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1、聚合物成型加工基础 案例分析设计报告案例：无城 组长：杨明锡1143001099组员：胡益民 1142042037、邓杰1143001033、邱华 晔 1143001019、杨帅 1143001090、张赛 1143001082、 孙得发 1143001049、李战 1143001073、李刚 1143001065 刘志玺 1143001106 李正坤 1143001096、 李小东 1143001132摘要外包装3内包装 6牙刷柄10牙刷毛16产品的组装20整体经济性分析20组员分工21结语21摘要牙刷是用于清洁牙齿的一种刷子。一般刷牙时都会在牙刷上加上牙膏 清洁牙齿。日常生活中离不开牙刷的
2、使用，那么一把完整的牙刷包括 它的内外包装究竟是如何从原材料树脂加工成型到成品的呢？我们 小组经过分工调查、汇总整理、创新与讨论，从各个部件的原料、助 剂和成型加工方法，经济型分析以及对新材料和新加工工艺的介绍等 几个方面对牙刷这一主要有聚合物成型得到的制品进行案例分析。工外包装（塑料包装袋）1.原材料与助剂原材料规格：CPP （流延聚丙烯）/OPP （定向、拉伸性聚丙烯）型号：E-09型式：贴片带片厚：1-12mm长度：0.03-1m重量：0.001-0.05Kg/ 件助剂抗氧剂：可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化弁延长其使用寿命，又被称为“防老剂”O热稳定剂：可有效地阻
3、止、减少甚至基本停止材料的热氧降 解。增塑剂：削弱聚合物分子之间的次价健， 增加聚合物分子链 的移动性，降低聚合物分子链的结晶性，即增加聚合物的塑性， 聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降，而伸长率、曲 挠性和柔韧性提高。耐燃剂：又称难燃剂，耐火剂或防火剂：赋予易燃聚合物难 燃性的功能性助剂。其他助剂2.加工工艺平模挤出成型加热，使输送入螺槽的 PP树脂颗粒流动熔融；挤出机将塑料熔体由一狭缝模头挤出，挤出的片状物直接流延到表面镀铭的冷却较上；进入水浴冷却，或由骤冷较冷却，或可进入三辐压光机进行压光；卷曲辐收卷塑料薄膜，分切成品，再由三边封制袋机制成包装袋;经过专用印刷机染色印刷后包装出厂
4、。W做出机疔忆一厅皇机典就延一冷却昵呼却定而一率行一一电晕到例一!誓用| 一 同处理* 她图1生产工艺优程图3. 主要设备 带有T型机头的螺杆挤出机、全自动电脑凹版九色印刷机、 全自 动电脑三边封制袋机、热切机等。螺杆挤出机九色全自动印刷机4. 制品使用环境及制品要求常温常压、受力比较小。透明度高、光泽感强、色泽纯正、可印染。5. 经济分析一般普通牙刷的包装袋重约5g,复合材料CPP/OPP价格约为19500 元/ 吨。外包装价格： 19500*5/1000000=0.0975 元/ 件6. 材料的选择对比与创新CPP:与LLDPE LDPE HDPE PETR PVGl?其他薄膜相比，成本更
5、低，产量更高；比PE薄膜挺度更高；水气和异味阻隔性优良；多功能，可作为复合材料基膜；可进行金属化处理；作为食品和商品包装及外包装， 具有优良的演示性， 可使产品在包装下仍清晰可见。OPP: 具有透明度高、较脆等特征，由OP库片对折后侧面封边弁在开 口舌头处粘有自粘封条，使用时装入产品撕去封条表面的保护皮 后将舌头对折后粘牢即可，使用方便、美观大方，广泛使用于服 装、食品、印刷，文具，化妆品，纸张等行业。还可根据客户需要 印刷各种图案。优点：1、密封性好。实验数据表明，新型 OPP更的密封性是其传 统膜的一倍以上，从而使其产品的保湿、保鲜性更强，保存时间 更长；2、防伪性强。新膜使用的合成技术和
6、特殊的印刷技术具有 很高的科技含量，目前只有德国和 日本两国掌握此项技术，仿冒 制作几无可能，为商品防伪提供了有力保证 ；3、新型的OPP膜所使用的原料为可降解材料，故在环境保 护方面完全符合国际相关标准。二、内包装（泡壳和纸卡）1 .原材料与助剂原材料规格：硬质PVC聚氯乙烯牌号：S-700 （齐鲁石化公司）、SE-700 （沧化）助剂冲击改性剂： 改善高分子材料的低温脆化， 赋予其更高的韧性。稳定剂等助剂：可以减慢反应，保持化学平衡，降低表面张力 , 防止光、热分解或氧化分解等作用。2 . 加工工艺成型条件：熔融温度 185205 模具温度2050 注射压力可大到1500pa保压压力可大到
7、1000pa注射速度为了避免材料降解，一般用适当地速度浇口所有的常规的浇口都可以使用。PVC薄片制备：在PVC树脂中加入冲击改性剂和稳定剂等添加剂。然后经过加热混合、冷切混合后得到干混料，在通过挤出机塑炼、挤出剂供料给四辊压延机压延、冷却、卷取、切割得到规定厚度的PVC透明片材。泡壳的制备：1） 模具制作及加工：根据要求和样品规格，首先制作好吸塑模具，一般条件下，都是利用石膏制作吸塑包转模具，但也有用木雕及金属雕刻的产品作模具，石膏模具制作好后，先让其自然干燥或烘干，然后根据产品表面凸凹具体情况，用12mm勺钻花在不影响产品包转模样上的低凹处钻许多 小孔，以便在吸塑生产时，易把空气抽出，模具钻
8、好孔后， 还要将模具硬化处理，加硬处理方法是用浓明矶饱和液浸泡 后晾干。2）模具处理干燥后，将模具装入真空室上层铁板上，然后根据模具大小，将PVC透明片材裁剪成使用规则尺寸， 然后 将次片材放入打加热木框中，使其完全固定好后，再将木及 塑料片材置恒温槽上进行软化处理。3）然后将软后的塑料片连同木，置于真空室中，开动吸气 开关，将真空室内空气吸抽干净， 待塑料片冷却后记得到与 模具相同的凹形包装泡壳。4）吸塑包装整理 将生产出来的产品进行修边整理即为成 品产品。组合：泡壳一般略小或等于纸片，通过给纸片上吸塑油， 借助封口机，将泡壳与纸片粘合形成封闭容器。PVC泡壳工艺流程图3.主要设备吸塑打版机
9、、全自动高速吸塑成型机、吸塑封口机等。吸塑机封口机4.制品使用环境及制品要求常温常压、与牙刷直接接触。高强度、耐冲击性、具有韧性、透明性好、化学稳定性、抗氧、耐气候性以及优良的几何稳定性。使用过程中不能释放有毒的小分子，卫生性较好。5.经济分析一般牙刷内包装重量约 5g,国内PVCX业价格大约在80009000元每吨。内包装价格：(8000-9000)*5/1000000=0.04-0.045 元 / 件。6.材料的选择对比与创新现在牙刷内包装主要发展方向环保型和保健型，主要的新型材料有易于回收的PET相当而言PVC透明片隔氧、强度高 但非环保型材料。PET材料可以降解弁且可以回收利用。目 前
10、牙刷的包装材料主要采用 PVC纸类等，PVC透明片有防 雨、防尘、隔氧、展示强等特点，但不环保。而环境友好塑 料包装材料(或绿色塑料包装材料)，随着环境管理标准IS14000 系列的实施成为全球关注的热点，其中易回收再利用的塑料包装材料如PET PEN易环境降解塑料（EDP中的生物降解塑料， 更成为热点中的热点。 牙刷行业正在尝试用这些材料代替PR PVCM料。除了材料的发展以外， 我们对牙刷内包装的外形设计要求也更高了，外形创新，可以通过文字设计、图形设计、色彩设计来实现，实现让色彩更加艳丽，让生活充满阳光，不再要哪些条条款款，流线型的设计会更加无拘无束。三、牙刷柄1. 原材料与助剂主体部分
11、（硬胶）原材料规格：抗菌ABS纳米复合材料牌号：ABS795KB（上海高桥石化）助剂纳米抗菌剂（无机纳米二氧化钛） ：具有抑菌、杀菌和防霉等功能。偶联剂（ KH- 550（南京曙光化工厂） ：在塑料配混中，改善合成树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能。白油（北京助剂二厂） : 用于提高极性材料与非极性材料之间的相容性，改善材料性能 .丙酮 （ 分析纯 （天津市科密欧化学试剂开发中心） ）:溶剂。分散剂（CH- 10S （上海三正高分子材料厂）：可均一分散那些难于溶解于液体的无机， 有机颜料的固体颗粒， 同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚， 形成安定悬浮液所需的药剂。纹饰部分（软胶）原材料规格：T
12、PE（热塑性弹性体）牌号：M12050（三博高分子合金）助剂填充油：通常为白油等直链烷烃油，作用是调节硬度及流动性。相容剂：用于提高极性材料与非极性材料之间的相容性，改善材料性能，亦可在二次注塑（包胶）等场合改善 TPE 与极性工程塑料基材之间的相容性。其它功能改性剂：赋予TPEM它特殊性能，如聚苯醴（PPO）可提高苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯链段的玻璃化温度，从而改善TP或混物的耐热性等。填料：通常为滑石粉、碳酸钙等矿物填料，主要作用是成本控制， 此外对材料的力学强度、 硬度等性能也有一定的影响。功能性助剂：如阻燃剂、润滑剂、抗静电剂、抗菌剂等，用于赋予共混弹性体特定的性能。抗氧化剂 / 抗紫外
13、老化剂：用于在热加工过程以及使用过程中减缓材料的降解/ 老化等过程。2. 加工工艺双色注塑成型： 成型时， 半成品型腔注入的材料为ABS成品型腔注入的材料为TPE成型完毕后开模，动模向后运动至达到开模行程后停止， 成品区的注塑机推出机构开始推动推板向前运动，顶针将成品推出。推出动作结束后，注塑机推出机构回撤，推板、顶针、复位杆在压缩弹簧作用下复位，然后注塑机的中间转轴向前推进，推出旋转动模，旋转1800后缩回停止,再合模。 这样半成品 （ 牙刷柄主体部分） 就随旋转动模换到成型型腔，而半成品型腔已被空出，再继续下一个生产循环。双色注塑成型流程图3. 主要设备转轴式精密双色注塑机（富强鑫宁波公司
14、FB-200T)双色注塑成型机4.制品使用环境及制品要求常温常压、直接接触皮肤和口腔、在水中长期存放等。主体部分无毒、高强度、高硬度、耐冲击、耐溶剂（水）、抗菌性好。纹饰部分无毒、弹性好、耐磨性优良。5 .经济分析主体部分：ABS 700沅/吨，牙刷柄主要部分重约 8g纹饰部分： TPE 20000元/ 吨，纹饰部分重约 5g牙刷柄： 7000*8/1000000+20000*5/1000000=0.156元/件6 . 材料选择与创新( 丙烯腈 / 丁二烯 / 苯乙烯 ) 共聚物 ( ABS) 是一种性能优良、 用途广泛的工程塑料。 它具有耐热性好、表面硬度高、 尺寸稳定、 耐化学药品性及电性
15、能良好、 易于成型和机械加工等良好的综合性能, 且可对其制品进行二次加工。随着纳米科技的发展, 纳米材料已被广泛地用作聚合物的改性材料以提高其综合性能。在AB藻体中引入无机纳米抗菌粉体，制备出抗菌ABg内米复合材 料。抗菌AB唬ABS寸脂与特定抗菌剂复合而成的新 型材料，具有抑菌、杀菌和防霉等功能。用抗菌材料生产的制品具有卫 生自洁功能，与常规的化学和物理消毒方法相比，具有时效长、经济方便等特点，因而广泛应用于家电产品、日用品、洁具等方面。TP酎料是通过动态硫化技术使得橡胶完全硫化并以微米级尺寸分散于塑料基体中，兼有热塑性塑料的优良加工性能和硫化橡胶的良好弹性等性能，且易染色。该材料嵌入制件主体中，体现出良好的视觉感和触觉感，且结合良好，不会剥落。材料的创新点： 无机纳米二氧化钛除
