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中空吹塑工艺是将挤出或注射成型所得的半熔融态管坯(型坯)置于各种形状的模具中，在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的成型方法。其成型过程包括塑料型坯的制造和型坯的吹塑。这种成型方法可生产口径不同、容量不同的瓶、壶、桶等各种包装容器，日常用品和儿童玩具等。 / R5 n6 l e- d6 [# l' M
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用于中空吹塑的塑料品种有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、线形聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纤维素和聚缩醛树脂等。其中高密度聚乙烯的消耗量占首位。它广泛应用于食品、化工和处理液体的包装。高分子量聚乙烯适用于制造大型燃料醝罐和桶等。聚氯乙烯因为有较好的透明度和气密性，所以在化妆品和洗涤剂的包装方面得到普遍应用。随着无毒聚氯乙烯树脂和助剂的开发，以及拉伸吹塑技术的发展，聚氯乙烯容器在食品包装方面的用量迅速增加，并且已经开始用于啤酒和其它含有二氧化碳气体饮料的包装。线形聚酯材料是近几年进入中空吹塑领域的新型材料。由于其制品具有光泽的外观、优良的透明性、较高的力学强度和容器内物品保存性较好，废弃物焚烧处理时不污染环境等方面的优点，所以在包装瓶方面发展很快，尤其在耐压塑料食品容器方面的使用最为广泛。聚丙烯因其树脂的改性和加工技术的进步，使用量也逐年增加。/ j- Y- J0 N$ s1 v7 C6 K$ A
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中空吹塑基本上可以分为两大类：挤出—吹塑和注射—吹塑。两者的主要不同点在于型坯的制备，而后的吹塑过程基本相同。在这两种成型方法的基础上发展起来的有：挤出—拉伸—吹塑(简称挤—拉—吹)，注射—拉伸—吹塑(简称注—拉—吹)以及多层映塑等。; C# a" J: w/ {
注射－吹塑（简称注－吹）塑料瓶是采用注射成型法先将塑料制成有底型坯，再把型坯趁热移到吹塑模中吹塑成型的中空制品。注－吹中空容器没有飞边，尺寸稳定性好，瓶口与螺纹质量优异，型坯厚度可预先调节，制品光泽度好，节省原料。但注－吹成型不适合生产大型和形状复杂的容器，又因为要使用注射和吹塑两副模具，所以设备投资较大。注－吹中空容器以外形筒单的小型瓶体为主，它可以用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺等多种树脂来生产。主要用于医药、食品、化妆品等的包装
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主要原料及典型配方
& n- K+ y. p" e& S（ l ）聚乙烯 一般选用熔体指数为 l ～ 6 的聚乙烯树脂。
- `; j, _( \8 _/ B5 D+ v0 g2 n（ 2 ）聚丙烯 一般选网熔体指数为 2 一 4 的聚丙烯树脂。
( X/ x( Q) n3 u, @- l" U（ 3 ）聚苯乙烯 一般选用通用型或抗冲型的注射级聚苯乙烯树脂。 ! h, u' p; f; P4 J/ t* ]$ t
（ 4 ）聚氯乙烯硬质透明瓶配方见表 8 － 1 。
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8 Q: j$ H1 B1 v' K% M$ o* i表 8 － 1PVC 硬质透明瓶配方（质量比） * |3 {7 B9 X. ]- ~
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" p( U6 ?# F \工艺流程图 参见图 8 － 4 。" @2 T& z/ K; K Z! N
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生产工艺 注－吹成型实际上是由注塑型坯和吹塑制品两个过程组成，而注塑型坯又是整个生产过程的关键。
$ {7 W* _' b2 R' i1 J（ 1 ）注塑型坯的工艺控制 " F4 v3 u4 X0 @' K
① 注塑温度 注射温度与原材料的品种和特性，注塑机的类型及制品厚度等因素有关。对结晶性树脂，如聚乙烯、聚丙烯等，注射温度应高于其熔点。对无定形聚合物，如聚苯乙烯、聚氯乙烯，注射温度要高于其粘流温度。熔体批数低的树脂比熔体指数高的树脂注射温度要高一些。使用柱塞式注塑机比螺杆式注塑机加工温度要高一些。薄壁型坯比厚壁型坯所需要的注射温度高。一般聚苯乙烯的注射温度为 140℃ ～ 240℃ ，聚乙烯为 150℃ ～ 280℃ ，聚丙烯为 205℃ ～ 285℃ ，聚氯乙烯为 160℃ ～ 190℃ 。注射模具温度一般为 40℃ ～ 80℃ 。
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② 注射压力 一般树脂的熔体指数低、型坯壁薄，要求注射压力较高，反之较低。柱塞式注塑机比螺杆式注塑机需要的压力高。在保证产品质量的情况下，尽可能采用较低的注射压力。一般聚苯乙烯的注射压力为 58.8 ～ 107.9MPa ，聚乙烯为 58.8 ～ 98.06MPa ，聚丙烯为 54.9 ～ 98.06MPa ，聚氯乙烯为 78.4 ～ 127.5MPa 。（ 2 ）吹塑的工艺控制与挤－吹成型的吹塑工艺基本相同。 * n- e% M/ z5 \9 y
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主要设备及特点 8 J( h4 ~, F9 H D+ k
（ 1 ）型坯注射机 与一般注塑机的构造基本相同，但注射压力较低，螺杆长径比可小一些，压缩比也不宜过大。 . E' P/ k, Y7 _ y: h1 M/ {& S. z
（ 2 ）模具 包括注射模具与吹塑模具。注塑型坯的模具与一般注塑模具的材料与加工要求基本相同，但芯模必须是中空的，以便通入压缩空气。吹塑模具与挤－吹成型模具基本相同。
1 O+ Z9 U* T0 o: @* s2 O) U4 ?, B（ 3 ）脱模装置 与挤－吹成型不同，吹塑过程完成后，打开吹塑模具，将带着成型制品的芯模送至脱膜装置，由脱模板将制品与芯模分开。 1 a* {# O7 o# H6 c8 A
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产品标准 注射－吹塑塑料瓶目前尚无国标和部标，产品标准可参照聚乙烯吹塑桶标准，并作必要的修正。但同一种原料的注－吹中空容器比挤－吹中空容器性能优良。 * O9 s& ^' ^5 K% Y4 C i$ V7 I8 m
大型中空容器一般指容积在 50L 以上的各种塑制桶体、罐体、贮槽、箱体等大型中空制品。原料以聚乙烯树脂为主，成型工艺主要为挤出－吹塑法和旋转成型法。
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+ I0 [8 a8 `# k( \( Q挤出－吹塑大型容器的成型方法与塑料桶基本相同，只在原料与设备方面略有区别。: ~% v: c8 L: ~# w$ u' U2 O& z+ E
( V, K& @% X8 y主要原料要求 生产塑料桶一般以低密度聚乙烯树脂或高、低密度聚乙烯树脂混合料为主，而生产大型容器则以高密度聚乙烯和高分子量聚乙烯树脂为主。 9 T7 f5 L' s! B+ e+ w% G4 i, q
6 F7 ]% |# k' w& g" J6 y主要设备及特点 生产大型容器的挤出机和吹塑装置均与生产塑料桶的设备相同，但应在挤出机料筒与机头之间增设储料器，见图 8 － 7 。因为大型制品的型坯亦很大，如果由挤出机缓慢地挤出，型坯则会出现自重引起的严重垂伸现象，造成制品纵向壁厚不匀。同时因挤出时间长，使型坯因冷却而温度过低，也会影响吹塑质量。增设储料器装置后，挤出机将熔融物料连续挤入储料器，当储存的物料达到一定量时，即由压料装置快速将物料一次压出，形成厚度均匀、温度适当的型坯。因此增设储料器不仅能减少型坯垂伸、保持型坯温度，还可用较小的挤出机生产大型的制品。; j3 _( Q7 U" I: |2 S
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产品标准 挤出－吹塑大型中空容器目前尚无国、部标准，可参照 GB 13508 一 92 聚乙烯吹塑桶标准作必要的修正。 PETP 软饮料瓶执行 QB1868 一 93 标准。 3 Y9 u( {: k9 K2 q$ \( y, o8 |
挤出－拉伸－吹塑（简称挤－拉－吹）塑料瓶是先通过挤出法将树脂制成管状型坯，再把底部熔合形成有底型坯，然后将型坯处理至所用塑料的理想拉伸温度，经内部（拉伸芯棒）或外部（拉伸夹具）的机械力作用进行纵向拉伸，同时或稍后经压缩空气吹胀进行径向拉伸而制得的中空制品。塑料经过双轴拉伸后分子重新定向，因此制品的冲击韧性、低温强度、透明度、表面光泽度、刚性及阻隔性能等都有了明显的改善和提高。此外，经过拉伸后制品的壁厚减薄，可以节省原料、降低成本。目前用于生产挤－拉－吹中空容器的塑料主要是聚氯乙烯和聚丙烯、制品以小型，薄壁的瓶体为主，用于食品、饮料、化妆品、日化产品等的包装。+ E0 T2 b3 u( B$ B& B" s1 I5 q
0 P# a0 e/ t/ U/ U3 n X挤拉－吹又分为一步法和二步法两种。一步法的型坯制造、拉伸、吹塑在一台设备中连续进行，又称热坯法。二步法的型坯制造在时间、位置和设备上，均与加热、拉伸、吹塑分开进行，又称为冷坯法。
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主要原料及典型配方 对聚丙烯树脂的要求及聚氯乙烯容器的配方，均与挤出－吹塑容器基本相同。 % O# e. L' q) T2 X
6 P0 F/ U$ x( F工艺流程 如图 8 － 5 所示。; S+ I' \4 x, i. `1 Y5 v; X
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生产工艺 挤－拉－吹法在挤出型坯与吹塑的工艺控制上，和挤－吹法基本相同。下面重点介绍拉伸的工艺控制。 3 E3 N8 I. n- O# c5 a/ O
( s, i* v5 `2 w0 f) K8 m/ T（ 1 ）拉伸温度 控制适宜的拉伸温度是进行双轴拉伸的关键，否则将起不到使塑料分子重新定向排列的目的。对非结晶性的聚氯乙烯来说，如采用一步法，型坯即可从挤出时的 190℃ ～ 200℃ 宜接冷却到 90℃ ～ 100℃ ，进行拉伸与吹塑。这时比它的玻璃化温度高出 10℃ ～ 20℃ ，是最理想的拉伸温度。对结晶性的聚丙烯来说，如采用一步法，型坯要借助有效的冷却。 / C( y1 O5 p- E2 Q2 C; N7 Z
) i2 k5 b# _( K+ g+ J9 i从挤出时的 210℃ ～ 230℃ 迅速冷却至 90℃ ～ 105℃ 之间的结晶温度，抑制球晶的形成，然后再加热到玻璃化温度与熔点温度之间的 150℃ ～ 160℃ 进行双轴拉伸。不论聚氯乙烯还是聚丙烯，如果采用二步法，都需要对事先制成的型坯重新加热到各自的拉伸温度，再进行拉伸和吹塑。 9 F; w5 v Q% e1 ?
$ Z, m& C. A9 C2 ^9 a7 u3 i1 }（ 2 ）拉伸倍率 除了拉伸温度等条件外，双轴拉伸制品的分子定向状态是由拉伸倍率决定的，因此拉伸倍率决定着制品性能的改进。拉伸倍率是拉伸比与吹胀比的乘积，拉伸比是制品长度与型坯长度之比，也就是纵向拉伸率。吹胀比是制品最大直径与型坯直径之比，也就是径向拉伸率。拉伸倍率过低，起不到分子重新定向和改善制品性能的作用。拉伸倍率过高，则会引起材料损坯并使加工条件不易控制。一般聚氯乙烯的拉伸倍率取 4 ～ 6 ，聚丙烯取 6 ～ 10 。 6 T1 w' S+ a8 I8 a6 ]* H1 F
+ m! e' Z5 [$ y/ R/ K1 R% K2 s主要设备及特点
8 I& R9 N% e# U" p3 g; V3 i3 F, x! d（ 1 ）挤出机与机头 与一般挤－吹法的设备基本相同。
# D: `6 y$ e7 Q! a（ 2 ）型坯处理装置 由挤出机挤出的管状型坯，要经过该装置进行切断、底部熔合与颈部加工，制成试管状有底型坯。 ! `/ E" M: f8 i: O
（ 3 ）型坯加热装置 型坯加热装置有烘箱、加热套筒、加热通道等多种，加热方式可用电加热或红外线加热。但加热装置要能调温并均衡地加热，使型坯内外温差尽量减小。
1 I7 Y+ Z {1 h' E4 ^9 K（ 4 ）拉伸装置 有拉伸芯棒和拉伸夹具两种。 . X5 T, g4 {. a% A* n
① 拉伸芯棒 拉伸芯棒从型坯上部插入，在液压作用下顶住型坯底部，进行纵向拉伸，然后芯棒上的气孔通入压缩空气吹胀，进行径向拉伸。多数拉伸成型都采用这种拉伸装置。
d4 u2 S1 J) p) u0 d② 拉伸夹具 拉伸夹具从外部夹往管状型坯的两端，在液压作用下进行纵向拉伸，然后再吹胀进行径向拉伸。颈部与底部都有飞边需要修整，飞边经破碎可回收利用。
' X, @+ z$ |2 k( v& d+ }（ 5 ）挤－拉－吹专用成型机 国外有多种型式与规格的挤－拉－吹专用成型机，目前国内尚无此专用设备。表 8 － 2 列出部分挤－拉－吹专用设备。
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4 I1 c8 {- c% n产品标准 挤－拉．吹塑料瓶在目前尚无国标和部标，该容器的各项性能几乎都比挤－吹容器优异，所以除参照聚乙烯吹塑桶标准，对各项技术要求适当提高外，还应增加透过率、透明度等必要的技术要求。表 8 － 3 、表 8 － 4 对拉伸容器的坠落性、透气率的比较。 |
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发表于 2010-5-31 09:00:56