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文檔簡(jiǎn)介
1、北 方 民 族 大 學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告院(部、中心) 材料科學(xué)與工程學(xué)院 姓 名 吳瑞 學(xué) 號(hào) 專(zhuān) 業(yè) 高分子材料與工程 班 級(jí) 125班 同組人員 姜連榮 擺玉龍 張曉明 吉各爾次 馬貴福 鎖俊廷 劉陽(yáng) 楊玲玲 李杰 課程名稱(chēng) 塑料成型工藝課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目名稱(chēng) 保健品塑料瓶的設(shè)計(jì) 起止時(shí)間2015年11月9日2015年12月8日 成 績(jī) 指導(dǎo)教師簽名 2012級(jí)塑料成型工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與內(nèi)容1、設(shè)計(jì)任務(wù) (1)、塑料成型工藝課程設(shè)計(jì)的目的:通過(guò)設(shè)計(jì)常見(jiàn)的塑料制品,考察同學(xué)們對(duì)塑料原材料及助劑性能、各種加工工藝方法特點(diǎn)及對(duì)制品性能的影響等基礎(chǔ)知識(shí)的掌握;著重考察同學(xué)們從制品的
2、使用環(huán)境要求出發(fā),選擇適當(dāng)?shù)乃芰显牧霞案鞣N助劑并進(jìn)行配方設(shè)計(jì),同時(shí)選擇適當(dāng)?shù)某尚图庸すに噥?lái)獲得制品的能力。 (2)、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求:以幾種常見(jiàn)的塑料制品為設(shè)計(jì)對(duì)象,分析組成每個(gè)制品均由數(shù)個(gè)塑料部件,然后根據(jù)各個(gè)部件的使用環(huán)境要求選擇材料、設(shè)計(jì)配方和成型加工工藝制造出各個(gè)部件,并將其組合成一個(gè)完整制品。同時(shí)要求對(duì)采取的設(shè)計(jì)方案做出經(jīng)濟(jì)成本分析。具體每個(gè)組成部件的設(shè)計(jì)內(nèi)容如下:1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)并繪出產(chǎn)品圖2)原材料選擇與配方設(shè)計(jì)3)生產(chǎn)方法選擇與工藝過(guò)程設(shè)計(jì)(繪出工藝過(guò)程方框圖和工藝流程圖)4)生產(chǎn)工藝參數(shù)的確定5)工藝過(guò)程與操作說(shuō)明6)生產(chǎn)工藝配套設(shè)備的選擇7)生產(chǎn)該產(chǎn)品的成本核算7)設(shè)計(jì)說(shuō)明
3、和設(shè)計(jì)小結(jié)8)根據(jù)以上內(nèi)容編寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)三、其他設(shè)計(jì)要求(1)設(shè)計(jì)內(nèi)容完整合理,文理通順,層次分明,字跡工整。(2)參數(shù)選取恰當(dāng),數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤。(3)論理論據(jù)充分,資料來(lái)源可靠。(4)圖紙視圖正確,圖面整潔規(guī)范。(5)按時(shí)完成任務(wù)。四、時(shí)間與進(jìn)度安排 根據(jù)本課程特點(diǎn),本課程設(shè)計(jì)主要采用分散指導(dǎo)的方式進(jìn)行。10-12周:完成配方設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)、成生產(chǎn)工藝參數(shù)的確定與操作說(shuō)明。13周:完成設(shè)計(jì)說(shuō)明與小結(jié)及整理資料編寫(xiě)成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)初稿并交指導(dǎo)老師審閱。 14周:修改與整理成正稿并交稿,同時(shí)進(jìn)行答辯。前言 人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步是與材料的使用密切相關(guān)的。人類(lèi)要生存、要發(fā)展就離不開(kāi)材料的使用。隨著近代工業(yè)的
4、發(fā)展,塑料成為一種新材料也發(fā)展起來(lái)了,且應(yīng)用日趨廣泛。它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中許多領(lǐng)域不同程度地替代了金屬、木材及其他材料,成為當(dāng)前社會(huì)使用的一大類(lèi)材料。作為一種廣泛應(yīng)用的材料,其加工成型為制品尤為關(guān)鍵,有很大的市場(chǎng)需求和廣泛的發(fā)展前景。 保健品塑料瓶是一種適于包裝液狀藥品和保健品的密封包裝瓶,在醫(yī)藥和保健品行業(yè)中廣泛使用和推廣,發(fā)揮重要的作用和價(jià)值,它包括有玻璃瓶體,瓶體上端的瓶口處安有螺紋瓶蓋,其不同之處在于在瓶端口設(shè)有一圈向上突起的環(huán)形齒口,在瓶口與螺紋瓶蓋之間安設(shè)有耐高溫密封墊,在螺紋瓶蓋的上端對(duì)應(yīng)瓶端口的環(huán)形齒口設(shè)置有收緊緣。保健品塑料瓶是一種新型獨(dú)特的塑料瓶,在生產(chǎn)和加工中需要按照一定的工藝
5、進(jìn)行,采用獨(dú)特的工藝方法和手段進(jìn)行,保證使用的方便和快捷性。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是耐高溫消毒,密封性好,開(kāi)啟靈便,加工簡(jiǎn)單便于批量生產(chǎn),用于包裝液狀藥品和保健品更衛(wèi)生、安全。這種塑料瓶的良好優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)促使其在不斷的發(fā)展和壯大,使其在不同的領(lǐng)域中廣泛的使用和推廣。保健品塑料瓶有多種分類(lèi)方法,按照不同的分類(lèi)方法可以分為不同的種類(lèi),主要按密度分類(lèi):高密度聚乙烯,是不透明的白色粉末,造粒后為乳白色顆粒,分子為線(xiàn)型結(jié)構(gòu),很少支化現(xiàn)象,是較典型的結(jié)晶高聚物。機(jī)械性能均優(yōu)于低密度聚乙烯,熔點(diǎn)比低密度聚乙烯高,約126136,其脆化溫度比低密度聚乙烯低,約-100-140。低密度聚乙烯,是無(wú)色、半透明顆粒,分子中
6、有長(zhǎng)支鏈,分子間排列不緊密。線(xiàn)型低密度聚乙烯,分子中一般只有短支鏈存在,機(jī)械性能介于高密度和低密度聚乙烯兩者之間,熔點(diǎn)比普通低密度聚乙烯高15,耐低溫性能也比低密度聚乙烯好,耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性比普通低密度聚乙烯高數(shù)十倍。此外,按生產(chǎn)方法可分為低壓法聚乙烯、中壓法聚乙烯和高壓法聚乙烯,聚乙烯的生產(chǎn)方法不同,其密度及熔體指數(shù)(表示流動(dòng)性)也不同。按分子量可分為低分子量聚乙烯、普通分子量聚乙烯和超高分子量聚乙烯。保健品塑料瓶在不同的領(lǐng)域和行業(yè)中發(fā)揮重要的作用,使醫(yī)藥和保健品行業(yè)不斷的增大使用量,增加其的使用要求和需求,所以要求生產(chǎn)塑料瓶的廠(chǎng)家按照一定的工藝手段進(jìn)行生產(chǎn)和加工,保證生產(chǎn)的保健品塑料瓶具有
7、良好的質(zhì)量保證和優(yōu)勢(shì)性能,使其不斷的發(fā)展壯大。 此次塑料成型工藝課程設(shè)計(jì)按瓶蓋、瓶蓋密封環(huán)、瓶身及包裝薄膜的設(shè)計(jì)較為詳細(xì)的闡述了保健品塑料瓶的加工工藝,涉及有聚丙烯聚(PP)、對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、氯乙烯薄膜(PVC)、聚丙烯薄膜(PP)等材料。目錄 塑料及其性能TOC o 1-3 h u 塑料瓶蓋及密封環(huán)的設(shè)計(jì) 瓶身的設(shè)計(jì) 印刷薄膜的制作 質(zhì)量檢測(cè) 第1章 塑料及其性能塑料概述塑料是指以樹(shù)脂為主要成分,添加有利于制品成型與使用的若干助劑,按一定比例配制而成的、在一定工藝及工裝條件下可模塑成型的有機(jī)高分子材料。塑料的組成(1)樹(shù)脂樹(shù)脂分天然樹(shù)脂(如松香、纖維、蟲(chóng)膠、瀝青等)和合成樹(shù)脂,
8、塑料中的樹(shù)脂一般都是合成樹(shù)脂。絕大多數(shù)樹(shù)脂需按一定比例(40%)與助劑混煉配制成塑料,以利于成型和使用。塑料中樹(shù)脂的作用就是將塑料各組分加以粘合,賦予塑料可模塑性,并決定塑料的類(lèi)型和性能。(2)助劑為改良塑料的使用性能與成型性能而在塑料中添加各種助劑。就助劑而言,要求其與樹(shù)脂及其他助劑的相容性好、自身穩(wěn)定性高、能充分滿(mǎn)足制品的成型與使用要求。塑料中常添加的助劑種類(lèi)如填料、增塑劑、增強(qiáng)劑、潤(rùn)滑劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗氧化劑、著色劑、阻燃劑等。 塑料的性能特點(diǎn)塑料的品種多,其性能特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面。優(yōu)良的成型加工性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、密度低及其同比強(qiáng)度高、電器絕緣性能好、減摩與耐磨性好、自潤(rùn)
9、滑、減振隔音性好、氣液阻隔性能好、塑料的價(jià)格便宜、著色性好、色澤鮮艷、絕熱性能好、可電鍍、可焊接與粘接、光學(xué)性能好、改性能力強(qiáng)。塑料的主要缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度、剛度和耐熱性較低,尤其是高溫?zé)釓?qiáng)性低,能在200以上連續(xù)工作的塑料品種少。散熱性差、熱成型收縮大、制品尺寸不穩(wěn)定、尺寸精度不高、大多易燃、易老化、不易自行降解等。 塑料的性能特點(diǎn) (1)按樹(shù)脂在成型過(guò)程中分子結(jié)構(gòu)的變化分 = 1 * GB3 熱塑性塑料 熱塑性塑料中的樹(shù)脂分子在塑化成型前后均呈純線(xiàn)型或帶支鏈的線(xiàn)型鏈狀結(jié)構(gòu),其可反復(fù)加熱塑化熔融與冷凝化成型。 = 2 * GB3 熱固性塑料 熱固性塑料中樹(shù)脂分子在塑化成型前為線(xiàn)型鏈狀結(jié)構(gòu),在固化
10、成型后便已交聯(lián)成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);因體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物分子不具備熔融塑化的能力,故熱固性塑料在模塑成型后將不再具備可模塑性。(2)按樹(shù)脂分子冷凝過(guò)程中的排列狀態(tài)分 = 1 * GB3 結(jié)晶性塑料 如PE、PP、PET、POM、PA等。 = 2 * GB3 非結(jié)晶性塑料 如PS、PC、PSU、PMMA、PVC等。(3)按塑料的用途分 = 1 * GB3 通用塑料 指產(chǎn)量大、成型性好、價(jià)格低、用途廣的一類(lèi)塑料,其常用來(lái)制作受力不大的制品。主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料與氨基塑料等六大品種在內(nèi)的塑料,其產(chǎn)量約占塑料總產(chǎn)量的75%以上。 = 2 * GB3 工程塑料 指在較寬溫度范
11、圍內(nèi)仍能保持優(yōu)良的力學(xué)性能和良好的尺寸穩(wěn)定性,能在一定程度上替代金屬作為工程結(jié)構(gòu)材料使用的一類(lèi)塑料。其中通用工程塑料一般指產(chǎn)量大、價(jià)格相對(duì)便宜的工程塑料:PA 、PC、POM、ABS、PPO、PBT及其改性品種;特種工程塑料一般指產(chǎn)量小、價(jià)格高、耐溫高的工程材料:PSU、PI、PPS、PES、PTFE、PAR、PEEK、PEI和耐熱環(huán)氧樹(shù)脂等。 = 3 * GB3 功能塑料 是指具有特種功能而應(yīng)用于特殊領(lǐng)域的一類(lèi)塑料。如生物塑料、光敏塑料、導(dǎo)磁塑料、高耐熱塑料、高頻絕緣塑料、壓電塑料、光學(xué)聚焦塑料等。 熱塑性塑料的模塑特性塑料的模塑特性是指塑料在模塑成型過(guò)程中呈現(xiàn)出的物理、化學(xué)、熱力學(xué)狀態(tài)及其
12、變化的現(xiàn)象。塑料的可模塑性主要取決于塑料的流動(dòng)性、熱性能、物理性能、化學(xué)及力學(xué)性能等。 流動(dòng)性 流動(dòng)性的定義與表示塑料的流動(dòng)性是指塑料在一定工藝與工裝條件下的流動(dòng)充模能力。熱塑性塑料的流動(dòng)性通常采用熔體指數(shù)來(lái)表示。熔體指數(shù)是指在一定的溫度和壓力下,熔融塑料在10min內(nèi)從標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管(其出料孔直徑為)流出的質(zhì)量,單位為g/10min。熔體指數(shù)越大,流動(dòng)性越好。 流動(dòng)性的影響后果及因素流動(dòng)性高,易導(dǎo)致溢料、流涎、填充不實(shí)、塑件組織疏松、樹(shù)脂與填料易分頭聚積而形成銀絲、易粘模而使脫模和清理困難等。流動(dòng)性偏低,則易導(dǎo)致填充不足,缺料,成型壓力大,成型周期長(zhǎng),不易成型。 影響塑料流動(dòng)充型能力的因素(1)
13、塑料的品種樹(shù)脂分子的規(guī)整性越差、分子量越大、分子量分布越寬,則其表觀(guān)黏度越大,流動(dòng)性越低;加入填料會(huì)降低樹(shù)脂的流動(dòng)性;加入增塑劑、潤(rùn)滑劑會(huì)顯著地提高塑料的流動(dòng)性。一般將熱塑性塑料的流動(dòng)性歸類(lèi)為:流動(dòng)性好的尼龍、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、醋酸纖維素等;流動(dòng)性較好的改性聚苯乙烯、ABS、AS、有機(jī)玻璃、聚甲醛等;流動(dòng)性差的聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、氟塑料等。(2)成型工藝熔體溫度越高,則塑料熔體的表觀(guān)黏度越低,流動(dòng)性越好。但不同塑料的表觀(guān)黏度對(duì)溫度變化的敏感性不一樣;剛性塑料(如HIPS、PS、PA、PC、PMMA、CA、增強(qiáng)或改性PP等)的表觀(guān)黏度受溫度變化的影響大,其流動(dòng)性隨料溫的升
14、高而顯著地增加;而柔性分子(PE、PP、PVC等)的流動(dòng)性受溫度影響不大。注射壓力增大,熔體所受的剪切作用增強(qiáng),遵循切力變稀規(guī)律而體現(xiàn)出流動(dòng)性增大。柔性塑料(如LDPE、PP、PVC等)的流動(dòng)性對(duì)壓力變化敏感。在工程應(yīng)用中,應(yīng)具體分析塑料中聚合物分子的流動(dòng)性對(duì)壓力、溫度的敏感性,分析樹(shù)脂的降級(jí)傾向性,來(lái)決定采取合適的工藝措施以提高熔體的流動(dòng)充型能力。(3)模具結(jié)構(gòu)各段流道、型腔的幾何形狀、尺寸及其表壁的粗糙度、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等模具結(jié)構(gòu)因素,都將對(duì)熔體充型帶來(lái)影響。凡是促使熔體溫度降低、流動(dòng)阻力增加的因素,都會(huì)使流動(dòng)性降低。 成型收縮性塑料的成型收縮是指塑件在模具中固化成型并
15、脫模冷卻到室溫的過(guò)程中,其尺寸與體積發(fā)生縮小的現(xiàn)象。 (1)塑料成型收縮的形式 = 1 * GB3 塑料材料的熱收縮。 = 2 * GB3 塑件脫模后的彈性恢復(fù)。 = 3 * GB3 結(jié)晶收縮 塑料因結(jié)晶、比容減小而引起的體積收縮,稱(chēng)為結(jié)晶收縮。結(jié)晶收縮值遠(yuǎn)比熱收縮大,結(jié)晶度越高,結(jié)晶收縮越大。 = 4 * GB3 方向性收縮 因成型過(guò)程中的取向作用而導(dǎo)致沿料流方向收縮大,與料流垂直方向的收縮小,取向越強(qiáng),差別越大。另外,成型時(shí)塑件各部位密度與添加劑分布不均,也會(huì)導(dǎo)致成型收縮不均。 = 5 * GB3 后收縮 成型后因塑件內(nèi)應(yīng)力的自然時(shí)效松弛而導(dǎo)致的再收縮,稱(chēng)為后收縮。塑件在脫模后的10h內(nèi)形
16、狀尺寸變化最大,24h后才基本定形,最終定形還需要幾十天。通常熱塑性塑料的后收縮比熱固性塑料的大。 = 6 * GB3 后處理收縮 對(duì)成型后的塑件進(jìn)行后處理(如退火和調(diào)濕處理)以盡快穩(wěn)定塑件的質(zhì)量,在此過(guò)程中所發(fā)生的收縮,稱(chēng)為后處理收縮。(2)影響塑料成型收縮的因素 = 1 * GB3 塑料特性 塑料收縮率隨品種不同而不同。結(jié)晶型塑料的收縮率普遍較非結(jié)晶型塑料的收縮率高,但當(dāng)結(jié)晶型塑料中加入成核劑后收縮率變小。相對(duì)分子質(zhì)量小、相對(duì)分子質(zhì)量分布窄的塑料收縮率小。塑料中樹(shù)脂的含量越多,則收縮率越大;加入填充劑特別是經(jīng)玻璃纖維強(qiáng)的塑料,收縮率降低,但玻璃纖維增強(qiáng)塑料收縮的方向性突出。 = 2 * G
17、B3 塑件結(jié)構(gòu) 塑件的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、嵌件越多且分布越對(duì)稱(chēng)、塑件壁厚越大,塑件的成型收縮越高;但應(yīng)注意:POM、ABS、PC等塑料的收縮率受塑件壁厚的影響較小,而HPVC的收縮率隨壁厚增加而減少;塑件上與料流方向一致的尺寸部位收縮率高。 = 3 * GB3 模具結(jié)構(gòu) 模具結(jié)構(gòu)會(huì)直接影響熔體在型腔內(nèi)的流動(dòng)、熔體密度分布以及保壓補(bǔ)縮等工藝狀態(tài),從而對(duì)塑料收縮率產(chǎn)生影響。特別是澆口,澆口截面尺寸越大、截面越厚,越有利于增大型腔壓力、延長(zhǎng)保壓時(shí)間提高保壓效果,從而降低收縮率。 = 4 * GB3 成型工藝 成型壓力提高,制品密實(shí),收縮率減小;保壓壓力越高、保壓時(shí)間越長(zhǎng),收縮率越小,但收縮的方向性越突出。熔
18、體溫度升高,一方面會(huì)增大塑料的熱收縮;另一方面,料溫升高會(huì)使熔體黏度降低、型腔壓力增大,保壓時(shí)間延長(zhǎng)而補(bǔ)縮效果加強(qiáng),從而收縮率降低。通常,剪切速率受溫度影響較大的塑料(如ABS、LCP、PE、PP、PEK、PEEK、LCP、PS、PSU等),料溫升高,其成型收縮率增大;剪切速率受溫度影響較大的塑料(如PA、PBT、PES、PET、PMMA、POM、PPO、PPS、PVC、SAN等)料溫升高,其成型收縮率降低。模溫越高,冷卻越慢,成型收縮率越大;結(jié)晶型塑料的結(jié)晶度隨模溫升高而增大,其收縮率增大更明顯。模具設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮上述因素對(duì)塑料收縮率的影響,合理選擇其大小及分布。 結(jié)晶性 (1)結(jié)晶與結(jié)
19、晶度樹(shù)脂在冷凝定型過(guò)程有規(guī)則的晶態(tài)排列,稱(chēng)為結(jié)晶;結(jié)晶型聚合物中晶區(qū)所占的體積或質(zhì)量百分?jǐn)?shù),稱(chēng)為結(jié)晶度。結(jié)晶型塑料的品種不同,結(jié)晶能力有強(qiáng)有弱、結(jié)晶溫度有高有低、結(jié)晶溫度區(qū)間又寬又窄、結(jié)晶度有高有低;其次,其實(shí)際結(jié)晶度的高低還受成型工藝條件,特別是溫度,冷卻速度和冷卻時(shí)間的制約。典型的結(jié)晶性塑料如PE、PP、PET、POM、PA等,一般呈不透明或半透明狀態(tài);典型的非結(jié)晶性塑料如PS、PC、PSU、PMMA、PVC等,其透明度通常較高。但也有特殊情況,如聚4-甲基戊烯為結(jié)晶型塑料,卻有高透明性。有些塑料如ABS是由非結(jié)晶性和結(jié)晶性塑料混合而成,其總體上體現(xiàn)為非結(jié)晶性塑料,但卻不透明。(2)結(jié)晶及
20、結(jié)晶度高低對(duì)塑件性能、質(zhì)量的影響結(jié)晶型塑料抵抗外界作用的能力優(yōu)于非結(jié)晶性塑料,結(jié)晶塑料的結(jié)晶度越高,抵抗外界作用的能力越強(qiáng)。其體現(xiàn)在:塑料的密度、強(qiáng)度、剛度、硬度、熔點(diǎn)、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、抗光透性等增強(qiáng);彈性、韌性、斷裂伸長(zhǎng)性、透明性降低。另外,結(jié)晶型塑料的結(jié)晶越高,成型收縮越大。結(jié)晶和結(jié)晶度不均,將導(dǎo)致材料呈現(xiàn)各向異性、成型收縮大且收縮不均、內(nèi)應(yīng)力高,制品易出現(xiàn)縮孔、氣穴、翹曲變形及應(yīng)力開(kāi)裂等缺陷。第2章 瓶蓋及密封環(huán)的設(shè)計(jì)塑料瓶蓋及密封環(huán)成型工藝分析塑件的尺寸精度分析該塑件的尺寸精度無(wú)特殊要求,所有尺寸均為自由尺寸,可按MT7級(jí)精度查詢(xún)公差,其主要尺寸的公差要求見(jiàn)下表:模塑件尺寸公差表
21、(GB/T14486-1993)公差公差基本尺寸大于36101418243040506580100種類(lèi)等級(jí)036101418243040506580100120標(biāo)注公差的尺寸公差值MT7A1B2未標(biāo)注公差的尺寸公差值MT7AB1續(xù)表公差公差基本尺寸1201400160180200225250280315355400450種類(lèi)等級(jí)140160180200250250280315355400450500標(biāo)注公差的尺寸公差值MT7A36B 未標(biāo)注公差的尺寸公差值MT7A 3B塑料瓶蓋表面質(zhì)量分析 對(duì)該塑料瓶蓋表面沒(méi)有特殊要求。一般情況下,外邊面要求光潔,表面粗糙度可以取微米 ;沒(méi)有特殊要求的塑件內(nèi)部
22、表面粗糙度可取微米。塑料瓶蓋的結(jié)構(gòu)工藝性分析 塑件的外形基本上為回轉(zhuǎn)體,圓周均勻分布相同數(shù)量的若干長(zhǎng)、短半圓柱凸起相間旋鈕花紋,該處設(shè)計(jì)脫模容易,且飛邊去除容易,設(shè)計(jì)合理;在塑件內(nèi)壁有螺紋孔;聚丙烯為軟塑料,螺紋可強(qiáng)制脫模成型,但要注意為了防止螺孔最外圈的螺紋崩裂或變形,在設(shè)計(jì)型芯是應(yīng)注意該處的結(jié)構(gòu)。瓶蓋的密封原理在于對(duì)一處有可能發(fā)生泄漏(氣體或液體內(nèi)裝物)或侵入(外界環(huán)境中空氣、水汽或雜質(zhì)等)而要對(duì)其施以密封的瓶口位置,設(shè)置一個(gè)完善的物理壁壘。為了達(dá)到此目的,內(nèi)襯必須有足夠的彈性,以能夠填滿(mǎn)密封面上的任一凹凸不平之處,同時(shí)還要保持足夠的剛性,以防止在密封壓力之下擠入表面間隙之中。彈性與剛性都
23、要持之以恒。 為獲得良好的密封效果,壓向瓶口密封面的內(nèi)襯在包裝的貨架壽命期限內(nèi)必須保持足夠功的壓強(qiáng)。在合理的范圍內(nèi),壓強(qiáng)越高,密封效果越好。但是,顯而易見(jiàn),當(dāng)壓強(qiáng)增加到一定程度,就會(huì)引起瓶蓋的破裂或變形、玻璃瓶口的碎裂或塑料容器的變形以及內(nèi)襯的破壞,使密封自行失效。密封壓強(qiáng)保證了內(nèi)襯與瓶口密封面的良好接觸。瓶口密封面積越大,由瓶蓋施加負(fù)荷的面積分布越大,一定扭矩下的密封效果越差。因此,為獲得良好的密封,不一定非得采用過(guò)高的固定扭矩,在不損壞內(nèi)襯及其表面的情況下,密封面的寬度應(yīng)盡可能小一些。也就是說(shuō),假如小的固定扭矩要達(dá)到最大有效密封壓強(qiáng),應(yīng)選用窄的密封圈。塑料瓶蓋的分類(lèi)(1)按瓶蓋原材料分:可
24、分為PE蓋、PP蓋 PE 蓋:密度為,加工溫度約220;相對(duì)PP較軟,單片蓋較常用。PE基本分為三大類(lèi),即高壓低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和線(xiàn)型低密度聚乙烯(LLDPE)。一般瓶蓋料通常采用高密度聚乙烯(HDPE)。 PP蓋:密度為 g/cm3,加工溫度約220;比較:、PP密度比PE小,PP的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐熱性均優(yōu)于PE,可在100度左右使用;、PE因?yàn)檩^PP軟,因此單片蓋通常選用PE料;、PE 、PP材料價(jià)格接近。 PP蓋于PE蓋的比較 原料功能PPPE1、原料取得容易容易2、原料成本較PE貴較PP便宜3、原料加工容易容易4、加工成本相同相同5、塑蓋品質(zhì)較好一般
25、6、尺寸控制較好一般7、防盜性能一般一般8、密封性能較好一般9、耐壓(PAT)一般較差10、蓋面強(qiáng)度一般較差11、耐沖擊性能一般較差12、耐消毒性能一般一般13、耐高溫性能一般較差14、耐低溫性能一般較好15、熱脹冷縮較小較大16、衛(wèi)生性一般一般17、環(huán)保性可回收可回收(2)按形式分:可分為單片蓋和雙片蓋單片蓋:瓶蓋內(nèi)部無(wú)墊片,整個(gè)蓋材料一樣,依靠折邊或內(nèi)塞密封;雙片蓋:瓶蓋內(nèi)部有墊片,墊片材料較軟,依靠壓縮墊片的反彈力來(lái)保持密封;比較:、單片蓋沒(méi)有加墊,不需要加墊機(jī),因此設(shè)備投入較兩片蓋少。并且墊片材料價(jià)格是蓋體材料的兩倍以上,單片蓋成本比雙片蓋低;、單片蓋對(duì)瓶口尺寸、形狀要求高;折邊式單片
26、蓋是靠折邊變形的反彈力壓住瓶口外沿和端面來(lái)密封;內(nèi)塞式單片蓋是靠其內(nèi)塞外徑與瓶口內(nèi)徑的過(guò)盈配合起密封作用。雙片蓋的墊片較軟,對(duì)瓶口缺陷有較大的包容能力。(3)按生產(chǎn)工藝:可分為注塑蓋和壓塑蓋注塑蓋生產(chǎn)工藝為:吸料機(jī)將混合好的材料吸進(jìn)注塑機(jī)炮筒,在炮筒內(nèi)加熱到熔融塑化后,注射到模具型腔,在型腔內(nèi)冷卻定型、脫模,再經(jīng)過(guò)切環(huán)、加墊,完成注塑蓋生產(chǎn)。壓塑蓋生產(chǎn)工藝為:吸料機(jī)將混合好的材料吸進(jìn)壓塑機(jī)炮筒,在炮筒內(nèi)加熱到半熔融塑化狀態(tài)后,定量擠出到模具型腔內(nèi),上下模具合模、壓塑并冷卻定型、脫模、再經(jīng)過(guò)切環(huán)、加墊,完成壓塑蓋生產(chǎn)。選材 從瓶蓋的分類(lèi)中,考慮選擇PP、PE作為備選材料,并在此首先對(duì)備選材料及其
27、他材料的基本性能參數(shù)作個(gè)比較。備選材料性能及價(jià)格對(duì)比材料名稱(chēng) 優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) 市場(chǎng)價(jià)格 PE無(wú)臭,無(wú)毒優(yōu)良的耐低溫性能,化學(xué)穩(wěn)定性好常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小電絕緣性能優(yōu)良環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械作用)很敏感耐熱老化性差元/噸PP密度小,質(zhì)輕延伸性和抗彎曲疲勞性能好高溫下能較好的保持力學(xué)性能耐侯性差,染色性較差低溫下抗沖性不好,成型收縮率較大元/噸PS1. 耐化學(xué)腐蝕性好2. 剛度大3. 耐寒性較好4. 低溫強(qiáng)度大1.耐熱性差2.沖擊強(qiáng)度低3.易出現(xiàn)應(yīng)力開(kāi)裂元/噸PVC1. 有較好的機(jī)械性能2. 有優(yōu)異的介電性能3. 對(duì)有機(jī)和無(wú)機(jī)酸、堿、鹽均穩(wěn)定4. 具有阻燃性能1. 對(duì)光和熱的穩(wěn)定性差2. 堅(jiān)硬,
28、溶解性差3.可能釋放有毒物質(zhì)6700-7200元/噸 PP與其它幾種常見(jiàn)高分子材料材料性能的相互比較類(lèi)別PPPEPVCPS密度最小小于水較大略高于水剛性較好差好好收縮率大較大大較小韌性低溫下差好差差強(qiáng)度較高低較高高耐熱性好一般差較差化學(xué)穩(wěn)定性好好好好耐候性差差一般一般毒性無(wú)毒無(wú)毒可以無(wú)毒無(wú)毒粘合劑粘合差差好一般熱合成型一般好一般一般成型加工性好好麻煩好 選材原因 1)PE價(jià)格與PP較為相近,皆為元/噸左右,考慮到PE制品強(qiáng)度不夠,故在這里不使用;2)PVC制品雖便宜,但是可能釋放有毒物質(zhì),而且對(duì)光、熱的穩(wěn)定性較差,故這里不使用;3)PS因耐熱性較差,且價(jià)格與PP接近,故這里不使用;4)經(jīng)調(diào)查P
29、P市場(chǎng)價(jià)格國(guó)內(nèi)約在元/噸左右,由于其產(chǎn)品密度低于其他材料制成的產(chǎn)品,PP制品成本更可能低于其他材料制成產(chǎn)品。PP的收縮率相當(dāng)高,一般為%,加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。而且PP屈服強(qiáng)度高,有很高的彎曲疲勞壽命。綜上所述,我們選擇PP作為合成原料。 PP的各種性能參數(shù)性 能數(shù) 據(jù)性 能數(shù) 據(jù)相對(duì)密度介電強(qiáng)度/(Kv /mm)吸水率/%脆化溫度/ -8-8成型收縮率/%線(xiàn)膨脹系數(shù)/(10-5K-1)6-10拉伸強(qiáng)度/MPa熱導(dǎo)率/W/()斷裂伸長(zhǎng)率/%200體積電阻率/(.cm)1019彎曲強(qiáng)度/MPa50洛氏硬
30、度 R 80-110壓縮強(qiáng)度/MPa45簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度/(kj/m2)配方設(shè)計(jì)配方原理1)PP基體:制品的主要成分,綜合性能好,有優(yōu)良的機(jī)械性能。采用PP中石化CJS700牌號(hào),其具有高的流動(dòng)性良好的尺寸穩(wěn)定和良好的加工性能,機(jī)械性能好,抗沖強(qiáng)度高,耐高溫,自然老化時(shí)間長(zhǎng),無(wú)毒無(wú)臭,從而保證了壓柄具有一定力學(xué)強(qiáng)度。 2)抗氧劑:防止材料和制品在加工和使用過(guò)程中被氧化。主抗氧劑主要改變氧化的路線(xiàn),是的降解結(jié)束,輔助抗氧劑減慢降解的速度,兩者配合使用,增加材料的穩(wěn)定性。 3)SBS增韌:添加SBS嵌段共聚物使得材料耐寒性能明顯提高,這樣在低溫下聚丙烯的耐候性增強(qiáng)。 4)碳酸鈣:降低材料的收縮率
31、,使得各部件的配合比較好,同時(shí)降低成本。 5)硬脂酸鈣:起到潤(rùn)滑作用,減少塑料制品表面與模具型腔表面間的粘接力,改善材料在成型加工時(shí)的流動(dòng)性和脫模性??s短成型周期,提高制品的表面質(zhì)量。配方 原料規(guī)格功能用量/份數(shù)聚丙烯PP中石化CJS700高的流動(dòng)性,機(jī)械性能優(yōu)良,抗沖強(qiáng)度高1001010主抗氧劑稀土鋁酸酯偶聯(lián)劑碳酸鈣1250目降低收縮率55滑石粉1250目減低摩擦耐腐蝕20PP-g-MAH增容作用2SBSYH-792低溫增韌10EBS交聯(lián)劑DLTP輔抗氧劑硬脂酸鈣潤(rùn)滑劑注塑模具設(shè)計(jì)分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分型面的選擇 該塑件外形表面質(zhì)量要求較高。在選擇分型面時(shí),根據(jù)分型面的選擇原則,考慮
32、不影響塑件的外觀(guān)質(zhì)量、便于清除毛刺及飛邊、有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體、分膜后塑件留在冬末一側(cè)及便于取出塑件等因素,分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處。如果按上圖(a)所示的分型面分型,則塑件分別有兩個(gè)模板成型,由于合膜誤差的存在,回事算進(jìn)產(chǎn)生一定的同軸度誤差,且飛邊不易清除;而按著(b)所示的分型面分型,則塑件整體有一個(gè)模板成型,消除了由于合膜誤差使塑件產(chǎn)生同軸度誤差的可能。因此,決定采用(b)所示的分型面。另外,為了提高自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率,減少聚丙烯的取向變形以及保證塑件表面質(zhì)量,決定采用點(diǎn)澆口;模具采用雙分型面結(jié)構(gòu),一個(gè)分型面用于成型塑件,另一個(gè)分型面用于取出澆注系統(tǒng)凝料。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
33、a.主流道的設(shè)計(jì)為了便于將凝料從主流道中拔出,將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,取一定的較小的角度(如4度);同時(shí)為了使熔料順利浸進(jìn)入分流道,在主流道出料端設(shè)計(jì)r=5mm的圓弧過(guò)渡。主流道襯套采用可拆卸更換的澆口套,澆口套的形狀及尺寸設(shè)計(jì)采用推薦尺寸的常用澆口套;為了能與注塑機(jī)的定位面相配合,采用外加定位環(huán)的方式,以減小澆口套的總體尺寸和避免澆口套在使用中的磨損。b.分流道設(shè)計(jì)該塑件的體積較小,形狀比較簡(jiǎn)單,壁厚均勻,且塑料的流動(dòng)性好,可以采用單點(diǎn)進(jìn)料的方式。為了便于加工,采用最為常用的截面形狀為U形的分流道。分流道截面形狀及尺寸如下圖所示:分流道截面形狀及尺寸c.點(diǎn)澆口設(shè)計(jì)由于該塑件外觀(guān)質(zhì)量要求較高,所
34、以澆口的位置和大小應(yīng)以不影響塑件的外觀(guān)質(zhì)量為前提。同時(shí),也應(yīng)盡量使模具結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。根據(jù)對(duì)該塑件結(jié)構(gòu)的分析,并結(jié)合已確定的分型面位置,選擇如下圖所示的點(diǎn)澆口進(jìn)料方式。根據(jù)塑件外觀(guān)質(zhì)量的要求以及型腔的安放方式,進(jìn)料位置設(shè)計(jì)在塑件頂部。點(diǎn)澆口的直徑尺寸可以根據(jù)不同塑料按塑件平均厚度查相關(guān)表確定 。d.冷料穴設(shè)計(jì)采用球頭形拉料桿的冷料井,定模板的分流道盡頭鉆小斜孔,一次分型是斜孔內(nèi)凝料是點(diǎn)澆口 與塑料分離,同時(shí)球頭形拉料桿將主流道的凝料拔出;而二次分型時(shí)凝料被定模板刮掉落下來(lái),實(shí)現(xiàn)澆注系統(tǒng)與塑件的自動(dòng)分離與脫出。成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于整體式型腔是直接加工在型腔板上的,有較高的強(qiáng)度和剛度,使用中不易發(fā)
35、生形變,且由于該塑件尺寸較小,形狀簡(jiǎn)單,型腔加工容易實(shí)現(xiàn),故模具的型腔采用整體式。由于整體鑲嵌式型芯可節(jié)省貴重模具鋼,便于和熱處理,修理更換簡(jiǎn)單,同時(shí)也有利于型芯冷卻和排氣。由于該塑件具有螺紋,內(nèi)螺紋采用活動(dòng)的螺紋型芯成型??紤]到型芯加工制造方便和降低模具成本,故采用整體鑲嵌式型芯。推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn),確定磨具型腔在定模部分,模具型芯在動(dòng)模部分。塑件成型開(kāi)模后,塑件與型芯一起留在動(dòng)模一側(cè)。該塑件有螺紋孔,螺紋部分是由螺紋型芯成型的。該塑件采用強(qiáng)制脫模的方式,但需要較大的脫模力,故采用推件板推出結(jié)構(gòu)。為了避免推件孔的內(nèi)表面與型芯成型面的螺紋相摩擦,造成型芯的迅速擦傷,將推件板的內(nèi)孔
36、與型芯成型面一下的配合段做成單邊斜度為510度的錐面,該錐面不僅有效避免了擦傷,且能準(zhǔn)確定位推件板,避免了該處的飛邊溢料。合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 該塑件精度要求不算高,塑件形狀、型腔分布對(duì)稱(chēng),無(wú)明顯單邊注射側(cè)向力,可采用最為常見(jiàn)的導(dǎo)柱導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)。在動(dòng)模板、推件板、定模扳間使用四隊(duì)導(dǎo)柱,導(dǎo)柱的長(zhǎng)度要確保推件板推出塑件后不脫落。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)模腔內(nèi)的塑料熔體已經(jīng)冷卻硬化后,可退回螺桿并加入新混料,同時(shí)通入水對(duì)模具進(jìn)一步進(jìn)行冷卻的過(guò)程。冷卻速度不宜太快,采取中速冷卻,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱,并注意控制成型溫度。自攻螺紋的設(shè)計(jì)在加工成型后,在內(nèi)部邊緣制作自攻螺紋。成型方法及工藝過(guò)程成型方法 考慮
37、瓶蓋結(jié)構(gòu)及選材特點(diǎn):該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是小而深,壁薄,有一定的復(fù)雜的外觀(guān)設(shè)計(jì);材料為PP,收縮率為%,伸長(zhǎng)性及柔韌性較好。經(jīng)過(guò)比較壓延成型、澆注成型、注塑成型三種成型方法,壓延成型主要生產(chǎn)熱固性材料,澆注成型主要生產(chǎn)大型制件且產(chǎn)品成型周期較長(zhǎng),綜合考慮選注射成型(又稱(chēng)注射模塑,簡(jiǎn)稱(chēng)注塑)。 與其它成型方法相比,注射成型具有成型周期短,能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精密、帶有嵌件的塑料制件;對(duì)各種塑料的適應(yīng)性強(qiáng);生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)等的特點(diǎn)。所以注射成型廣泛地用于塑料制件的生產(chǎn)中。 但注射成型的設(shè)備及模具制造費(fèi)用較高,不適合單件及批量較小的塑料制件的生產(chǎn)。因此,對(duì)于大批量生產(chǎn)的可
38、樂(lè)瓶蓋來(lái)來(lái)說(shuō),選擇注射成型工藝的方法是合理的可取的。 1成型設(shè)備的選擇PP瓶蓋注射成型可用螺桿式注射機(jī)或柱塞式注射機(jī)。一般前者應(yīng)用較多。使用螺桿以突變型螺桿為好。噴嘴可用通用型或延長(zhǎng)型。注射機(jī)主要由注射系統(tǒng),鎖模系統(tǒng),塑模三大部分構(gòu)成,下面是注射機(jī)基本構(gòu)造示意圖: 鎖模系統(tǒng) 塑模 注射系統(tǒng) 工藝過(guò)程成型前的準(zhǔn)備 成型前的一些準(zhǔn)備工作;包括原材料分析、著色、原材料干燥、嵌件預(yù)熱、脫模劑的選用、機(jī)筒清洗等等。(1)原料熔體指數(shù)的測(cè)定熔體指數(shù)常用MI表示,通常作為熱塑性塑料質(zhì)量控制和成型工藝條件設(shè)定的參數(shù)依據(jù)。樹(shù)脂的熔體指數(shù)愈大,相對(duì)分子量愈小,它的流動(dòng)性也愈好,成型加工較容易,而力學(xué)性能相對(duì)偏低。
39、注射用的聚丙烯塑料的熔體指數(shù)為29g/10min,熔體流動(dòng)性較好,在螺桿式注射機(jī)中能順利成型。(2)原材料的干燥聚丙烯為非極性的結(jié)晶性高聚物, 吸水率很低,約為%。注射時(shí)一般不必進(jìn)行干燥處理,必要時(shí)可在80100下干燥34h。 PP及其他塑料成型前允許的含水量塑料名稱(chēng)允許含水量/%塑料名稱(chēng)允許含水量/%PA6PA66PA9PA11PA610PA1010PMMAPETPBTUPVC軟PVC(電鍍級(jí))ABS(通用級(jí))纖維素塑料PSHIPSPEPPPTFE(3)脫模劑的選用傳統(tǒng)的脫模劑有;硬酯酸鋅、白油、硅油。硬酯酸鋅除聚酰胺外,一般塑料均可使用,白油作為聚酰胺的脫模劑效果較好,硅油效果好,使用不方
40、便。(4)機(jī)筒的清洗清洗劑有LQ1、LQ2、LQ3、LQ4、LQ5等型號(hào)。用量、適用范圍見(jiàn)表 機(jī)筒清洗劑品種、適用范圍及用量適用溫度及范圍適用溫度及范圍品種適用范圍/用量/g(注射機(jī)型號(hào),清洗劑)LQ-1型LQ-2型LQ-3型LQ-4型LQ-5型180-200200-220220-240240-260260-280Z-S-60以下 50Z-S-60 50-100XS-ZY-125 100-150XS-ZY-250 150-200XS-ZY-500以上 適當(dāng)增加使用時(shí)將正常生產(chǎn)條件下的機(jī)筒溫度提高1020,擠凈機(jī)筒內(nèi)殘余物料,然后加入清洗劑,隨后加入所需要更換的正常用料,或者清洗劑已擠到螺桿前端
41、后,再加入正常用料,用預(yù)塑方式連續(xù)擠出一段時(shí)間即可。注射過(guò)程 首先將準(zhǔn)備好的塑料加入注射機(jī)的料斗,然后送進(jìn)加熱的料筒中,經(jīng)過(guò)加熱通融塑化成粘流態(tài)塑料,在注射機(jī)的柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下經(jīng)噴嘴壓入模具型腔,塑料充滿(mǎn)型腔后,需要保壓一定時(shí)間,使塑件在型腔中冷卻,硬化,定型,壓力撤消后開(kāi)模,并利用注射機(jī)的頂住機(jī)構(gòu)使塑件脫模,最后取出塑件。 有上述的說(shuō)明可以知道,完整的注射成型過(guò)程共包括加料,塑化,注射,穩(wěn)壓冷卻和脫模等幾個(gè)步驟1)塑化 塑化是顆粒狀塑料在注射機(jī)料筒中經(jīng)過(guò)加熱達(dá)到粘流狀態(tài)并且具有良好可塑性的過(guò)程。對(duì)塑料塑化的要求是:塑料熔體在進(jìn)入型腔之前,既要達(dá)到規(guī)定的成型溫度,并要在規(guī)定的時(shí)間沒(méi)提供足
42、夠量的熔融塑料,塑化料各處的溫度盡量均勻一致,不發(fā)生或極少發(fā)生熱分解以確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行。 2)注射注射過(guò)程均可分為充模,保壓,倒流,澆口凍結(jié)后的冷卻四個(gè)階段。a充模階段:是從柱塞或螺桿開(kāi)始向前移動(dòng),到塑料熔體經(jīng)過(guò)噴嘴及模具澆注系統(tǒng)充滿(mǎn)型腔時(shí)為止。b保壓階段:塑料熔體充滿(mǎn)型腔后,熔體開(kāi)始冷卻收縮,但柱塞或螺桿繼續(xù)保持施壓狀態(tài),料筒內(nèi)的熔料會(huì)向模具型腔內(nèi)繼續(xù)流入進(jìn)行補(bǔ)修,以形成形狀完整而致密的塑件。c倒流階段:是柱塞或螺桿開(kāi)始后退保壓結(jié)束時(shí)開(kāi)始的,這時(shí)型腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)的高,因此會(huì)發(fā)生塑料熔體的倒流,從而使型腔內(nèi)的壓力迅速下降,直到澆口處的熔料凍結(jié)倒流才結(jié)束。如果保壓結(jié)束之前澆口已經(jīng)凍結(jié)或者在
43、噴嘴中裝有止逆閥,則導(dǎo)流階段就不會(huì)存在。d澆口凍結(jié)后的冷卻:是從澆口的塑料完全凍結(jié)時(shí)開(kāi)始的,這一階段型腔內(nèi)塑料繼續(xù)進(jìn)行冷卻,沒(méi)有塑料從澆口處流進(jìn)或流出,但型腔內(nèi)還可能有少量的流動(dòng)。應(yīng)該指出,塑料從注入型腔后即被冷卻,直至脫模時(shí)為止。3)脫模塑件冷卻到一定溫度后開(kāi)模,在推出機(jī)構(gòu)的作用下將塑料制件推出摸外的過(guò)程。4)塑件的后處理為改善和提高塑件的性能和尺寸穩(wěn)定性,塑件經(jīng)過(guò)脫?;驒C(jī)械加工后進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚怼:筇幚碇饕侵竿嘶鸷驼{(diào)濕處理,因PP是一種吸濕性弱的物質(zhì),所以調(diào)濕處理可以不予考慮??蛇M(jìn)行退火處理,即在定溫的加熱液體介質(zhì)中(如熱水,熱的礦物油,甘油,乙二醇和液體石蠟)或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段
44、時(shí)間,然后慢慢冷卻的過(guò)程。退火處理減少或消除塑件的內(nèi)應(yīng)力。該鑄件的尺寸小,且是可樂(lè)瓶的關(guān)鍵部分,所以保持其尺寸穩(wěn)定性你很重要的。附工藝流程圖如圖所示 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。如溫度、壓力、時(shí)間等。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)。溫度 注射過(guò)程需要控制的溫度主要有機(jī)筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度等,前兩種溫度主要是影響塑料的塑化和流動(dòng),而后一種溫度主要是影響塑料的流動(dòng)和冷卻。 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)。因此,機(jī)筒溫度的確定主要以PP密度高低和
45、熔體指數(shù)大小為依據(jù),其次是產(chǎn)品性能及形狀有關(guān)。機(jī)筒溫度不同對(duì)PP制品性能有不同的影響。溫度太高,材料易氧化變色,制品會(huì)產(chǎn)生溢料現(xiàn)象,料溫均勻,填充速度快。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。噴嘴的長(zhǎng)度和直徑對(duì)溫度沒(méi)有明顯的影響。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。表 噴嘴直徑、注射壓力與噴嘴溫度的關(guān)系噴嘴直徑/mm注射壓力/MPa溫度升高數(shù)/50100501005010050100505026462647254523431918塑料熔體的注射壓力又取決于熔體的溫度
46、和通過(guò)噴嘴的速率,如果噴嘴直徑一定,熔體溫度愈高,熔體壓力愈大。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。部分塑料適用的料筒和噴嘴溫度(螺桿式注射機(jī))塑料名稱(chēng)機(jī)筒溫度/噴嘴溫度/ 分解溫度 (空氣/)后段中段前段PEHDPEPPPS、ABS、SANPCTFEPMMAPOMPCPA6PA66PURCABCACPPPOPSU線(xiàn)性聚酯醇酸樹(shù)酯160-170200-220150-210150-180250-280150-180150-180220-230210220175-200130-140130-140160-190260-280250-27070-10070180-190
47、220-240170-230180-230270-300170-200180-205240-250220240180-210150-175150-160180-210300-310270-29070-10070200-220240-280190-250210-240290-330190-220195-215260-270230250205-240160-190165-175190-220320-340290-32070-10070220-240240-280240-250220-240340-370200-220190-215260-270230240205-240165-200165-180
48、190-220320-340300-34070-10070280280300260-280266222310310310 3)模具溫度模具溫度的高低對(duì)制品性能有較大影響。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。PP為70900C。 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。1)塑化壓力 塑化壓力的大小影響物料的塑化過(guò)程、塑化效果、塑化能力,并與螺桿轉(zhuǎn)速有關(guān)。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
49、量大,塑化效果差。塑化壓力應(yīng)在保證制品質(zhì)量的前提下越低越好。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。PE流動(dòng)性極好流動(dòng)性對(duì)壓力敏感,成型時(shí)宜用高壓注射, 保壓充分.制品形狀簡(jiǎn)單、壁厚加大的、熔體溫度的注射壓力可低一些;反之注射壓力應(yīng)提高。PP塑料注射壓力選擇范圍為 100-140MPa.注射壓力選擇范圍參考如下表所示: 制件形狀要求注射壓力/MPa適用塑料品種1、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2、中等粘度,精度有要求,形狀較復(fù)雜3、粘度高、薄壁長(zhǎng)流程、精度高且形狀復(fù)雜4、優(yōu)質(zhì)、精密、微型70-100 100-140 140-180 1
50、80-250PE,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。成型周期(時(shí)間、速度)完成一次注射模塑過(guò)程所需要的時(shí)間稱(chēng)作成型周期。它包括注射時(shí)間(充模、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)。通常情況下充模時(shí)間為35S。注射時(shí)間就涉及到注射速率。注射速率(注射時(shí)間、注射速度):它是用來(lái)表示熔料充??炻匦詤?shù)。注射量、注射速率及注射時(shí)間三者之間的關(guān)系注射量/cm312525050010002000600010000注射速率/注射時(shí)間/s125
51、12003005713303160020005 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。注射中的保壓時(shí)間一般約為20120s。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。冷卻時(shí)間的終點(diǎn)應(yīng)保證脫模時(shí)不變形為原則。通常冷卻時(shí)間為30120s。玻璃化溫度高、結(jié)晶型塑料冷卻時(shí)間較短(冷卻速率高)。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。 PP瓶蓋的成型周期的選擇充模時(shí)間/s注射保壓時(shí)間/s冷卻時(shí)間/s3515603080瓶蓋的質(zhì)量檢測(cè)根據(jù)對(duì)瓶蓋質(zhì)量的要求,主要檢測(cè)其光滑度,強(qiáng)度,和其對(duì)水的霧化
52、程度。具體檢測(cè)要求如下:(1)、瓶蓋的外觀(guān):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。內(nèi)墊應(yīng)平整,無(wú)偏心,破損,雜質(zhì),溢料和翹曲;(2)、開(kāi)啟扭矩:開(kāi)啟封裝的防盜蓋時(shí),所需的最大扭矩;開(kāi)啟扭矩在之間;(3)、斷裂扭矩:扭斷防盜環(huán),所需的最大扭矩,斷裂扭矩不大于; (4)、熱穩(wěn)定性能:不爆裂、不變形、倒置不漏氣(不漏液); (5)、跌落性能:不漏液、不開(kāi)裂、不飛脫。瓶蓋包裝、儲(chǔ)存與使用、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。并在包裝箱指定位置貼好產(chǎn)品合格證。、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)。
53、貯存期不得超過(guò)半年。超過(guò)貯存期的必須重新檢定,方可使用。、使用要求PP瓶蓋在低溫下脆性增加,當(dāng)瓶蓋儲(chǔ)存庫(kù)房溫度低于18時(shí),使用前須將瓶蓋放置在溫度高于18的環(huán)境中24小時(shí)。第三章 瓶身設(shè)計(jì)瓶身性能要求 保健品塑料瓶的優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)工藝:保健品塑料瓶主要是用于盛裝保健品的一種塑料制品,能夠保證保健品的正常運(yùn)輸和使用。保健品塑料瓶在保健品的生產(chǎn)和包裝中占有重要的作用,包裝保健食品,其主要材質(zhì)為樹(shù)脂,其性質(zhì)性質(zhì):無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)毒、表面無(wú)光澤、乳白色蠟狀顆粒,密度約cm3,熔點(diǎn)130145。保健品塑料瓶能夠經(jīng)受住良好的高溫,在高溫中不會(huì)產(chǎn)生一定的變形和損害,不會(huì)產(chǎn)生一定的有害氣體,危害人體的健康。保健品塑
54、料瓶能 夠在保健行業(yè)中展現(xiàn)良好的使用價(jià)值,發(fā)揮重要的包裝效果。保健品塑料瓶的生產(chǎn)工藝需要按照一定的工藝和方法進(jìn)行生產(chǎn),嚴(yán)格遵守一定的工序和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn),保證生產(chǎn)的塑料瓶沒(méi)有經(jīng)過(guò)一定環(huán)境的污染,達(dá)到一定的衛(wèi)生合格標(biāo)準(zhǔn)。 保健塑料瓶它主要是以無(wú)毒的高分子聚合物如高密度聚乙烯(HDPE)、聚酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)為主要原料,采用先進(jìn)的塑料成型工藝和設(shè)備生產(chǎn)各種塑料瓶,主要盛裝各類(lèi)膠囊、片劑、粉劑、顆粒劑、膠丸、口服液等固體與液體等.藥品和營(yíng)養(yǎng)保健品主要使用到聚酯瓶(PET瓶)和高密度聚乙烯瓶(HDPE瓶),飲品主要使用聚酯瓶(PET),日常用品如洗發(fā)水、沐浴露則使用高密度聚乙
55、烯瓶(HDPE瓶)比較多.飲料瓶多數(shù)是塑料制品,聚乙烯、聚丙烯這兩種材料無(wú)毒無(wú)味,用來(lái)灌裝飲料等對(duì)人體很安全.原料選擇常用原料對(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。所以聚合物的黏彈性,長(zhǎng)時(shí)間耐熱性很重要。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。HDPE、PP、PET和PC都是常用的塑料,且符合上述性能要求,四者綜合性能比較如表1所示。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。耐低溫,-4
56、0時(shí)也具有良好的抗沖擊性能。加工過(guò)程中容易出現(xiàn)熱分解。表面容易產(chǎn)生凹凸,滋生細(xì)菌。聚丙烯PP密度低、耐熱,加熱不變形。化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,無(wú)毒無(wú)害??褂袡C(jī)溶劑能力強(qiáng)??赡透邷?,可用于微波爐??箾_擊性能一般。韌性一般,耐氧性一般。低溫容易脆化。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET堅(jiān)硬、剛度好、強(qiáng)度高、韌性好、摩擦系數(shù)小、尺寸穩(wěn)定性好。透明度高,可阻擋紫外光。無(wú)毒無(wú)味,安全性好,可做盛裝食品。結(jié)晶速率慢,成型加工困難,模塑溫度要求高。主鏈含有酯基,易水解斷鏈。不耐高溫,長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)釋放DEHP,對(duì)人體有害??褂袡C(jī)溶劑能力較弱,一般不能接觸酒、油等。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
57、。抗沖擊性能好、著色性好。加工性能好。自阻燃。耐酸、耐油。耐腐蝕性不好。自潤(rùn)滑性差。高溫易水解。共混性能差。耐磨性差。不耐紫外光,不耐強(qiáng)堿。通過(guò)上述表格的對(duì)比,結(jié)合產(chǎn)品性能要求,以及市場(chǎng)調(diào)查分析(詳見(jiàn)五、經(jīng)濟(jì)成本分析),HDPE擁有優(yōu)良的抗沖擊,耐低溫和耐化學(xué)腐蝕性能,但由于其成本過(guò)高,使用后表面容易滋生細(xì)菌,不能做成透明瓶身以及需要加如抗氧劑防止加工時(shí)的分解,此添加劑對(duì)人體有害,因此此材料不建議用作與人體密切相關(guān)耐氧性差,且不耐低溫,不能作為此類(lèi)生活用品的材料。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。PC透明性好,抗沖擊性能優(yōu)
58、良,加工性能好,耐酸耐油,雖然不耐堿腐蝕也不耐高溫,但是低于保健品塑料瓶使用上限溫度,因此適合做瓶身材料。綜上所屬,PET和PC可用作瓶身材料。從上面分析我們選出了兩種可做瓶身的材料,為了更好地制造出性能優(yōu)良、造價(jià)低廉的瓶身,我們下面將這兩種材料再次細(xì)化對(duì)比(如表2):表2 PET和PC性能對(duì)比材料透明性衛(wèi)生性能耐溫耐沖擊性能加工性能耐溶劑造價(jià)PET高一般70低一般一般低PC高好130高好一般高通過(guò)上述對(duì)比我們不難看出:雖然PC比PET擁有更加優(yōu)異的性能,但結(jié)合加工方式和成本考慮,PET從性能上講已經(jīng)完全符合我們所需材料的要求,并且在成本方面遠(yuǎn)小于PC。因此,在性能要求不高的情況下,家用保健品
59、塑料瓶的瓶身一般采用PET材料。 PET材料性能綜述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯,英文名稱(chēng)Polyethylene terephthalate,簡(jiǎn)稱(chēng)PET,由對(duì)苯二甲酸乙二醇酯發(fā)生脫 水縮合反應(yīng)而來(lái)。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。PET 是乳白色或淺黃色、高度結(jié)晶的聚合物,表面平滑有光澤。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。有良好的力學(xué)性能,沖擊強(qiáng)度是其他薄膜的35倍,耐折性好。 耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀堿,耐大多數(shù)溶劑。 具有優(yōu)良的
60、耐高、低溫性能,可在120溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用,短期使用可耐150高溫,可耐-70低溫,且高、低溫時(shí)對(duì)其機(jī)械性能影響很小。 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。 透明度高,可阻擋紫外線(xiàn),光澤性好。 無(wú)毒、無(wú)味,衛(wèi)生安全性好,可直接用于食品包裝。PET容器的特征:1)力學(xué)強(qiáng)度高。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。以下是PET瓶和PVC瓶的部分強(qiáng)度指標(biāo)的比較數(shù)據(jù)。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/%340350134169落錘沖擊強(qiáng)度/J試樣厚度/mm(
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