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1、郑州轻院轻工职业学院毕业设计（论文）题 目 塑料滚塑成型的应用与发展塑料滚塑成型的应用与发展摘 要引言塑料及其复合材料的加工成型工艺有很多种，除了我们常见的挤出成型、注射成型、吹塑成型等工艺外，滚塑也是塑料制品的一种加工方法。过去，由于各种因素，如较慢的加工周期及所用材料的限制，使滚塑工艺发展速度低于其他塑料成型加工行业。在各类有关塑料加工成型的资料信息中涉及到滚塑成型的资讯寥寥无几。在世界十大图书馆之一的上海图书馆，输入主题词“滚塑” ，这方面的中文书籍竟然只有薄薄的一本，还是由陈昌杰、李惠康、刘汝范、张立旺于上世纪 90 年代编著的 塑料滚塑与搪塑 ，可见这方面资讯之匮乏。然而最近以来，发
2、展迄今已有 60 多年历史的滚塑成型工艺又开始活跃起来并越来越受到业界的重视。滚塑成型(rotational molding 或 rotomolding)，亦称旋转成型(RM)、旋转成型、旋转模塑、旋转铸塑、回转成型等。滚塑成型工艺是先将塑料原料加入模具中，然后模具沿两垂直轴不断旋转并使之加热，使模内的塑料原料在重力和热能的作用下，逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上，成型为所需要的形状，再经冷却定型、脱模，最后获得制品。关键字 滚塑/儿童玩具/汽车塑料件/工程塑料制品/非标异型中空塑料制品风机外壳 电动车外壳目 录引言21.滚塑成型的应用11.1 实际应用11.1.1 容器类滚塑制件1
3、1.1.2 交通工具用滚塑制件11.1.3 体育器材、玩具、工艺品类滚塑制件11.1.4 各类大型或非标类滚塑制件11.2 滚塑成型工艺的应用21.2.1 热稳定性31.2.3 良好的冲击强度31.2.4 应力31.2.5 强度31.2.6 伸长率31.2.7 传热性32.生产过程 42.1 工艺流程43.滚塑成型适用材料54.滚 塑 市 场 及 发 展 趋 势 滚 54.1 设备64.2 原料 64.3 人才74.4 滚 塑 成 型 和 制 品 优 缺 点 74.4.1 滚 塑 成 型 优 点 74.4.2 滚 塑 成 型 缺 点 74.5 滚 塑 制 品 和 市 场 74.5.1 世 界
4、滚 塑 工 业 和 原 料 消 费 量 74.5.2 滚 塑 成 型 制 品 和 市 场 85.结 语 106.致 谢 117.参 考 文 献 121.滚塑成型的应用1.1 实际应用滚 塑 制 品 可 应 用 于 交 通 工 具 、 交 通 安 全 设 施 、 娱 乐 业 、 江 河 航 道 疏 浚 、 建 筑 业 、 水 处 理 、医 药 食 品 、 电 子 、 化 工 、 水 产 养 殖 、 纺 织 印 染 等 行 业 。1.1.1 容 器 类 滚 塑 制 件 这 类 塑 料 制 件 广 泛 用 于 储 存 和 供 料 箱 ， 贮 水 槽 、 各 种 工 业 用 化 学 品 储 存 和 运
5、 输 容 器 ，如 酸 、 碱 、 盐 、 化 学 肥 料 、 农 药 贮 槽 ， 化 工 企 业 、 工 业 涂 装 、 稀 土 制 取 中 的 洗 槽 、 反 应 罐 、周 转 箱 、 垃 圾 箱 、 化 粪 池 、 生 活 水 箱 等 等 。 1.1.2 交 通 工 具 用 滚 塑 制 件 主 要 是 应 用 聚 乙 烯 和 聚 氯 乙 烯 糊 树 脂 ， 滚 塑 各 种 汽 车 用 件 ， 如 空 调 弯 管 、 旋 涡 管 、 靠背 、 扶 手 、 油 箱 、 挡 泥 板 、 门 框 和 变 速 杆 盖 、 蓄 电 池 壳 体 ， 雪 上 汽 车 和 摩 托 的 燃 料 箱 、 飞机
6、 油 箱 、 游 艇 及 其 水 箱 、 小 船 以 及 船 和 船 坞 之 间 的 缓 冲 吸 震 器 等 。 1.1.3 体 育 器 材 、 玩 具 、 工 艺 品 类 滚 塑 制 件 主 要 有 聚 氯 乙 烯 糊 滚 塑 的 各 种 制 件 ， 如 水 球 、 浮 球 、 小 游 泳 池 、 娱 乐 艇 及 其 水 箱 、 自行 车 座 垫 、 滚 塑 码 垛 盘 、 冲 浪 板 等 等 。 玩 具 如 小 马 、 洋 娃 娃 、 玩 具 砂 箱 、 时 装 模 特 模 型 、工 艺 品 等 。 1.1.4 各 类 大 型 或 非 标 类 滚 塑 制 件 搁 物 架 、 机 器 外 壳
7、 、 防 护 罩 、 灯 罩 、 农 用 喷 雾 器 、 家 具 、 独 木 舟 、 野 营 车 辆 顶 篷 、 运动 场 装 置 、 种 植 机 、 浴 室 、 厕 所 、 电 话 间 、 广 告 展 示 牌 、 椅 子 、 公 路 隔 离 墩 、 交 通 锥 、 河海 浮 标 、 防 撞 桶 以 及 建 筑 施 工 屏 障 等 等 。 从 物 品 的 层 次 看 ， 滚 塑 制 品 已 经 从 普 通 的 民 用 品 向 关 键 工 业 品 发 展 ， 其 功 能 也 从 单 一的 容 器 性 能 向 结 构 性 能 转 变 。 随 着 滚 塑 设 备 及 模 具 的 发 展 ， 滚 塑
8、制 品 的 结 构 复 杂 程 度 已 经发 展 到 超 乎 想 象 的 地 步 ， 甚 至 可 以 说 注 塑 、 吹 塑 、 挤 塑 等 工 艺 无 法 完 成 的 制 品 ， 完 全 可 以通 过 滚 塑 来 完 成 ， 制 品 的 几 何 尺 寸 已 经 完 全 能 做 到 从 0.5L 到 50M3。 如 果 没 有 受 到 运 输条 件 的 限 制 ， 甚 至 可 以 做 到 更 大 。 从 产 品 的 分 类 看 ， 大 致 可 分 为 圆 柱 形 水 箱 （ 0.25M3 50 M3） 、 圆 台 形 敞 口 桶 （ 20L3000L） 、 方 形 敞 口 桶 （ 30L200
9、0L） ， 随 着 功 能 的 需 要 ，还 可 成 型 为 闭 口 式 的 各 类 容 器 ， 以 适 应 不 同 行 业 的 需 要 。 滚 塑 产 品 的 缺 点 是 ： 产 品 单 件 成本 高 、 生 产 效 率 低 ， 如 果 没 有 专 门 设 备 很 难 形 成 大 批 量 生 产 ， 并 且 由 于 重 量 轻 、 体 积 大 、运 输 成 本 较 高 。 中 国 滚 塑 行 业 存 在 的 问 题 同 国 外 滚 塑 业 相 比 ， 中 国 滚 塑 行 业 虽 然 发 展 势 头 猛 ， 但 总 体 规 模小 、 技 术 水 平 较 低 ， 要 做 大 必 须 突 破 三
10、大 “瓶 颈 ”玩具桶牙科前罩1.2 滚塑成型工艺的应用滚塑成型工艺自上世纪 30 年代问世以来，经过 60 多年的发展，其设备与工艺日趋完善。从小巧的儿童玩具到常见的汽车塑料件直至庞大的工程塑料制品，特别是超大型及非标异型中空塑料制品，由于其它塑料加工工艺本身特性的限制，现在还只能依靠滚塑成型工艺才能完成。目前，滚塑成型工艺已成为塑料成型加工工艺中的重要分支。滚 塑 成 型 技 术 的 研 究 虽 然 取 得 了 较 大 的 成 绩 ， 但 是 与 注 塑 、 挤 出 （ 中 空 吹 塑 ） 成 型 相比 还 存 在 很 多 不 足 。 滚 塑 成 型 的 发 展 趋 势 主 要 集 中 在
11、 以 下 几 个 方 面 ： 一 是 对 滚 塑 成 型 的 加热 和 冷 却 过 程 的 热 传 导 进 行 计 算 机 模 拟 ， 建 立 相 应 的 数 学 模 型 ， 用 自 动 化 技 术 对 各 项 工 艺参 数 进 行 精 密 控 制 ； 二 是 解 决 制 品 的 翘 曲 和 收 缩 ， 消 除 制 品 气 泡 ， 缩 短 加 工 周 期 。 较 有 效的 工 艺 改 进 是 选 择 适 当 的 时 间 给 模 内 充 压 （ 约 69kPa） ， 可 使 加 工 周 期 缩 短 25%， 同 时气 泡 大 大 减 少 ， 提 高 了 制 品 的 韧 性 。 此 外 ， 向 模
12、 内 通 入 流 动 空 气 ， 降 低 模 具 内 、 外 壁 与 塑料 制 品 之 间 的 温 度 梯 度 ， 从 而 在 加 强 冷 却 的 同 时 减 少 由 温 差 引 起 的 制 品 结 晶 结 构 的 差 异 而导 致 的 翘 曲 变 形 ； 三 是 开 发 新 技 术 、 新 材 料 、 新 装 备 。 国 外 的 一 些 公 司 在 滚 塑 成 型 用 树 脂 和 专 用 助 剂 的 研 发 上 已 取 得 了 进 展 。 新 开 发 的 树 脂流 动 性 及 韧 性 好 ， 耐 环 境 应 力 开 裂 可 达 1000h 以 上 。 滚 塑 发 泡 成 型 、 滚 塑 交
13、联 成 型 、 滚塑 多 层 复 合 成 型 技 术 也 得 到 了 开 发 。 滚 塑 成 型 是 生 产 大 型 中 空 塑 料 制 品 最 经 济 而 有 效 的 方 法 。 要 在 国 内 深 入 推 广 应 用 滚 塑成 型 ,就 必 须 吸 收 国 外 的 先 进 技 术 ,开 发 更 多 更 好 的 滚 塑 原 料 ,提 高 滚 塑 设 备 的 自 动 化 水平 ,缩 短 模 具 设 计 与 制 造 周 期 ， 使 滚 塑 与 注 塑 、 挤 塑 等 其 他 加 工 技 术 齐 头 并 进 。为满足滚塑成型工艺要求，美国宾夕法尼亚州工业咨询家 P.Nugent 认为，材料必须满足以下性能要求。 1.2.1 热稳定性。材料在滚塑成型的宽加工范围内有符合要求的热稳定性，并且能防止磨碎成粉料时性能降低。大部分滚塑材料用抗氧剂稳定化，降低由于一般滚塑成型时长时间加热对材
