壓縮空氣，使型坯吹脹緊貼模壁而成型；保持空氣壓力使制品在型腔中冷卻定型即可脫模。 2注射吹塑 注射吹塑型坯的形成是通過注射成型方法將型坯模塑在一根金屬管上，管的一端通入壓縮空氣，另一端的管壁上開有微孔。注射模塑的型坯通常在冷卻后取出，吹塑前重新加熱到Tg以上，迅速移入模具中，并吹入壓縮空氣，型坯即脹大脫離金屬管貼于模壁上成型和冷卻。 3.拉伸吹塑 在型坯吹塑前于Tg-Tf間，用機械方法使型坯先作軸向拉伸，繼而在吹塑中，型坯徑向尺寸增大，又得到橫向拉伸，后快速冷卻至

5、Tg以下。 4.多層吹塑 以多層管坯復合，并在同一條件下進行吹脹，冷卻。52中空成型工藝過程 第一是制造型坯；第二是型坯定位；第三是吹塑；第四是冷卻。 一.型坯的的制造 型坯的注射成型 型坯的擠出成型 1.型坯的注射成型 一步法：注射型坯一經成型，還在塑性狀態模具開啟；進入成型的第二階段，即把芯軸連同型坯迅速送到吹塑模具中，打開壓縮空氣閥門，經芯軸吹入壓縮空氣，使還處于熔融狀態的型坯吹脹至模腔的形狀，在模具內冷卻后打開模具，取出制品。 兩步法：型坯的注射與吹塑分開進行2.型坯的擠出成型 型坯擠出的機頭結構型坯的擠出成型方法 型坯擠出的機頭結構 直通機頭 轉角機頭 貯料缸機頭多層機頭 型坯的擠出

6、成型方法 a.直接擠出 單模具直接擠出。 水平旋轉園盤法。 b.貯料缸法 間斷擠出大直徑厚壁型坯，可用來吹塑大型容器。 二.型坯的定位，夾持，定頸，吹塑裝置 注射吹塑定位裝置 擠出吹塑定位裝置1注射吹塑裝置 雙工位吹塑裝置多工位吹塑裝置2擠出吹塑裝置 a.型坯遞送，模具固定系統 由一副位于擠出機頭下適當距離的固定的開關模組成，也有使用兩副模具的。 b.型坯靜止，模具移動系統 可分為單模系統和多模系統，模具位于擠出機口模下方，可以垂直上升或下降。三型坯的吹塑方法 1.橫吹法 2.頂吹法 3.底吹法 四吹塑成型制品的冷卻 1.冷凍空氣法 2.冷凍劑法 3.二氧化碳冷卻法 4.空氣和水絕熱膨脹冷卻法

7、5.3中空吹塑過程的影響因素 擠出吹塑過程的影響因素 注射吹塑過程及影響因素 拉伸吹塑過程的影響因素多層吹塑過程的影響因素 一.擠出吹塑過程的影響因素 管坯制造過程中的影響因素 吹塑過程的影響因素 1管坯制造過程中的影響因素 原料的選擇 溫度的控制 螺桿轉速 口模原料的選擇 熔體指數：低熔指利于防止管坯下垂，但不宜過低，否則易發生不穩定流動。 分子量分布：分子量分布寬有利于制得高質量管坯。 拉伸粘度：拉伸粘度隨拉伸應力增加而增大的物料有利于吹塑加工。溫度的控制 T型坯下垂嚴重，T表面粗糙，塑化不良，冷卻過快 螺桿轉速 高的擠出速度能夠提高產量，減少型坯下垂，但轉速過快易產生不穩定流動，螺桿轉速

8、應視具體物料而定。口模 表面光潔度很重要 2吹塑過程的影響因素 吹氣壓力 吹氣速度 吹脹比 模溫和冷卻時間 成型周期 （1）吹氣壓力 吹塑中的壓縮空氣有兩個作用，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（2）吹氣速度 為了縮短吹氣時間，以利于制品獲得較均勻厚度和較好的表面，充氣速度應盡量大一些，但速度過快易產生以下現象：在空氣進口處造成真空，使這部分的型坯內陷，而當型坯完全吹脹時，內陷部分會形成橫隔膜片；口模部分的型坯有可能被極快的氣流拉斷。吹脹比 通常控制在2-4倍，吹脹比過大，則制品形狀穩定性差，過小易造成壁厚不均勻。模溫和冷卻時間 模溫過低，會

9、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；模溫過高，冷卻時間延長，生產周期長。冷卻時間過短，冷卻不充分易導致制品變形，收縮增大，表面無光澤。成型周期 包括擠出型坯，截取型坯，合模，吹氣，冷卻，放氣，開模，取出制品等過程。成型周期的選擇原則是在保證制品的能夠定型的前提下盡量縮短。 二.注射吹塑過程及影響因素 關鍵因素是溫度（型坯），型坯溫度過高時，熔融物料因粘度較低而容易變形，致使型坯在移動過程中，出現厚薄不均，會影響吹塑制品的質量，溫度太低時，制品內部會積存較多的內應力，在使用中易產生應力破裂。三.拉伸吹塑過程的影響因素（以線型聚酯為例） 型坯的成型及影響因素 雙向拉伸過程的影響因素 1.型坯的成型及影響因素 線型聚酯為結晶性塑料，但結晶速度慢。在130220范圍結晶速度較快，而低于130時結晶較慢，所以從增加透明度的角度看，應適當提高加工溫度，降低模具溫度。 2.雙向拉伸過程的影響因素 拉伸溫度 拉伸倍率 拉伸溫度 各種樹脂的最適宜拉伸溫度有所差別，一般取伸長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，對PP則