注塑制品厚度对收缩率变化影响

注塑制品的成型是一个非常复杂的多因素耦合作用的动态加工过程, 成型过程的每个因素都对制品的成型质量产生重要影响, 其中成型收缩是影响制品质量的关键因素之一。影响注塑制品收缩的因素很多, 成型材料( 包括高聚物的分子链结构、结晶度、力学性能、流变性能等) 、制品结构( 包括制品厚度、嵌件结构等) 、工艺条件( 包括注射速度、保压压力、保压时间、冷却时间等) 和模具设计( 包括浇口位置和数量、冷却回路分布等) 等都影响其收缩行为。本文采用CAE的方法来研究制品厚度的变化对注射成型横向收缩率( 沿着流动的方向) 和纵向收缩率( 垂直流动方向) 的影响

注塑温度指引

药用塑料容器生产技术

中空挤出吹塑是利用挤出机连续地挤出空心管，然后用剪刀（人工）或切割装置（自动）将其切成小段后移到挤吹模具内吹制成型。其优点是：设备简单，投资小，成本价格低；缺点是：瓶口不平，密封性能差。此外，中空挤出吹塑工艺所适用的塑料原料是PE，常用的为LDPE,其阻透性能远远低于HDPE和PP，装药保质期短

透明原料的特性及注塑工艺

由于塑料具有重量轻、韧性好、成型易。成本低等优点，因此在现代工业和日用产品中，越来越多用塑料代替玻璃，特别应用于光学仪器和包装工业方面，发展尤为迅速。但是由于要求其透明性要好，耐磨件要高，抗冲击韧件要好，因此对塑料的成份，注塑整个过程的工艺，设备，模具等，都要作出大量工作，以保证这些用于代替玻璃的塑料（以下简称透明塑料），表面质量良好，从而达到使用的要求

填充物及强化材料对塑料性能之提升

塑料配色着色工艺

配色着色可采用色粉直接加入树脂法和色母粒法。
　　色粉与塑料树脂直接混合后，送入下一步制品成型工艺，工序短，成本低，但工作环境差，着色力差，着色均匀性和质量稳定性差。
　　色母粒法是着色剂和载体树脂、分散剂、其它助剂配制成一定浓度着色剂的粒料，制品成型时根据着色要求，加入一定量色母粒，使制品含有要求的着色剂量，达到着色要求。

如何降低塑料加工过程中的刺激性气味

塑料加工制品会发散出令人不愉快的气味，为了克服这个问题以满足客户需要，塑料树脂的生产加工者长期以来都在致力于减少这些气味的发散等级。解决这个问题的典型方法有：用低气味替代品来替代那些难闻的添加剂，减少塑料中残留单体的量，在塑料中加入气体吸附剂和加入抗菌剂来防止产生那些由于细菌和真菌作用而有的难闻气味，还有在回收塑料的处理过程中可以通过溶剂抽提和排气来减少残留的气味。

农药塑料包装瓶变形成因

二十世纪九十年代初，中国农药界兴起了 以塑代玻的热潮。短短十年不到，塑料瓶即以其不可替代的优势，占据了农药包装的主导地位。可以说，除了一些低档农药产品或小企业仍在沿用玻璃瓶外，人们已很少再用它来包装农药了。

聚乙烯薄膜吹膜成型工艺

塑料薄膜是常见的一种塑料制品，它可以由压延法、挤出法、吹塑等工艺方法生产，吹塑薄膜是将塑料原料通过挤出机把原料熔融挤成薄管，然后趁热用压缩空气将它吹胀，经冷却定型后即得薄膜制品

聚乙烯（PE）的注塑成型工艺

聚乙烯PE的成型加工性能
PE为结晶性原料，吸湿性极小，不超过0.01％，因此在加工前无需进行干燥处理。
PE分子联链柔性好，键间作用力小，熔体粘性低，流动性极好，因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。

聚碳酸酯 (PC塑料 )注射工艺

PC通称聚碳酸酯，由于其优良的机械性能，俗称防弹胶。PC具有机械强度高、使用温度范围广、电绝缘性能好（但防电弧性能不变）、尺寸稳定性好、透明等特点。在电工产品、电仪外壳、电子产品结构件上被广泛使用。PC的改性产品较多，通常有添加玻璃纤维、矿物质填料、化学阻燃剂、其它塑料等。PC的流动性较差，加工温度较高，因此其许多级别的改性材料的加工需要专门的塑化注射结构

聚甲醛(POM)注射成型工艺

POM（又称赛钢、特灵）。它是以甲醛等为原料聚合所得。POM-H（聚甲醛均聚物），POM-K（聚甲醛共聚物）是高密度、高结晶度的热塑性工程塑料。具有良好的物理、机械和化学性能，尤其是有优异的耐摩擦性能。
POM属结晶性塑料，熔点明显，一旦达到熔点，熔体粘度迅速下降。当温度超过一定限度或熔体受热时间过长，会引起分解

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)注射工艺

PMMA俗称有机玻璃、亚加力等。化学名为聚甲基丙烯酸甲酯。由于PMMA表面硬度不高、易擦毛、抗冲击性能低、成型流动性能差等缺点，PMMA的改性相继出现。如甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丁二烯的共聚，PMMA与PC的共混等。372有机玻璃就是甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯进行共聚而得。如果在372有机玻璃中加入少量的丁腈橡胶（约50%）即可成373有机玻璃。

聚丙烯PP的注塑成型工艺

各种塑料注塑工艺条件比较表

多段射出与分段射出塑料流动原理

多段射出塑料流动原理：
1、第一射胶低速进胶，将喷嘴到冷料头移开再提高二段射速充满模穴以缩短浇口部塑料流到末端的时间，使充填中的塑料粘度维持最小的固化，但高速射出要控制正确的保压切换点很困难，所以必须利用多段减速才能有效控制掌握保压切换点。

UPVC注射成型工艺

PVC又称硬PVC，它是氯乙烯单体经聚合反应而制成的无定形热塑性树脂加一定的添加剂（如稳定剂、润滑剂、填充剂等）组成。
除了用添加剂外，还采用了与其它树脂进行共混改性的办法，使其具有明显的实用价值。这些树脂有CPVC、PE、ABS、EVA、MBS等

TPR/TPE热塑性弹性体的注塑成型工艺

根据材料的特性和供料情况，一般在成型前应对材料的外观和工艺性能进行检测。供应的粒料往往含有不同程度的水分、熔剂及其它易挥发的低分子物，特别是具有吸湿倾向的TPR含水量总是超过加工所允许的限度。因此，在加工前必须进行干燥处理，并测定含水量。在高温下TPR的水分含量要求在5％以下，甚至2％～3％，因此常用真空干燥箱在75℃～90℃干燥2小时。已经干燥的材料必须妥善密封保存，以防材料从空气中再吸湿而丧失干燥效果，为此采用干燥室料斗可连续地为注塑机提供干燥的热料，对简化作业、保持清洁、提高质量、增加注射速率均为有利。干燥料斗的装料量一般取注塑机每小时用料量的2

PET注拉吹制品壁厚分布的研究

注射拉伸吹塑是一类在聚合物的高弹态下通过机械方法轴向拉伸型坯、用压缩空气径向拉伸型坯以成型中空容器的方法。注射拉伸吹塑可分成一步法与两步法。在两步法中先采用注射法成型型坯，并使之冷却至室温，成为半成品，然后把型坯送入再加热拉伸吹塑机械中，成型为制品。聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）材料在高弹态下经拉伸取向后，材料的机械性能、阻渗性能、透明性与耐溶剂性得到很大提高，在注拉吹工艺中PET材料是使用量最大的材料。前人对PET注拉吹拉伸吹胀过程的研究主要侧重在模拟方面，但是模拟结果与实验结果存在一定的差异。本文主要通过实验研究两步法PET注射拉伸吹塑中二次吹胀压力、拉伸杆速度以及吹胀延迟时间对PET制品壁厚的影响，分析由于吹胀延迟时间的改变而形成不同型坯轮廓发展模式的原因。

1 实验部分

1.1 实验设备
两步法标准型拉伸吹塑机：WL-A03系列；
红外测温仪：ST6L，美国Raytek公司；
高温电子拉力机：美国德宝公司。

1.2 型坯与制品
型坯质量35g，长140 mm，颈部及底部的厚度分别为2118mm和2170mm。型坯所用的材料为远纺工业（上海）公司生产的工业级PET（CB-602），特性粘度为（0.80±0.02）dL/ g，单轴拉伸实验的PET材料应力-应变曲线见图1。制品为一680mL长颈瓶子。型坯与瓶子的几何尺寸参见图2。




图1 PET单轴拉伸应力-应变曲线（拉伸速率12.5 mm/s）



图2 　型坯和制品的几何尺寸
1.3 实验方法
型坯首先在远红外旋转式加热装置中被加热至高弹态，使用红外测温仪测量型坯轴向温度分布，然后将加热后的型坯放入模具进行拉伸吹胀。分两步施加吹胀压力，首先施加0.8MPa的气压（p1），低压气体的作用时间约为0.1s，这一步骤称为一次吹胀；然后施加高压气体（p2） 将型坯彻底吹胀并定型，该步称为二次吹胀。从拉伸杆动作至施加一次吹胀的这一段时间称为吹胀延迟时间（t0）。在实验过程中改变的加工参数为：二次吹胀压力，拉伸杆速度及吹胀延迟时间。实验中采用的工艺参数可参见表1，使用精度为0.01mm的数显游标卡尺测量瓶子的壁厚。
表1 拉伸吹塑的工艺参数
工艺参数 数据
拉伸延迟时间/s
吹胀延迟时间（t0）/ s
一次吹胀压力（p1）/Mpa
二次吹胀压力（p2）/Mpa
一次吹胀时间/s
二次吹胀时间/s
延迟开模时间/s
拉伸杆速度（V）（空载）/ m·s - 1 0
0.3，0.4，0.5，0.6，0.7
0.8
1.3，1.5，1.7，1.9
0.1
5.5
5.5
0.6，0.85，1.15，1.35

　

表1 拉伸吹塑的工艺参数
　

工艺参数 数据
拉伸延迟时间/s
吹胀延迟时间（t0）/ s
一次吹胀压力（p1）/Mpa
二次吹胀压力（p2）/Mpa
一次吹胀时间/s
二次吹胀时间/s
延迟开模时间/s
拉伸杆速度（V）（空载）/ m·s - 1 0
0.3，0.4，0.5，0.6，0.7
0.8
1.3，1.5，1.7，1.9
0.1
5.5
5.5
0.6，0.85，1.15，1.35


2 结果与讨论

2.1 二次吹胀压力对轴向壁厚分布的影响
图3 给出了不同p2下瓶子轴向壁厚的分布（未包括瓶底壁厚）。从图3可看出：不同p2下成型的瓶子其轴向壁厚分布大体相当，二次吹胀压力的变化并没有造成轴向壁厚分布的明显变化。各条曲线的趋势相同，在瓶颈及肩部由于吹胀比较小，壁厚较大；在瓶身部分壁厚相对较小，接近瓶底部分壁厚略微增加。　
　




图3 不同p2下拉伸吹塑的瓶子的轴向壁厚分布（t0= 0.4s，V = 085m/ s）

2.2 拉伸杆速度对轴向壁厚分布的影响




图4 不同拉伸杆速度下拉伸吹塑的瓶子的轴向壁厚分布（t0= 0.4s，p2= 1.7MPa）

图4给出了不同拉伸杆速度下瓶子的轴向壁厚分布（未包括瓶底壁厚）。拉伸杆速度的测定是在模具未放置型坯，拉伸杆直接触及模具底部的情况下进行的。从图4可看出：拉伸杆速度的变化对瓶子轴向壁厚的分布有较大的影响。拉伸杆速度为0.6 m/s时，当型坯轴向拉伸比较小时开始吹胀，结果造成瓶颈及肩部部分壁厚较大，而接近瓶底的部分很薄；当拉伸杆速度增至0.85 m/s 时，轴向的壁厚分布获得较大改善，瓶颈厚度明显减小，瓶身部分的厚度分布较为均匀，接近瓶底部分的壁厚比瓶身壁厚略为增加；当拉伸杆速度继续增加至1.15m/s时，由于拉伸杆速度的增加，在吹胀之前型坯被轴向拉伸至较长的长度，瓶颈与瓶肩对应型坯部分在吹胀前的壁厚减小，接近瓶底部分相对而言获得更多的材料，结果造成瓶颈及瓶肩部分的壁厚进一步减小， 而接近瓶底部分的壁厚增加；拉伸杆速度为1.35m/s时的壁厚分布曲线与拉伸杆速度为1.15m/s时的壁厚分布曲线基本重合。
2.3 吹胀延迟时间对轴向壁厚分布的影响




图5 不同吹胀延迟时间下拉伸吹塑的瓶子的轴向壁厚分布（p2= 1.7 MPa，V = 0.85 m/s）

　　通过调整吹胀延迟时间t0 可获得不同的拉伸吹胀时序。t0对于型坯轮廓的变化模式而言是一个起决定性作用的因素。关于型坯轮廓变化模式的详细讨论可参见文献[6]。这里仅作简要介绍；当T0=0.4s时，拉伸杆尚未接触模具底部时即施加吹胀气体，这意味着存在一段时间，在该时间段内型坯受到吹胀气体和拉伸杆的共同作用，该种情况下的成型模式为模式1；t0=0.5s时， 型坯轮廓的发展模式为模式2，在该种模式下，p1在型坯被拉伸接近模具底部时进入型坯，当拉伸杆接触模具底部后，吹胀过程仍在继续直至制品成型；t0增至0.6s时可观察到模式3，即位于瓶肩的型坯部分首先被吹胀形成动脉瘤状球形，该膨胀部分在气体压力的作用下向上下两端发展，最后成型瓶子，当t0继续增至0.7s时，型坯的轮廓按照模式4发展，在拉伸结束到开始吹胀之间存在一段时间间隔，在模式4下成型制品的颈部材料会形成叠合。图5给出了不同吹胀延迟时间下瓶子轴向壁厚的分布（未包括瓶底壁厚）。当吹胀延迟时间由0.3s增至0.5s时，瓶颈及瓶肩的厚度大幅减小，瓶身的壁厚变化较小，而接近瓶底部分壁厚增加；吹胀延迟时间在0.5、0.6、0.7s下成型的瓶子的轴向壁厚分布曲线的趋势基本相同，但由于型坯轮廓发展模式的不同，造成了瓶颈与接近瓶底部分的壁厚有所不同。在模式3下成型的瓶子的轴向壁厚整体上略大于在模式2和模式4下成型的瓶子。在瓶颈和靠近瓶底部分厚度差异较为明显，瓶身部分厚度差异较小。

2.4 不同型坯轮廓发展模式成因分析




图6 型坯受力示意图



图7 型坯拉伸至型坯底部未施加吹胀压力时的外形轮廓

图6给出了一段长为l的型坯横向截环受力示意图。型坯在轴向受拉伸杆作用，拉力为F；在径向受吹胀压力p作用，在吹胀中假定p大小不变。当拉伸杆与吹胀压力共同作用于型坯时，型坯轴向受力为F + pπRm2（Rm为型坯内径最大值），轴向与径向所受应力公式如下：




式中，R 为型坯内径；δ为型坯壁厚；σl 和σH分别为型坯所受的轴向和径向应力。为了讨论方便，定义：




　　由图2可看出，型坯各部分所设计的初始厚度和内径在轴向方向是变化的，从支撑环至型坯底部型坯壁厚开始变化较大，然后变化较小；而内径值是缓慢减小的。故在型坯轴向方向μ值是不同的。这将导致吹胀前由于拉伸杆作用在型坯各部分产生的应力大小不同，型坯各部分的应变不同。参见图2可发现，在靠近型坯支撑环部有一段壁厚为2.17mm的区域，通过计算，μ值为型坯长度上的最小值，约51.69。虽然该处的温度相对较低（参见图9），但在拉伸杆的作用下的应变大于型坯其余部分。这将导致该区域厚度的急剧减小，但内径值并未减小很多；所以该区域的ν值比型坯其它部分大。根据公式2，对应的径向应力也大。

　　在型坯轮廓发展模式1和2下，即延迟吹胀时间t0为0.4s或0.5s时，由于t0较小，型坯接近支撑环部分的温度下降很小，但所受的径向应力很大，所以在吹胀压力作用下型坯颈部首先被吹胀， 形成轮廓发展模式1和2。在型坯轮廓发展模式3下，当型坯被拉伸至模具底部时施加吹胀压力。图7a给出了型坯被拉伸至模具底部未施加吹胀压力时的轮廓，图7b为图7a的轴向剖面图。型坯内径最小的部分用C表示，与C 相邻的部分分别用A、B表示。从图7可以看到，A 和C的轴向拉伸比较大。图8给出了图7型坯的厚度、内径以及ν值的轴向分布。从图8可以看到，C 区域的内径值已经等于拉伸杆的半径值5196 mm。这意味着C区域已经与拉伸杆相接触。拉伸前在型坯外表面上划线，拉伸后测量对应划线的长度可计算出各部分的拉伸比。结果显示，A 区域的拉伸比为318。根据图1显示：本实验所用的PET料在85～95 ℃温度范围， 当拉伸比为4.1～5.2时表现出应变硬化现象。由于在单轴拉伸试验中所施加的拉伸速率（0.0125m/s）要远远低于拉伸吹胀实验的拉伸速率（0.8m/s），PET材料的应变硬化所对应的拉伸比随拉伸速率的增大而减小[7]；所以可以认为，A区域已经应变硬化。这导致A区域虽然受到较大的径向应力作用，但在吹胀压力的作用下的膨胀速度仍然较小。B区域的拉伸比仅为1.6，这意味着没有出现应变硬化；而且B区域的温度比A区域高，所以在施加吹胀压力后B区域首先胀大，型坯轮廓的发展模式为模式3。在模式4下，即吹胀延迟时间为0.7s时，B区域的胀大行为与模式3类似。但模式3与4的情况有所不同，随着延迟吹胀时间的增加，C区域与拉伸杆接触，由于拉伸杆的热传导率高，导致该区域的温度下降较大，即C区材料变硬，结果造成在拉伸杆与C区的气体通道变窄，使A区的气体压力增加。根据公式2，ν值与气体拉力较大将造成该区承受较大的径向应力。在施加吹胀压力后该部分也胀大，但由于应变硬化，A区的胀大速度较小。

从以上分析可知：在注射拉伸吹塑工艺中，吹胀延迟时间对于型坯的轮廓发展是一个至关重要的因素。型坯轮廓的发展模式不但与型坯的几何尺寸有关，而且与型坯的轴向、径向应力以及温度分布紧密联系。




图8 图7 试样的厚度、内径及ν



图9 再加热型坯外表面轴向温度分布

3 结论
通过注射拉伸吹塑实验分析了二次吹胀压力、拉伸杆速度以及吹胀延迟时间对瓶子壁厚的影响。吹胀压力的改变对制品轴向壁厚分布改变不大，拉伸杆速度与吹胀延迟时间的变化对瓶子轴向壁厚分布有重要影响。吹胀延迟时间的变化会造成型坯轮廓发展模式的改变，形成不同型坯轮廓发展模式。在文中提出了仅与型坯厚度与内径相关的两个参数：μ和ν，在拉伸吹胀过程中μ和ν不断变化，导致了轴向与径向应力的变化，结合型坯的几何尺寸，温度分布以及材料的应力-应变行为，分析形成不同型坯轮廓发展模式的原因，在文中提出的分析方法有助于优化型坯设计以及加工参数。

　


Linhan 2007 DongGuan
　 《塑胶原料物性大全 1.0》版权所有 Copyright©2007-2008

　 　

PET塑料及产品注射成型工艺

PET化学名为聚对苯二甲酸乙醇酯，又称聚酯。目前在客户中使用最多的是GF-PET，主要是打瓶胚。
PET在熔融状态下的流变性较好，压力对粘度的影响比温度要大，因此，主要从压力着手来改变熔体的流动性。