中空吹塑成型制备聚乙烯瓶实验报告

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1、、目的要求1、理解中空的成型工艺原理和过程，掌握中空制瓶的实验技能;2、了解聚合物吹塑成型实际应用意义；3、了解拉吹塑成型工艺条件与制品质量的关系。二、实验原理中空吹塑是塑料的主要成型方法之一，中空吹塑成型是借助于气体的压力，把在闭合模 具中呈热融状态的塑料型坯吹胀形成空心制品的工艺技术。根据型坯的生产特征不同，可以 分为：挤出型坯一挤出吹塑和注射型坯一注射吹塑两种，前者是用挤出机制造管状型坯，并 把它置于开启的两瓣模具之间，然后闭合模具，封闭型坯的上端及底部，通入压缩空气吹胀 型坯，使其紧贴模腔，经冷却后开模即可获得中空制品；后者则是用注射机先在模具内注射 有底的型坯，然后开模将型坯移至吹塑

2、模内，进行吹塑成型，冷却开模脱出制品。在工业生产和日用生活中所使用的许多塑料容器和中空制品，都可用中空吹塑方法制 造，如贮存酸、碱的大容器，各种各样的塑料瓶和大量用于农业、食品、饮料、化妆品、药 品、洗涤产品的贮存容器以及儿童玩具等。进入20世纪80年代，由于吹塑工业水平的提 高，其制品应用领域已扩展到形状复杂、功能独特的办公用品、家用电器、家具、文化娱乐 用品及汽车工业零部件，如汽油箱、燃料油管等，具有更高的技术含量和功能性，可以中空 吹塑的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯一醋酸乙烯共聚物、聚对苯二甲 酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯、聚酰胺等，凡熔体指数为0. 041. 12

3、(g/10min)范围内 的塑料都是比较优良的中空吹塑材料，其中以聚乙烯使用得最广泛。聚乙烯大多用于制造包 装药品的各种容器。低密度聚乙烯主要用作食品包装容器，高密度聚乙烯混合料用于制造各 种商品容器，聚氯乙烯塑料因透明度和气密性都较好，人们用无毒聚氯乙烯中空制品作食品 包装，如包装食用油、矿泉水和其它软饮料；聚丙烯因其气密性、耐冲击强度都较聚氯乙烯 和聚乙烯差，作为中空吹塑制品用量有限，自从采用双向拉伸吹塑工艺后，聚丙烯的透明度 和强度均有很大提高，宜于制作薄壁瓶子，多用于洗涤剂、药品和化妆品的包装容器;而聚 对苯二甲酸乙二醇酯因透明性好、韧性高、气密性好、无毒大量用于饮料瓶等。近年来，已

4、有些国家正研究开发用改性聚丙烯或聚酯经中空吹塑法生产啤酒瓶以代替玻璃瓶，这不仅有 效地保障了人身安全，而且啤酒瓶及容器为中空吹塑提供了广阔的市场。1. 挤出吹塑主要设备如图46-1所示，由1挤出机和环形机头，2中空吹塑模具和3中空吹塑机组成。图Q中空吹塑机组2. 挤出吹塑成型条件的控制挤出吹塑工艺包括挤出管坯的温度和挤出速度、吹气压力和鼓气速度、吹胀比、模具温 度和冷却时间等。a.管坯温度和挤出速度挤出管坯时，首先熔体温度应均匀。温度的选择不能偏高，也不能太低。如果温度过高， 不仅冷却时间增长，而且悬挂于模口的管坯会因自重而严重下垂，引起管坯纵向厚度不均， 严重时甚至会丧失熔体强度，难以成型。

5、但熔体温度亦不能过低，由于聚合物的弹性效应， 使出口膨胀严重，管坯长度收缩，壁厚增大，制品表面不光亮，内应力增加导致表面粗糙， 强度下降。另外，在挤出管坯时，必须控制模芯与口模温度一致，以防止管坯卷曲。对于加工温度和螺杆转速的选择，应遵循这样一个原则，在既能够挤出光滑而均匀的管 坯、又不会使挤出传动系统超负荷的前提下，尽可能采用较低的加工温度和较快的螺杆转速， 这对于加工那些温敏性的塑料和长度较大的中空制品来说，尤为重要。否则，型坯的粘度低， 挤出速度又慢，由于塑料自重作用而引起的管坯下垂，将会造成壁厚相差悬殊，甚至无法成 型。b.吹气压力和鼓气速率管坯的吹胀是利用压缩空气的压力作用在管坯上而

6、产生的。吹塑过程中应有足够的空气 压力，才能使管坯吹胀并紧贴模壁，从而获得清晰的图案花纹。此外，压缩空气也起到冷却 作用。由于塑料种类和管坯温度不同，熔体的粘度大小不同，为了达到吹胀的要求，所需气 体压力也不同，很明显，熔体粘度大的塑料所需空气压力比粘度小的高。同时，吹气压力的 大小还与管坯的壁厚、制品的容积大小有关，对厚壁小容积制品可采用较低的吹气压力，控 制管坯的长度。通过光电管检测挤出管坯长度与设定长度之间的变化，将讯号反馈给控制系 统微调螺杆转速，对管坯长度进行补偿，并减少外界因素对管坯长度的影响。三设备仪器和原料 设备仪器1. SJ45 单螺杆挤出机主要技术参数:螺杆直径(D)螺杆长

7、径比(L/D)螺杆转速(n)生产能力(Q)驱动电机(直流) 机筒加热(四段电阻加热器)2. 环形机头 出口直径 30mm3. 洗发水瓶中空模具4. 中空辅机5. 空压机 0.8MPa/0.6m3 原料： LDPE(1I2A)45mm3012120 r /min (LDPE)5-30kg/h 8kW 1500 r/min每段2kW，共8kW口模间隙 2.5mm四 实验内容1. 温度控制,按照挤出机的操作规程接通控制柜电源，设定各区温度，开启加热开关。检查 加热电流是否正常，进行加热。温度设定为一区：130-140 C,二区：150-160 C,三区； 160-170 C,机头：150-160 C

8、o2. 当机器加热到预定值时，恒温30分钟方可开机。启动直流电动机，缓缓将螺杆的转速调 速到20转/min。在慢速下加入少量LDPE树脂，同时注意电机电流表、机头压力表和扭矩值 是否在规定的范围。待熔体挤出成管坯后再加入大量的LDPE粒子，观察壁厚是否均匀，调 节口模间隙使沿管坯圆周上的挤出速度相同尽量使管膜厚度均匀。将将螺杆的转速调速到 50 转/min3. 启动辅机，挤出吹塑的操作过程如下： 挤出管坯：检查物料塑化成熔融均匀的状态，再开始实验。 管坯入模：当管坯达到预定长度时，迅速闭合模具，夹住管坯，并切断； 管坯吹胀:从气嘴通入压缩空气，尚处于可塑状态的管坯被吹胀而紧贴于模腔壁形成制品;

9、 冷却定型：在保持空气压力下进行冷却定型； 开模取出制品，切除尾料，对制品进行修边、整饰。注意事项：操作时严防金属杂质和小工具落入挤出机筒内。操作时要带手套。清理挤出机，口模和模具时只能用铜刀、棒或压缩空气，切忌损伤螺轩和口模的光洁表 面。(3)操作吹塑辅机时应十分小心，最好一个人操作，以防合模时夹伤。性能测试制样，拉伸性能测试五、实验记录和结果分析实验分AB两组进行：A 组：50r/min,周期 25sB 组：55r/min，周期 23s(1)机器温度：加料段熔融段均化段挤出机头1】模模貝实际16022()2372.17i殳主160220230237237237(2)厚度测试:标记区(；!；

10、)【G平均组别标号測试区A 50r/mirL)上0.8000丹00.70.793下O.S770.S2?0.K65上0.8220.9240.8SI0.876下0 8590.81()0,347上0.7780.BA20.74S0,7760.8620.7330.799.1-0.7980.S220加0.80下0,8000.7-83O.82Z0. K02上0.8120.8380.8010.817T0.7410.7740.-774B (55r/min)上0,7770.8120,7900,7930.7950.770.7500,774I-.0.8120.8210.8510.8280.782CJ.7750.754

11、0.770上0.7410.8C30.7740,773T0.7600.8040.7750.780上0.72(L潮0.7010.735-0,770.7940,7 IZ0,7581:0.8S00.8230.720.822b0.7730.B030.758U.778匕端厚度(mm)下端厚度(mm)A (SOrrm in )0.812O.S 17B (55r/min)0,7910.772实验结果： 较高转速下的制品的厚度整体上比较低转速下的制品的薄 同一组制品上下端的厚度不均一，且上端厚度比下端厚度大。制品薄厚不均与树脂本身的性质、模具结构、成型工艺条件和实验者的操作等因素有关。 (3)拉伸测试：根据标准

12、采取II型试样名称尺寸巳公等V +名称尺寸d公琴总长（豪小1 11S-J(4头d夹具间拒氏 pg中间平行部分贯度04中间平行丄 部分长丿黄縊 2. 2小半径d心1. 3Cm3按距i或有效部分21.3大半径2. CU-端部宽債25+ 1.2心拉伸速率选择G,即100mm/minA 组（50r/min）优选用度h M窄部分宽度 bl CF y斷裂力斷裂伸氏率L担忡強度 uM1IJ)1mmN%MPa第1根0.846.L5J12JD913.2621.7j第2根0.846J577920/72l&幽第3根0.B46.1541J5445.22153K第4根0.8416A514679P 793.71128Jj

13、第?根0.R4:6,1?R L831444,64:2234优选厚度h o M窄部分宽度 b 1 u y断裂力斷裂伸长率I.拉伸强度 疗、Im inmmN%第召根(),闌6.1557.40648.66j2u22第7根0.846,15103.2457D.1S19.94第根(XH41239123.93第9根O.S46.15121.67802.0423.50第ID根O.N4ft. 1.5126 IK769.5 丨2437根据拉伸实验结果可知：B组整体断裂力、断裂伸长率和拉伸强度均要大，说明较高螺杆转速55r/min）下吹塑的制品 的拉伸性能较之较低螺杆转速（50r/min）要好。可能是较高转速下物料熔融塑化均匀，使 制品的力学性能获得了一定程度的改善。1）造成生产出来的产品厚度不均一，透明度不好的原因主要有：1. 挤坯机头和吹塑模具本身的问题使机头挤出来的原料本身厚度就不均一，挤坯机头通常 是直角结构，机头、口模的间隙和形状直接影响着吹塑制品壁厚均一性；2. 型坯温度影响到材料的粘弹性。温度太高，熔体强度低，易发生型坯切口处料丝牵挂、 型坯打褶、下垂严重以及模具夹持口不能迫使足够量的熔料进入拼缝线内，造成底薄、拼线 处强度不足和冷却时间增长等弊病。温度过低，熔料的“模口膨胀”会变得更严重，使其更 不均匀，模面不清晰；3. 吹塑的空气压