【正文】 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。并應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 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)。 機(jī) 筒溫度不同對(duì) PP 制品性能有不同的影響。 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。注射壓力對(duì)熔體流經(jīng)噴嘴的溫升有明顯的影響，噴嘴細(xì)孔附近溫度升高則與塑料熔體平均流速成正比。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℃ 。模具溫度高，熔體冷卻速度慢，制品的結(jié)晶度提高，硬度、剛度均有提高，但收縮率明顯增大，模具溫度低，熔體冷卻速度快，制品透明性、韌性較高，內(nèi)應(yīng)力增加， 易出現(xiàn)翹曲變形。 壓力 注射過(guò)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。塑化壓力太高會(huì)使剪切熱過(guò)高，塑化能力下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)降解；太低又會(huì)使物料不密實(shí)，空氣量大，塑化效果差。 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。 PP 塑料注射壓力選擇范圍為 如下表所示： 制件形狀要求 注射壓力 /MPa 適用塑料品種 熔體粘度較低，形狀精度一般，流動(dòng)性好，形狀簡(jiǎn)單的厚制品 中等粘度，精度有要求，形狀較復(fù)雜 粘度高、薄壁長(zhǎng)流程、精度高且形狀復(fù)雜 優(yōu)質(zhì)、精密、微型 70100 100140 140180 180250 PE,PS 等 PP,ABS,PD 等 PSF,PPO,PMMA 等 工程塑料 轉(zhuǎn)速 若物料粘度小，與螺桿的摩擦力小，則轉(zhuǎn)速可適當(dāng)提高；若物料粘度大，與螺桿摩擦力大，則轉(zhuǎn)速可降低。它包括注射時(shí)間（充模、可口可樂(lè)瓶 成型加工工藝 24 / 58 保壓）、閉模冷卻時(shí)間、其他時(shí)間（開(kāi)模、脫模、噴涂脫模劑、安放嵌件和閉模時(shí)間） 。 注射時(shí)間就涉及到注射速率。 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。 冷卻時(shí)間主要取決于制品厚度、塑料的熱性能，結(jié)晶性質(zhì)及模具溫。通常冷卻時(shí)間為 30～ 120s。冷卻時(shí)間太長(zhǎng)不僅會(huì)降低生產(chǎn)率，而且對(duì)復(fù)雜制件會(huì)造成脫模困難，嚴(yán)重?fù)p壞制品。具體檢測(cè)要求如下： ⑴、瓶蓋的外觀：成型飽滿(mǎn)，結(jié)構(gòu)完整，無(wú)明顯收縮、氣泡、毛邊、缺損，色澤均勻，防盜環(huán)連接橋無(wú)破壞。 ⑺、墊片溢脂性能：潔凈的瓶子中注入蒸餾水后用瓶蓋密封后，在 42℃恒溫箱中側(cè)向放置 48 小時(shí)，從放置時(shí)起每隔 24 小時(shí)觀察瓶?jī)?nèi)液面是否有油脂，若有油脂出現(xiàn)即終止試驗(yàn)。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。（國(guó)標(biāo)要求的是安全開(kāi)啟性能，原標(biāo)準(zhǔn)要求小于 120176。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。 瓶蓋包裝、儲(chǔ)存與使用 ⑴、包裝 在清潔防塵的 環(huán)境下，在紙箱內(nèi)用符合食品安全衛(wèi)生的膠袋，按規(guī)定數(shù)量進(jìn)行包裝。 ⑵、貯存 產(chǎn)品應(yīng)貯存在通風(fēng)、干燥、無(wú)異味、無(wú)毒、無(wú)害的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)。超過(guò)貯存期的必須重新檢定，方可使用。 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。 性能要求 可口可樂(lè)瓶 成型加工工藝 26 / 58 a 具有無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭 、 清潔感 b 密封性強(qiáng)、耐高壓、耐腐蝕性強(qiáng) ， c 重量輕、富有緩沖彈性。 e 質(zhì)輕價(jià)廉 。 12020 元每噸 b 選材原因：由于以上材料的性能都較符合上述要求，故選擇價(jià)格較低的 PE 或PS。 可口可樂(lè)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(wú)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)。 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。 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。 4) 沖壓一般沒(méi)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。 螺桿應(yīng)設(shè)計(jì)成排氣式 , 并具有很好的混合效果 。 發(fā)泡板機(jī)頭應(yīng)保證流道光滑且無(wú)死角 , 口?？筛鼡Q并有口模厚度調(diào)節(jié)裝置 , 流道中設(shè)有阻尼棒及其調(diào)節(jié)裝置 , 并有溫度調(diào)節(jié)裝置 。 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。 主機(jī)部分 主機(jī)部分主要由擠出系統(tǒng) ( 包括螺桿、機(jī)筒 ) 、加料系統(tǒng) ( 可帶有預(yù)冷混料裝 置和強(qiáng)制加料裝置 ) 、溫控系統(tǒng) ( 包括機(jī)筒加熱冷卻、螺桿冷卻、口?？煽诳蓸?lè)瓶 成型加工工藝 28 / 58 溫度調(diào)節(jié)等 ) 以及傳動(dòng)系統(tǒng)所組成。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 。 3)必須能產(chǎn)生足夠的熔體壓力 , 以防止提前發(fā)泡 。 5)加入填料時(shí) , 擠出系統(tǒng)要耐磨、耐腐蝕 。 成型模具部分 成型模 具部分是成型泡沫塑料制品的關(guān)鍵部分 , 也是各種不同的泡沫塑料制品生產(chǎn)中的主要研究對(duì)象 , 泡沫塑料在此完成發(fā)泡、成型 , 并形成各種不同要求的表層。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 。 3)模具流道不得有死角 , 表面光滑 , ?？诔隹趨^(qū)阻力要小 。 5)加入填料的口模要耐腐蝕耐磨損 。 冷卻定型部分 冷卻定型部分 ( 三輥壓光機(jī) ) 完成泡沫塑料制品的冷卻和最后的定型 , 這一部分決定了泡沫塑料制品的最終性能及尺寸穩(wěn)定性。 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 。 可口可樂(lè)瓶 成型加工工藝 29 / 58 牽引部分 泡沫塑料制品冷卻定型后 , 一般都需要由牽引部分將其引離機(jī)頭。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 。 3)牽引設(shè)備必須具備無(wú)級(jí)變速的牽引速度調(diào)節(jié)裝置 , 以便適應(yīng)不同材料、不同制品尺寸所需的牽引速度。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。模唇與三輥的距離盡可能短，一般在 10150 毫米，并在通過(guò)三輥前保存一定的積料，以減少的熱量損失和克服欠壓造成的板面不光。由于聚烯烴樹(shù)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(guò)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。 4)層壓條件 根據(jù)要求厚度，將 23 毫米厚的料片以不同張數(shù)累疊起來(lái)，兩面敷以金屬光板，裝入熱壓板間進(jìn)行壓制，其條件： 墊片成型 —— 沖壓成型 與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是可口可樂(lè)瓶 成型加工工藝 31 / 58 經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 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。 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。 4) 沖壓一般沒(méi)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。單工序模生產(chǎn)。復(fù)合模生產(chǎn)。 連續(xù) 生產(chǎn)。 無(wú)導(dǎo)向模 ： 無(wú)導(dǎo)向裝置的模具稱(chēng)為無(wú)導(dǎo)向模。 復(fù)合模 ： 利用壓機(jī)的一次行程，在模具的同一位置完成二道以上工序的模具稱(chēng)為復(fù)合模。 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(chēng)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。 方案二只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚模具強(qiáng)度也能滿(mǎn)足要求。 方案三只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿(mǎn) 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。 瓶身需要和壓柄發(fā)生磨損，要求材料具有一定的耐磨損性能。 可樂(lè)瓶作為飲料容器 ，要求材料無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒、安全。 可樂(lè)瓶 所盛液體常常含有有機(jī)物，要求材料添加劑有一定安全性，無(wú)可溶性毒害物質(zhì)。 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(guò)程的塑料有足夠的熔體強(qiáng)度。 為滿(mǎn)足產(chǎn)品性能要求所提到的各項(xiàng)指標(biāo)，瓶身所選擇的材料還應(yīng)成本低廉，加工方便。 表 1 HDPE、 PP、 PET 和 PC 綜合性能比較 材料名 稱(chēng) 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。 加工過(guò)程中容易出現(xiàn)熱分解。 聚丙烯 PP 密度低、耐熱，加熱不變形。 抗沖擊性能一般。 可口可樂(lè)瓶 成型加工工藝 34 / 58 抗有機(jī)溶劑能力強(qiáng)。 低溫容易脆化。 透明度高，可阻擋紫外光。 結(jié)晶速率慢，成型加工困難，模塑溫度要求高。 不耐高溫，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)釋放DEHP，對(duì)人體有害。 聚碳酸酯 PC 可做成無(wú)色透明，耐熱、抗沖擊性好，普通溫度下機(jī)械性能好。 加工性能好。 耐酸、耐油。 自潤(rùn)滑性差。 共混性能差。 不耐紫外光，不耐強(qiáng)堿。 PET 透明性好，無(wú)毒無(wú)味，只要不接觸高溫，其性能很穩(wěn)定且對(duì)人體友好，價(jià)格低廉，加工方便，可以用作瓶身材料。綜上所屬， PET 和 PC 可用作瓶身材料。 因此，在性能要求不高的情況下， 可樂(lè)瓶 的瓶身 一般采用 PET 材料。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。在較寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，長(zhǎng)期使用溫度可達(dá) 120℃ ，電絕緣性?xún)?yōu)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(wěn)定性都很好。 耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀堿，耐大多數(shù)溶劑。 氣體和水蒸氣滲透率低，既有優(yōu)良的阻氣、水、油及異味性能。 無(wú)毒、無(wú)味，衛(wèi)生安全性好，可直接用于食品包裝。 PET 瓶，特別是常用的拉伸 PET 瓶的強(qiáng)度明顯的高于其他常用塑料瓶。 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(lè)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。 3)單耗低，質(zhì)量輕。 4)保香性能好。 5)良好的耐藥品性。 6)對(duì)商品的展示性好。 7)回收應(yīng)用和處理方便。 a 通過(guò)凈化、熔融造?？苫厥绽茫浠厥樟Ｗ涌捎糜谏a(chǎn) PET 短切纖維或復(fù)制 PET 塑料制品。用以重新合成 PET 或者生產(chǎn)其他化工產(chǎn)品的原料。 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。酯化反應(yīng)階段，為了縮短反應(yīng)時(shí)間，酯化反應(yīng)的反應(yīng)壓力要高于大氣壓力，反應(yīng)溫度要高于醇的沸點(diǎn)?？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(lè)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(kāi)始出現(xiàn)降解 )，因此縮聚反應(yīng)最合適的溫度范圍是 275290℃ 。這個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)常數(shù)較小，因此在反應(yīng)過(guò)程中還須盡快地除去反應(yīng)所生成的乙二醇，打破反應(yīng)平衡，促使反應(yīng)繼續(xù)向右進(jìn)行，否則不但會(huì)影響反應(yīng)速度，而且聚合度也提不高。 2)材料改性 PET 樹(shù)脂為乳白色半透明或無(wú)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(guò)系數(shù)為 50～ 90cm3?mm/(m2?d?MPa)，對(duì) CO2 的透過(guò)系數(shù)為 180cm3?mm/(m2?d?MPa)； PET 的吸水率為 %，吸水性