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日常生活中一些塑料的制作工藝——礦泉水瓶.doc

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?礦泉水瓶 目錄一、 簡介 二、 材料分析三、 成型工藝四、 制作流程A、 成形前的準備B、 制品的后處理五、 影響PET瓶吹塑的重要因素一、 簡介 生活中塑料與我們息息相關,無處不在。如,礦泉水瓶,下面我就典型的塑料瓶來進行分析。礦泉水瓶的材料主要是PET。它的生產工藝及流程又是怎樣的呢?二、 材料分析 PET塑料聚對苯二甲酸乙二醇酯?;瘜W式為-OCH2-CH2OCOC6H4CO- 。簡稱PET,為高聚合物,由對苯二甲酸乙二醇酯發生脫水縮合反應而來。對苯二甲酸乙二醇酯是由對苯二甲酸和乙二醇發生酯化反應所得。PET是乳白色或淺黃色、高度結晶的聚合物,表面平滑有光澤。在較寬的溫度范圍內具有優良的物理機械性能,長期使用溫度可達120℃,電絕緣性優良,甚至在高溫高頻下,其電性能仍較好,但耐電暈性較差,抗蠕變性,耐疲勞性,耐摩擦性、尺寸穩定性都很好。優點 ?、儆辛己玫牧W性能,沖擊強度是其他薄膜的3~5倍,耐折性好。  ?、谀陀?、耐脂肪、耐稀酸、稀堿,耐大多數溶劑。  ?、劬哂袃灹嫉哪透?、低溫性能,可在120℃溫度范圍內長期使用,短期使用可耐150℃高溫,可耐-70℃低溫,且高、低溫時對其機械性能影響很小。  ?、軞怏w和水蒸氣滲透率低,既有優良的阻氣、水、油及異味性能。  ?、萃该鞫雀?,可阻擋紫外線,光澤性好。 ⑥無毒、無味,衛生安全性好,可直接用于食品包裝。三、成型工藝 中空吹塑 ( 又稱吹塑模塑 ) 是借助于氣體壓力使閉合在模具中的熱熔型坯吹脹形成中空制品的方法,是常用的塑料加工方法,同時也是發展較快的一種塑料成型方法。吹塑用的模具只有陰模 ( 凹模 ) ,與注塑成型相比,設備造價較低,適應性較強,可成型性能好 ( 如低應力 ) 、可成型具有復雜起伏曲線 ( 形狀 ) 的制品。 中空吹塑又分為注射吹塑、擠出吹塑和拉伸吹塑,注射吹塑是用注射成形法先將塑料制成有底型坯,再把型坯移入吹塑模內進行吹塑成形。擠出吹塑成形過程,管坯直接由擠出機擠出,并垂掛在安裝于機頭正下方的預先分開的型腔中;當下垂的型坯達到規定的長度后立即合模,并靠模具的切口將管坯切斷;從模具分型面的小孔通入壓縮空氣,使型坯吹脹緊貼模壁而成型;保壓,待制品在型腔中冷卻定型后開模取出制品。四、制作流程. A、成形前的準備成型前應對塑料原料進行外觀檢驗,如原料的色澤、細度及均勻度等,必要時應對塑料的工藝性能進行測試。對容易吸濕的塑料,成形前應進行充分的干燥,避免制品表面出現銀絲、斑紋和氣泡等缺陷。應對注射機的料筒進行清洗或拆換,并根據需要對模具進行預熱。為了使制品容易從模具內脫出,對有的模具型腔還須涂上脫模劑,常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液體石蠟和硅油等。 吹塑成型過程可分為四個階段: (1) 型坯形成階段聚合物在擠出機中的輸送、熔融、混煉、泵出成型為型坯的形成階段;在這一階段,影響壁厚分布的主要工藝參數有: ①材料的分子量分布、平均分子量; ②吹塑機的溫度控制系統和螺桿轉速,其中溫度控制系統包括料斗溫度,料筒 1 區、 2 區、 3 區、 4 區溫度,法蘭溫度,以及儲 料模頭 1 區、 2 區、 3 區、 4 區溫度。 (2) 型坯下料階段型坯從模唇與模芯的間隙中擠出為下料階段。此時,型坯離模膨脹和型坯垂伸這兩種現象影響型坯成型。影響壁厚分布的主要工藝參數是吹塑機的模頭直徑和壁厚控制系統,其中控制系統包括軸向壁厚控制系統和周向壁厚控制系統,以調整模唇與模芯的間隙。 (3) 型坯預吹階段為避免型坯內表面的接觸、粘附,改善制品壁厚的均勻性,要對型坯進行預吹脹。在型坯預吹階段,從型坯下方往型坯內噴氣,以護持型坯,減小其垂伸。在這一階段,影響壁厚分布的主要工藝參數有:預吹壓力、預吹時間。(4) 型坯高壓吹階段高壓吹脹型坯,使之貼緊模具型腔,實現產品塑性成型階段。該階段,影響產品成型的是型坯受高壓吹脹變形、型坯與模腔接觸變形。而影響壁厚分布的主要工藝參數有:材料的收縮率;吹氣壓力、時間;模具材料、結構、模具排氣系統以及模具冷卻系統,如冷卻水道分布、冷卻水進水溫度等。盡管影響吹塑制品質量的因素較多,但當生產條件、制品要求確定后,調整吹塑工藝參數能有效改善制品質量。優化的工藝參數可以提高生產效率,降低原材料消耗,優化產品的綜合性能。 B、制品的后處理塑料制品脫模后,常需要進行適當的后處理來改善制品的性能和提高制品尺寸的穩定性,主要包括退火和后處理。(1)退火處理 由于塑料的塑化不均勻或在型腔內冷卻速度不等,這導致塑料制品內不均勻的結晶、取向和收縮,從而產生內應力,使制品力學性能下降、光學性能破壞、表面出現裂紋,甚至變形開裂,因此必須進行退火處理。方法是使制品在定溫的加熱液體介質或熱空氣循環烘箱中靜置一段時間,溫度應控制在高于制品使用溫度10--20℃或者低于塑料熱變形溫度10--20℃為宜,時間視制品厚度而定。退火處理的實質是松弛聚合物中凍結的分子鏈、消除內應力以及提高結晶度、穩定結晶結構。(2)調濕處理 有些塑料制品在高溫下與空氣接觸會氧化變色或容易吸收水分而膨脹。調濕處理就是使制品在一定的溫度環境中預先吸收一定的水分,使制品尺寸穩定下來,避免在使用過程中再發生更大的變化。五、影響PET瓶吹塑的重要因素瓶坯 制備吹塑瓶時,首先將PET切片注射成型為瓶坯,它要求二次回收料比例不能過高(5%以下),回收次數不能超過兩次,而且分子量及粘度不能過低(分子量31000-50000,特性粘度0.78-0.85cm3/g)。注塑成型的瓶坯需存放48h以上方能使用。加熱后沒用完的瓶坯,必須再存放48h以上方能重新加熱使用。瓶坯的存放時間不能超過六個月。瓶坯的優劣很大程度上取決于PET材料的優劣,應選擇易吹脹、易定型的材料,并制定合理的瓶坯成型工藝。實驗表明,同樣粘度的PET材料成型的瓶坯,進口的原料要比國產料易吹塑成型;而同一批次的瓶坯,生產日期不同,吹塑工藝也可能有較大差別。瓶坯的優劣決定了吹塑工藝的難易,對瓶坯的要求是純潔、透明、無雜質、無異色、注點長度及周圍暈斑合適。 加熱 瓶坯的加熱由加熱烘箱來完成,其溫度由人工設定,自動調節。烘箱中由遠紅外燈管發出遠紅外線對瓶坯輻射加熱,由烘箱底部風機進行熱循環,使烘箱內溫度均勻。瓶坯在烘箱中向前運動的同時自轉,使瓶坯壁受熱均勻。 要使烘箱更好地發揮作用,其高度、冷卻板等的調整很重要,若調整不當,吹塑時易出現脹瓶口(瓶口變大)、硬頭頸(頸部料拉不開)等缺陷。 預吹 預吹是二步吹瓶法中很重要的一個步驟,它是指吹塑過程中在拉伸桿下降的同時開始預吹氣,使瓶坯初具形狀。這一工序中預吹位置、預吹壓力和吹氣流量是三個重要工藝因素。 預吹壓力的大小隨瓶子規格、設備能力不同而異,一般容量大、預吹壓力要??;設備生產能力高,預吹壓力也高。 對于已加熱二次使用的瓶坯或存放時間超標的瓶坯,由于時溫等差效應,二者成型工藝相似,與正常瓶坯相比,其要求的熱量要少,預吹壓力也可適當降低。 輔機及模具 輔機主要指維持模具恒溫的設備。模具恒溫對維持產品的穩定性有重要作用。一般瓶身溫度高,瓶底溫度低。對冷瓶來說,由于其底部的冷卻效果決定了分子定向的程度,將溫度控制在5-8℃為佳;而熱瓶底部的溫度則要高得多。環境 生產環境的好壞對工藝調整也有較大影響,恒定的條件可以維持工藝的穩定及產品的穩定。PET瓶吹塑成型一般在室溫、低濕狀態下為佳。 其它要求 有壓瓶應同時滿足應力測試與耐壓測試的要求。應力測試是為防止PET瓶灌裝飲料時瓶底與潤滑劑(堿性)接觸過程中產生分子鏈的降解而發生開裂、滲漏等進行的內在質量控制;耐壓測試則是防止瓶內充入一定壓力氣體后產生爆裂而進行的質量控制。為滿足這兩種需要,中心點厚度要控制在一定范圍內,一般情況是中心點薄,應力測試較好,耐壓較差;中心點厚,耐壓測試較好,應力測試較差。當然,應力測試的結果還與中心點周圍過渡區域料的堆積有很大關系,這要根據實際經驗進行調整。
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