【正文】 ( kg K ) ，也就是說，冷卻過程中，PP 消耗的熱量是HIPS 倍。塑料自身消耗的熱傳導(dǎo)也是不同的，各級各類的塑料材料均可如PP 那樣，與標(biāo)準(zhǔn)值類比。 若已知標(biāo)準(zhǔn)HIPS 的冷卻時(shí)間為tR ，相同厚度的另一種材料的冷卻時(shí)間tx 可按下式計(jì)算：冷卻時(shí)間tX = tR 材料的冷卻時(shí)間系數(shù) 式中tR ― 標(biāo)準(zhǔn)材料HIPS 的冷卻時(shí)間； tX ― 不同塑料材料的冷卻時(shí)間。 材料的冷卻時(shí)間系數(shù)可從（附件表1）中查取。 由于成型材料與模具表面直接接觸的熱傳導(dǎo)作用，使得拉伸后的厚度非常重要，即片材越拉伸，面積越大，厚度越薄，冷卻時(shí)間越短。 請注意：當(dāng)拉伸最小，制品壁最厚處冷卻充分時(shí)，冷卻工序即告結(jié)束，制品可以脫模了。對于厚制品，芯部材料的實(shí)際溫度無法測出，這種情況下，可以參考塑件變形的時(shí)間，如逐步減少冷卻時(shí)間，直至得到制品不再變形和回復(fù)的時(shí)間。 成型所需的溫度越高，冷卻過程排出的熱越多，冷卻周期就越長。由于這個(gè)原因，真空吸塑成型機(jī)的操作循環(huán)時(shí)間比壓力熱成型系統(tǒng)長。 大多數(shù)情況下，脫模溫度僅低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，冷卻時(shí)間越長，制品剛性越大。 真空吸塑成型模具的材質(zhì)導(dǎo)熱性越好，冷卻時(shí)間越短，因此，環(huán)氧樹脂、鋁和熱平衡鋁材質(zhì)模具的冷卻時(shí)間比為18 : 12 : 7 。 例如：假設(shè)厚度為3mm 的HIPS 片材，拉伸比為1:2 ，用環(huán)氧樹脂的冷卻時(shí)間為54s ，采用熱平衡鋁的冷卻時(shí)間為：tKA1 = 54 X（7/18）= 21s 圖311 a 薄片在真空吸塑成型時(shí)的溫度曲線，適用于表面溫度與芯部溫度相等； b 厚片在真空吸塑成型時(shí)的溫度隨時(shí)間變化的曲線，適用于表面溫度（連續(xù)方向）與芯部溫度（斷面方向）不等RT室溫，ET軟化溫度（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度幾）。 Tu成型溫度；THmax片材的最高加熱溫度；Tmax對片材加熱的最大溫度；1加熱操作結(jié)束時(shí)間；2成型開始時(shí)間（預(yù)拉伸、吹脹等）。3 成型時(shí)間；4片材與模具充分接觸時(shí)間；4～5冷卻時(shí)間；5脫模時(shí)間 表312 高抗沖聚苯乙烯片材（HIPS）的外觀性能項(xiàng) 目指 標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品起泡、凹凸、裂痕不允許污點(diǎn)、虧料痕、劃痕不允許輕微色差色澤一致基本一致表面光滑平整雜點(diǎn)、黑點(diǎn)不影響使用 自動(dòng)卷片的真空吸塑成型機(jī)，模具部分由鈹銅合金制造，這使得導(dǎo)熱性比鋁材有所改進(jìn)， ，冷卻時(shí)間減少了15％～20％。 低溫真空吸塑成型模具需要的冷卻時(shí)間較短，但模具溫度不能隨便降低。最低模溫取決于：塑料材料；所需的型腔斜度；板坯材料的厚度，若模塑件不能在各向等速冷卻，隨壁厚的增加，變形的可能性增加；換言之，壁越厚，模具的溫度就應(yīng)越高；制品的形狀，軸向?qū)ΨQ的制件比一側(cè)的制件脫模溫度高。 當(dāng)塑件和模具間夾帶空氣時(shí)，接觸不良且冷卻時(shí)間增加。當(dāng)模具表面太滑或排氣槽太少時(shí)，會(huì)存在接觸不良。若真空吸塑成型制品畸變，說明與模具存在不良接觸，其結(jié)果是導(dǎo)致冷卻時(shí)間延長，否則，制品太軟會(huì)變形。 對于真空吸塑成型，片材與模具接觸一側(cè)的冷卻通常比不接觸的更有效（表33）。當(dāng)然，若雙面均勻冷卻，效果更優(yōu)。 表33 采用不同冷卻方式的熱成型材料的傳熱值項(xiàng)目無模冷卻空氣冷卻噴霧式空冷與鋁接觸傳熱值／〔 W / ( mZ K ）〕57570→∞ 空氣冷卻的改進(jìn)由下述條件達(dá)到：加強(qiáng)空氣流動(dòng)；氣流直接對著塑件厚的部位；盡可能排出制件中的空氣；加水產(chǎn)生氣流；使用過冷的空氣。 請注意：靜止的空氣幾乎沒有冷卻效果。對于卷喂料的真空吸塑成型機(jī)的模具冷卻，空冷和接觸式冷卻區(qū)別很小，每個(gè)周期的最大冷卻時(shí)間為3s，使用冷卻的空氣對減少冷卻時(shí)間不明顯。表313 高抗沖聚苯乙烯片材（HIPS）的物理機(jī)械性能項(xiàng) 目指 標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品拉伸屈服強(qiáng)度（縱、橫向）/ MPa≥14≥12≥10沖擊強(qiáng)度（縱、橫向）/ （J/m）≥55≥49≥45球壓痕硬度/ MPa≥75≥65≥55維卡軟化點(diǎn)/ ℃≥85≥80≥70加熱尺寸變化率（縱、橫向）/ %4～—15～185～—20 三、成型片材的制造工藝 成型材料厚片和薄片的生產(chǎn)主要步驟是：聚合物產(chǎn)品；聚合物配混成模塑材料（粒料或粉料）；～15mm 的片材。 配方可以是將顏料、填料、潤滑劑、加工助劑、增塑劑、抗老化劑、光穩(wěn)定劑、阻燃劑、抗靜電劑等與聚合物混合，成為可加工的塑料材料，也可以是與其他塑料或回收料共混。 1．片材的擠出成型 厚的薄膜到厚50mmX2000mm 寬的片材，甚至寬度可達(dá)5000mm 。擠出機(jī)加熱，將粒料、粉料、破碎料或回頭料混合，排氣，然后在壓力下從狹縫模中擠出（圖312 ）。根據(jù)塑料類型和材料的厚度，熱的擠出物被牽出和定型，或擠到帶冷卻的同步轉(zhuǎn)動(dòng)的牽引輥上（輥冷卻工藝）。擠出物通過一個(gè)冷卻段，然后裁邊、卷取。片材按規(guī)格切割。單層的和復(fù)合的成型材料都可以生產(chǎn)。 圖312 片材擠出生產(chǎn)線（示意圖）1粒料；2擠出機(jī)；3縫模；4壓光輥（定型部分）。5牽引；6薄膜／片材卷 右圖313為片材擠出生產(chǎn)實(shí)樣 擠出機(jī)的缺陷可造成熱成型片材的問題如下。 ① 厚度公差，能夠形成片材厚度不均勻，原材料制造部分產(chǎn)生的厚度公差大約為177。5 % ，厚度低于2mm 的公差百分比略大，超過5mm 的略小。假如是生產(chǎn)大批的熱成型材料，應(yīng)采用較緊的公差值。高級的擠出機(jī)生產(chǎn)線帶有厚度自動(dòng)反饋控制系統(tǒng)，～lmm 的薄膜，厚度公差為177。 。 ② 若擠出物的熔體溫度太低或壓光輥太冷，片材光滑的表面會(huì)在熱成型機(jī)上加熱時(shí)變粗糙或呈橘皮狀。 ③ 太高的牽引速度會(huì)導(dǎo)致沿縱向的高取向。 ④ 片材中非常低的內(nèi)應(yīng)力造成加熱時(shí)的熔塌。 ⑤ 太大的熔痕在壓光輥上形成斑痕，如在薄膜或片材上出現(xiàn)規(guī)則的橫向條紋。 ⑥ 機(jī)頭上的掛料產(chǎn)生的輕微的劃線在片材加熱時(shí)隆起。 2．片材的壓延成型 PVC 片材主要由壓延法生產(chǎn)（圖314 ) ， ， ，以及帶皮革紋、木紋的薄片。PP 和ABS 片材也可用壓延法生產(chǎn)，現(xiàn)代壓延機(jī)壓延產(chǎn)品的厚度公差可達(dá)177。 。 擠出機(jī)和壓延機(jī)的主要區(qū)別是：由壓延法生產(chǎn)高質(zhì)量的PVC 材料比較容易，并在真空吸塑成型時(shí)有許多優(yōu)點(diǎn)。由于生產(chǎn)過程將應(yīng)力凍結(jié)，使得材料加熱時(shí)熔塌很小，尤其對PP 材料非常顯著。壓延只能生產(chǎn)單層片，較厚的片可由壓延機(jī)“貼合”。壓延機(jī)可生產(chǎn)木紋或壓花材料。擠出的材料比壓延的成本低。 圖314 PVC 壓延生產(chǎn)線（示意圖）1 混合器；2 擠出機(jī)；3 開煉機(jī)；4 喂料；5 壓延機(jī)；6 卷料 表315各種厚度的塑料片材適用范圍片材厚度/mm適宜用途可選材料～精細(xì)花紋的淺拉成型物、桌面鋪墊等SPVC～包裝用品、薄壁容器、冰淇淋杯SPVC、PET、PP～包裝用品、玩具、照明器具、壁材PP、PS、PVCU～容器、箱與蓋、壁材、玩具、文具、包裝用品ABS、PS、PVCU～小型廣告牌、容器、玩具、文具、包裝用品PP、PET、PVCU～洗衣機(jī)內(nèi)襯、透明罩殼、工業(yè)配件、建材、玩具、文具、包裝用品ABS、PS、PP、PET、PMMA～冰箱內(nèi)襯、熒光燈罩、機(jī)殼、大型廣告牌PP、PET、PS（HIPS）、ABS 3．澆鑄成型的片材澆鑄在片材在生產(chǎn)過程中用的較少。有機(jī)玻璃（PMMA ）和醋酸纖維素板片采用澆鑄成型。澆鑄的PMMA 在熱成型時(shí)與擠出的變形情況完全不一樣。對于熱成型來說，澆鑄材料的大問題是造成的厚度公差。受材料厚度和制造的影響，厚度公差可達(dá)士20 % ，這會(huì)給熱成型工藝帶來多重問題。 4．片材生產(chǎn)的特殊工藝高級塑料的小片材有時(shí)可用注射成型，例如，熱成型心臟模型的聚氨酯片材。 當(dāng)不能用共擠出法生產(chǎn)雙層片材時(shí)，兩層片材可采用層合、熱合工藝，如火焰處理或黏和（聚氨酯黏合劑）。 擠出后的雙向拉伸可生產(chǎn)取向聚苯乙烯（OPS ）。 5．片材的處理工藝在擠出成型之后，材料表面會(huì)立即產(chǎn)生紋理。當(dāng)擠出物溫度較高時(shí)，可用壓花輥在表面壓花。當(dāng)材料在熱成型機(jī)上加熱時(shí)，表面的刻痕經(jīng)冷卻而回復(fù)，如損失掉表面的紋理效果會(huì)變成光面。 封合層或擠出涂覆，一般用多臺(tái)擠出機(jī)共擠出法生產(chǎn)，兩層片材在狹縫機(jī)頭內(nèi)黏合或是熔體剛從機(jī)頭中擠出時(shí)熔合。 印刷真空吸塑成型片材時(shí)，除了印刷色以外，可使用熱黏合涂料及防護(hù)涂料。作為真空吸塑成型所需的印刷顏料，應(yīng)使用與塑料材料有很好相容性的顏料種類，以確保其良好地附著。 植絨是一種處理工藝，通常是用專門的貓合劑把尼龍纖維植絨到材料表面。由于熱成型有拉伸作用，會(huì)使植絨從材料表面分離。植絨的一面在真空吸塑成型時(shí)不與模具面接觸。 高真空條件下的金屬化處理，是將鋁蒸鍍到片材的一側(cè)表面。以下材料可金屬化處理：聚苯乙烯（PS）、聚酯（PET）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP)等。鍍層是不牢固的。金屬化處理的材料均可用于熱成型，但在拉伸時(shí)鍍鋁層減薄，并會(huì)因此而不透明。 覆蓋壓塑層的電鍍片材成為反射片，可采用模塑真空吸塑成型，其伸展量僅為有限的一點(diǎn)。 金屬化及電鍍的真空吸塑成型材料，電鍍的一面反射輻射加熱器的熱輻射，因此只能去加熱沒有金屬化的那一面。 若是在真空吸塑成型之后電鍍塑件，應(yīng)使用特殊的電鍍材料。例：常見的月餅托盤的用料就是電鍍金色的片材成型的制品。 四、常見片材的成型特性 1．聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET） 聚對苯二甲酸乙二醇酯俗稱聚酯。 1946年英國人惠菲德首先發(fā)表聚酯的專利，并在英國ICI公司進(jìn)行試生產(chǎn)，1953年該公司又首先進(jìn)行聚酯薄膜試生產(chǎn)，1954年美國杜邦公司也生產(chǎn)該種薄膜，以后德、法和日本相繼生產(chǎn)聚酯薄膜和纖維、片材等。 聚酯樹脂的特點(diǎn): 聚對苯二甲酸乙二醇酯系結(jié)晶形聚合物，～，熔點(diǎn)為255oC～260oC，在熱塑性塑料中具有最大的強(qiáng)韌性，其薄膜拉伸強(qiáng)度可與鋁箔相匹敵，為聚乙烯的9倍，聚碳酸酯和尼龍的3倍。 聚對苯二甲酸乙醇在較寬的溫度范圍內(nèi)，保持其優(yōu)良的物理機(jī)械性能，20oC～80oC溫度的影響很小，長期使用溫度可達(dá)120oC，能在150oC使用一段時(shí)間。 聚對苯二甲酸乙二醇酯的透氣率雖然比聚偏二氯乙烯大些，但作為包裝材料仍是屬阻氣性良好的。對25um厚的薄膜，透氧為29cm3/m2Mpa、二氧化碳為130cm3/m2hMpa，吸濕性低，25oC水中浸1周，吸濕率%，保持尺寸穩(wěn)定性。 聚對苯二甲酸乙醇在較高溫度下,也能耐氟氫酸、磷酸、乙酸、乙二酸，但鹽酸、硫酸、硝酸能使它受到不同程度的破壞，如拉伸強(qiáng)度下降。強(qiáng)堿尤其是高溫下的堿，能使它的表面發(fā)生水解，其中以氨水的作用更劇。醋酸乙酯、丁酮；二甲苯、石腦油、乙二醇甲酯、甲醇、醋酸等，在室溫或近它們沸點(diǎn)的溫度下不受侵蝕，溶解在鄰氯代苯酚、四氯乙烷、甲酚的混合溶液或過量的硝基苯之中。 聚酯片材系列的性能： 聚酯片材系列包括PETG、APET、PCT等品種，是近年開發(fā)和發(fā)展很快的新片材產(chǎn)品。 聚酯片材具有優(yōu)良的綜合性能、透明度高、強(qiáng)度好、后加工容易等諸多優(yōu)點(diǎn)。由于強(qiáng)度好，同樣厚度的產(chǎn)品，其保護(hù)作用明顯優(yōu)于PVC片材，若同樣強(qiáng)度來比較，則可用較薄的聚酯片材，所以雖然聚酯片材重量價(jià)格較高，但實(shí)際成本增加不大，更主要的是聚酯片材的透明晶瑩增加了包裝的效果，使包裝上了更高的一個(gè)檔次。再有它無毒、無臭、無味，符合食品包裝的衛(wèi)生要求，它無PVC片材焚燒 理時(shí)會(huì)二次污染環(huán)境的問題，在PVC片材禁止使用于一次性包裝的情況下，能符合包裝應(yīng)用的有較高強(qiáng)度的片材，無疑是聚酯片材。聚酯片材的加工（吸塑或折盒）方便，普通的吸塑機(jī)便能正常加工，效率與PVC片材一樣，所以原生產(chǎn)PVC片材吸塑制品的設(shè)備無需進(jìn)行任何改造。 ⑴ 無定形聚酯片材（APET ) APET片材是使用間苯二甲酸及二甘醇對聚酯進(jìn)行改性后的樹脂經(jīng)擠出成型而得。由于從機(jī)頭擠出的熔融PET物料經(jīng)過驟冷定型成片，使樹脂處于無定型狀態(tài)，因而PET片材具有很高的透明性；同時(shí)保持有PET的眾多優(yōu)點(diǎn)，如無毒、高光澤、良好的機(jī)械性能、阻隔性能、印刷性能；易壓花裝飾；易金屬化處理；可以用r射線消毒；可對廢棄物經(jīng)濟(jì)地處理，包括回收利用、燃燒處理等，燃燒時(shí)僅產(chǎn)生二氧化碳和水，不產(chǎn)生有害物質(zhì)。但APET 不耐紫外線，APET 有良好的電絕緣性能。 APET還具有許多性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過PVC，例如耐低溫性好、耐摩擦性能優(yōu)越等，是一種大有發(fā)展前途的新型塑料包裝材料，其應(yīng)用領(lǐng)域正在進(jìn)一步地探討、拓展過程中。 ～，相當(dāng)廣泛，為APET制品設(shè)計(jì)和利用提供了較大的余地。 APET片材的吸塑成型條件（附件表1）：成型溫度為90℃～120℃；模具溫度為30℃～50℃。在溫度到120℃ 以后，APET 成為混濁不透明的，即后結(jié)晶，并且阻隔性降低。對于厚度為3～4mm 的材料，在加熱過程中已經(jīng)開始后結(jié)晶。APET 真空吸塑成型模具的排氣通道比HIPS 和PVC 所需要多20%～30%。 APET片材的技術(shù)指標(biāo)如下，它強(qiáng)度好，擴(kuò)沖性能優(yōu)良、高透光率，適合高強(qiáng)度透明包裝，如食品或油脂性物品的包裝，文具、工具的吸塑包裝。 后處理：沖壓和切割性能優(yōu)異，但沖壓力要比PVC 高60%。另一方面，切割時(shí)間相當(dāng)短。加熱的刀模的切割長度可相應(yīng)增加，在100℃ 時(shí)增加11%, 130℃ 時(shí)增加25% , 160℃ 增加40%。???? 將APET 殼罩熱封合到板上的溫度是190～240℃，～。 板上涂覆熱封合漆是非常重要的，APET單膜比復(fù)合膜的