【正文】 2)材料改性 PET 樹脂為乳白色半透明或無色透明體，相對(duì)密度 ，折射率為 ，透光率為 90%； PET 屬于中等阻隔性材料，對(duì) O2 的透過系數(shù)為 50～ 90cm3?mm/(m2?d?MPa)，對(duì) CO2 的透過系數(shù)為 180cm3?mm/(m2?d?MPa)； PET 的吸水率為 %，吸水性較大?？s 聚反 應(yīng)的 反 應(yīng)溫 度須 高于 聚合 物的 熔化 溫度可口可樂瓶 成型加工工藝 37 / 58 (260265℃ )，低于 300℃ (當(dāng)溫度達(dá)到這個(gè)值時(shí)，聚合物開始出現(xiàn)降解 )，因此縮聚反應(yīng)最合適的溫度范圍是 275290℃ 。 PET 焚燒時(shí)產(chǎn)生的熱量約為焚燒 PE 時(shí)的一半 [約23MJ/kg（ 5500kcal/kg)]不會(huì)損壞焚燒爐，且不產(chǎn)生危害環(huán)境的毒物，只生成 CO2 和 H2O。 a 通過凈化、熔融造?？苫厥绽?，其回收粒子可用于生產(chǎn) PET 短切纖維或復(fù)制 PET 塑料制品。 6)對(duì)商品的展示性好。 4)保香性能好。 項(xiàng)目 雙相拉伸 PET 瓶 非拉伸 PET 瓶 PVC 瓶 軸向 圓周方向 軸向 圓周方向 軸向 圓周方向 拉伸屈服強(qiáng)度 /Mpa 拉伸斷裂強(qiáng)度 /Mpa 斷裂伸長(zhǎng)率 /% 340 350 134 169 COH O C H 2 C H 2 O COO C H 2 C H 2 O Hn可口可樂瓶 成型加工工藝 36 / 58 落錘沖擊強(qiáng)度 /J 試樣厚度 /mm （低黏度 ) （高黏度 ) 2)阻隔性能良好。 無毒、無味，衛(wèi)生安全性好，可直接用于食品包裝。 耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀堿，耐大多數(shù)溶劑。對(duì)苯二甲酸乙二醇酯是由對(duì)苯二甲酸和乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)所得。綜上所屬， PET 和 PC 可用作瓶身材料。 不耐紫外光，不耐強(qiáng)堿。 自潤(rùn)滑性差。 加工性能好。 不耐高溫，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)釋放DEHP，對(duì)人體有害。 透明度高，可阻擋紫外光。 可口可樂瓶 成型加工工藝 34 / 58 抗有機(jī)溶劑能力強(qiáng)。 聚丙烯 PP 密度低、耐熱，加熱不變形。 表 1 HDPE、 PP、 PET 和 PC 綜合性能比較 材料名 稱 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 高密度聚乙烯 HDPE 耐沖擊、耐低溫、耐勞損、耐化學(xué)腐蝕、自身潤(rùn)滑 能吸收沖擊能。 選材 常用原料對(duì)比 該種中空容器一般是由拉伸軟的或熔融塑料的預(yù)成型件后冷卻成型的，其成功的關(guān)鍵是拉伸過程的塑料有足夠的熔體強(qiáng)度。 可樂瓶作為飲料容器 ，要求材料無臭、無味、無毒、安全。 方案三只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿 足，模具制造工作量和成本在沖裁簡(jiǎn)單的零件時(shí)比復(fù)合模低。 連續(xù)模 ： 壓機(jī)的一次行程中，在模具的不同部位上同時(shí)完成數(shù)道壓工序的模具稱為連續(xù)模，此種模具生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但要求定位精度高，制造比較麻煩，成本也較高。 無導(dǎo)向模 ： 無導(dǎo)向裝置的模具稱為無導(dǎo)向模。復(fù)合模生產(chǎn)。 4) 沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 1)沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。由于聚烯烴樹脂在熔融狀態(tài)下冷卻時(shí)，伴隨著外形尺寸的明顯收縮，因此，冷卻速度過快則將因片材外表與內(nèi)部的收縮不均而形成表面暗斑或變形，嚴(yán)重時(shí)甚至造成板材的碎裂。在一般情況下，彈簧阻力塊的間隙為中間小，逐漸向兩端擴(kuò)大，總的間隙差為 1: 左右。牽引部分的基本要求為 : 1)由于泡沫塑料制品出口阻力大 , 牽引動(dòng)力要比常規(guī)的牽引動(dòng)力大 。 2) 考慮泡沫塑料制品的后收縮 , 定型部分需要考慮和制品最終尺寸保持一定的比例 。 5)加入填料的口模要耐腐蝕耐磨損 。成型模具部分的基本要求有 : 1) 模具的?？谀苓M(jìn)行溫度調(diào)節(jié) , 溫度控制裝置的波動(dòng)小 。 5)加入填料時(shí) , 擠出系統(tǒng)要耐磨、耐腐蝕 。對(duì)擠出發(fā)泡成型用的擠出機(jī)基本要求如下 : 1)擠出傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力要求足夠大 。 三輥壓光機(jī)中的三個(gè)輥要有各自的速度連續(xù)調(diào)節(jié)裝置和溫度調(diào)節(jié)裝置。 螺桿應(yīng)設(shè)計(jì)成排氣式 , 并具有很好的混合效果 。 2)沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀 精度 ，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量 ,而模具的壽命一般較長(zhǎng) ,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定 ,互換性好 ,具有 “ 一模一樣 ” 的特征。 可口可樂瓶 成型加工工藝 27 / 58 成型 方法 工藝選擇 ： 與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 e 質(zhì)輕價(jià)廉 。 第 三章 墊片制作 選材 墊片用途 a 作為 瓶蓋 與 瓶身 的機(jī)械密封，以防止的 它們 之間受到壓力 而造成液體 泄漏。 ⑵、貯存 產(chǎn)品應(yīng)貯存在通風(fēng)、干燥、無異味、無毒、無害的倉庫內(nèi)。逆時(shí)針緩慢的旋轉(zhuǎn)瓶蓋，觀察到瓶蓋的防盜環(huán)發(fā)生斷裂后，立即停止。逆時(shí)針緩慢的旋轉(zhuǎn)瓶蓋，直到發(fā)生漏氣或漏液后，立即停止。具體檢測(cè)要求如下： ⑴、瓶蓋的外觀：成型飽滿，結(jié)構(gòu)完整，無明顯收縮、氣泡、毛邊、缺損，色澤均勻，防盜環(huán)連接橋無破壞。通常冷卻時(shí)間為 30～ 120s。 注射量 、 注射速率 及注射時(shí)間三者之間 的關(guān)系 注射量 /cm3 125 250 500 1000 2020 6000 10000 注射速率/ 注射時(shí)間 /s 125 1 200 300 57 1330 3 1600 2020 5 保壓時(shí)間與料溫、模溫、主流道及澆口尺寸也有密切關(guān)系，通常以制品收縮波動(dòng)范圍最小時(shí)值為保壓時(shí)間最佳值。它包括注射時(shí)間（充模、可口可樂瓶 成型加工工藝 24 / 58 保壓）、閉模冷卻時(shí)間、其他時(shí)間（開模、脫模、噴涂脫模劑、安放嵌件和閉模時(shí)間） 。 2）注射壓力 注射壓力的選擇是根據(jù)熔體的流動(dòng)性和制品的形狀、壁厚等因素確定的。 壓力 注射過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力，并直接影響塑料的塑化和制品質(zhì)量。從這點(diǎn)分析，噴嘴溫度的設(shè)置應(yīng)低于機(jī)筒首段溫度，通常是低于 5 一 15℃ 。 2 ) 噴嘴溫度 噴嘴和澆口的作用一樣，是為了加速熔體的流速，把勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，并有調(diào)整熔體溫度和使其均化的作用。 1）機(jī) 筒溫度 機(jī)筒溫度的選擇與各種塑料特性有關(guān)，每種塑料材料都有自己的粘流溫度和熔點(diǎn)。 附工藝流程圖如圖所示 成型工藝 條件控制 采用注塑成型方法，要想得到理想的制品，除了要有最佳的配方和合理的模具設(shè)計(jì)處還必須嚴(yán)格控制操作條件。后處理主要是指退火和調(diào)濕處理，因 PP 是一種吸濕性弱的物質(zhì)，所以調(diào)濕處理可以不予考慮。 d 澆口凍結(jié)后的冷卻：是從澆口的塑料完全凍結(jié)時(shí)開始的，這一階段型腔內(nèi)塑料繼續(xù)進(jìn)行冷卻，沒有塑料從澆口處流進(jìn)或流出，但型腔內(nèi)還可能有少量的流動(dòng)。 a 充模階段：是從柱塞或螺桿開始向前移動(dòng)，到塑料熔體經(jīng)過噴嘴及模具澆注系統(tǒng)充滿型腔時(shí)為止。 射過程 首先將準(zhǔn)備好的塑料加入注 射 機(jī)的料斗，然后送進(jìn)加熱的料筒中，經(jīng)過加熱通融塑化成粘流態(tài)塑料，在注 射 機(jī)的柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下經(jīng)噴嘴壓入模具型腔，塑料充滿型腔后，需要保壓一定時(shí)間，使塑件在型腔中冷卻，硬化，定型，壓力撤消后開模，并利用注 射 機(jī)的頂住機(jī)構(gòu)使塑件脫模，最后取出塑件。 PP 及其他 塑料成型前允許的含水量 塑料名稱 允許含水量 /% 塑料名稱 允許含水量 /% PA6 PA66 PA9 PA11 PA610 PA1010 PMMA PET PBT UPVC 軟 PVC PC PPO PSU ABS（電鍍級(jí)） ABS（通用級(jí)） 纖維素塑料 PS HIPS PE PP PTFE （ 4）脫模劑的選用 傳統(tǒng)的脫模劑有；硬酯酸鋅、白油、硅油。可用作分散劑的還有松節(jié)油，酒精以及一些酯類等。注射用 的聚丙 烯 塑料的熔體指數(shù) 為 2～9g/10min，熔體流動(dòng)性較好，在螺桿式注射機(jī)中能順利成型。噴嘴可用通用型或延長(zhǎng)型。 因此，對(duì)于大批量生產(chǎn)的可樂瓶蓋來來說，選擇 注 射 成型工藝的方法是合理的可取的。 經(jīng)過比較壓延成型、澆注成型、注塑成型三種成型方法，壓延成型主要生產(chǎn)熱固性材料，澆注成型主要生產(chǎn)大型制件且產(chǎn)品成型周期較長(zhǎng)，綜合考慮選 注射成型 （ 又 稱 注 射 模 塑 ， 簡(jiǎn) 稱 注 塑 ） 。 5)硬脂酸鈣：起到潤(rùn)滑作用，減少塑料制品表面與 模具型腔表面間的粘接力，改善材料在成型加工時(shí)的流動(dòng)性和脫模性。 2)抗氧劑：防止材料和制品在加工和使用過程中被氧化。 綜上所述，我們選擇 PP 作為合成原料。 4)經(jīng)調(diào)查 PP 市場(chǎng)價(jià)格國內(nèi)約在 1100013000 元 /噸左右，由于其產(chǎn)品密度低于其他材料制成的產(chǎn)品， PP 制品成本更可能低于其他材料制成產(chǎn)品。 選材 材料的選擇 從瓶蓋的分類中， 考慮選擇 PP、 PE 作為備選材料， 并 在此首先對(duì) 備選材料及其他材料 的基本性能參數(shù) 作個(gè) 比較。并且墊片材料 價(jià)格是蓋體材料的兩倍以上，單片蓋成本比雙片蓋低； ⑵、單片蓋對(duì)瓶口尺寸、形狀要求高；折邊式單片蓋是靠折邊變形的反彈力壓住瓶口外沿和端面來密封；內(nèi)塞式單片蓋是靠其內(nèi)塞外徑與瓶口內(nèi)徑的過盈配合起 密封作用。 PE 基本分為三大類，即高壓低密度聚乙烯（ LDPE）、高密度聚乙烯（ HDPE） 和線型低密度聚乙 烯（ LLDPE）。另外，結(jié)晶型塑料的結(jié)晶越高，成型收縮越大。但也有特殊情況，如聚 4甲基戊烯為結(jié)晶型塑料，卻有高透明性。 模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮上述因素對(duì)塑料收縮率的影響，合理選擇其大小及分布。 ④ 成型工藝 成型壓力提高，制品密實(shí)，收縮率減??；保壓壓力越高、保壓時(shí)間越長(zhǎng)，收縮率越小，但收縮的方向性越突出。塑料中樹脂的含量越多，則收縮率越大；加入填充劑特別是經(jīng)玻璃纖維強(qiáng)的塑料，收縮率降低，但玻璃纖維增強(qiáng)塑料收縮的方向性突出。 ⑥ 后處理收縮 對(duì)成型后的塑件進(jìn)行后處理（如退火和調(diào)濕處理）以盡快穩(wěn)定塑件的質(zhì)量，在此過程中所發(fā)生的收縮，稱為后處理收縮。另外，成型時(shí)塑件各部位密度與添加劑分布不均，也會(huì)導(dǎo)致成 型收縮不均。 ② 塑件脫模后的彈性恢復(fù)。 （ 3）模具結(jié)構(gòu) 各段流道、型腔的幾何形狀、尺寸及其表壁的粗糙度、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等模具結(jié)構(gòu)因素，都將對(duì)熔體充型帶來影響。但不同塑料的表觀黏度對(duì)溫度變化的敏感性不一樣；剛性塑料（如 HIPS、 PS、 PA、 PC、 PMMA、CA、增強(qiáng)或改性 PP 等）的表觀黏度受溫度變化的影響大，其流動(dòng)性隨料溫的升高而顯著地增加；而柔性分子（ PE、 PP、 PVC 等）的流動(dòng)性受溫度影響不大。流動(dòng)性偏低，則易導(dǎo)致填充不足，缺料，成型壓力大，成型周期長(zhǎng)，不易成型。 熱塑性塑料的流動(dòng)性通常采用熔體指數(shù)來表示。如生物塑料、光敏塑料、導(dǎo)磁塑料、高耐熱塑料、高頻絕緣塑料、壓電塑料、光學(xué)聚焦塑料等 。主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料與氨基塑料等六大品種在內(nèi)的塑料，其產(chǎn)量約占塑料總產(chǎn)量的 75%以上。 ② 熱固性塑料 熱固性塑料中樹脂分子在塑化成型前為線型鏈狀結(jié)構(gòu)，在固化成型后便已交聯(lián)成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；因體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物分子不具備熔融塑化的能力，故熱固性塑料在模塑成型后將不再具備可模塑性。 優(yōu)良的成型加工性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、密度低及其同比強(qiáng)度高、電器絕緣性能好、減摩與耐磨性好、自潤(rùn)滑、減振隔音性好、氣液阻隔性能好、塑料的價(jià)格便宜、著色性好、色澤鮮艷、絕熱性能好、可電鍍、可焊接與粘接、光學(xué)性能好、改性能力強(qiáng)。 （ 2）助劑 為改良塑料的使用性能與成型性能而在塑料中添加各種助劑。 可口可樂瓶 成型加工工藝 4 / 58 第 一 章 瓶蓋 制作 選材 ?????????????????????????????? 6 料性能要求： ????????????????????????? 6 材料的選擇 ????????????????????????? 6 PP 的各種性能參數(shù) ???????????????????? ?? 8 配方 ……………………………………………………………………………… 9 配方原理 ?????????????????????????? 9 配方 ???????????????????????????? 9 加工方法及工藝 ???????????????????????? 10 PP 材料 成型性能 ?????????????????????? 10 成型工藝 ????????????????????????? 10 注塑機(jī)類型選擇 ??????????? ??????????? 11 工藝流程 ?????????