矿泉水瓶及其加工制造工艺

1、矿泉水瓶矿泉水瓶 小组成员：董思洋小组成员：董思洋 王象春王象春 及其加工制造工艺及其加工制造工艺 材料分析材料分析 petpet塑料塑料 聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯 化学式为化学式为-och2-ch2ococ6h4co- -och2-ch2ococ6h4co- 简称简称petpet，为高聚合物，由对苯二甲，为高聚合物，由对苯二甲 酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。 对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸 和乙二醇发生酯化反应所得。和乙二醇发生酯化反应所得。petpet是是 乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，乳白色或浅黄色、

2、高度结晶的聚合物， 表面平滑有光泽。在较宽的温度范围表面平滑有光泽。在较宽的温度范围 内具有优良的物理机械性能，长期使内具有优良的物理机械性能，长期使 用温度可达用温度可达120120，电绝缘性优良，电绝缘性优良， 甚至在高温高频下，其电性能仍较好，甚至在高温高频下，其电性能仍较好， 但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳 性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。 优点优点 有良好的力学性能，冲击强度有良好的力学性能，冲击强度 是其他薄膜的是其他薄膜的3535倍，耐折性好。倍，耐折性好。 耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，

3、 耐大多数溶剂。耐大多数溶剂。 具有优良的耐高、低温性能，具有优良的耐高、低温性能， 可在可在120120温度范围内长期使用，短期温度范围内长期使用，短期 使用可耐使用可耐150150高温，可耐高温，可耐-70-70低温，低温， 且高、低温时对其机械性能影响很小。且高、低温时对其机械性能影响很小。 气体和水蒸气渗透率低，既有气体和水蒸气渗透率低，既有 优良的阻气、水、油及异味性能。优良的阻气、水、油及异味性能。 透明度高，可阻挡紫外线，光透明度高，可阻挡紫外线，光 泽性好。泽性好。 无毒、无味，卫生安全性好，无毒、无味，卫生安全性好， 可直接用于食品包装。可直接用于食品包装。 材料分析材料分析

4、 中空吹塑中空吹塑 ( ( 又称吹塑模塑又称吹塑模塑 ) ) 是借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯吹胀形成中是借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯吹胀形成中 空制品的方法，是常用的塑料加工方法，同时也是发展较快的一种塑料成型方法。吹塑用的空制品的方法，是常用的塑料加工方法，同时也是发展较快的一种塑料成型方法。吹塑用的 模具只有阴模模具只有阴模 ( ( 凹模凹模 ) ) ，与注塑成型相比，设备造价较低，适应性较强，可成型性能好，与注塑成型相比，设备造价较低，适应性较强，可成型性能好 ( ( 如低应力如低应力 ) ) 、可成型具有复杂起伏曲线、可成型具有复杂起伏曲线 ( ( 形状形状 ) )

5、 的制品。的制品。 中空吹塑又分为注射吹塑、挤出吹塑和拉伸吹塑，注射吹塑是用注射成形法先将塑料制中空吹塑又分为注射吹塑、挤出吹塑和拉伸吹塑，注射吹塑是用注射成形法先将塑料制 成有底型坯，再把型坯移入吹塑模内进行吹塑成形。挤出吹塑成形过程，管坯直接由挤出机成有底型坯，再把型坯移入吹塑模内进行吹塑成形。挤出吹塑成形过程，管坯直接由挤出机 挤出，并垂挂在安装于机头正下方的预先分开的型腔中；当下垂的型坯达到规定的长度后立挤出，并垂挂在安装于机头正下方的预先分开的型腔中；当下垂的型坯达到规定的长度后立 即合模，并靠模具的切口将管坯切断；从模具分型面的小孔通入压缩空气，使型坯吹胀紧贴即合模，并靠模具的切口

6、将管坯切断；从模具分型面的小孔通入压缩空气，使型坯吹胀紧贴 模壁而成型；保压，待制品在型腔中冷却定型后开模取出制品。模壁而成型；保压，待制品在型腔中冷却定型后开模取出制品。 中空吹塑简介中空吹塑简介 成形前的准备成形前的准备 成型前应对塑料原料进行外观检验，如原成型前应对塑料原料进行外观检验，如原 料的色泽、细度及均匀度等，必要时应对料的色泽、细度及均匀度等，必要时应对 塑料的工艺性能进行测试。对容易吸湿的塑料的工艺性能进行测试。对容易吸湿的 塑料，成形前应进行充分的干燥，避免制塑料，成形前应进行充分的干燥，避免制 品表面出现银丝、斑纹和气泡等缺陷。应品表面出现银丝、斑纹和气泡等缺陷。应 对注

7、射机的料筒进行清洗或拆换，并根据对注射机的料筒进行清洗或拆换，并根据 需要对模具进行预热。为了使制品容易从需要对模具进行预热。为了使制品容易从 模具内脱出，对有的模具型腔还须涂上脱模具内脱出，对有的模具型腔还须涂上脱 模剂，常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石模剂，常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石 蜡和硅油等。蜡和硅油等。 制作流程制作流程 吹塑成型过程可分为吹塑成型过程可分为 四个阶段：四个阶段： (1) (1) 型坯形成阶段型坯形成阶段 聚合物在挤出机中的输送、熔融、聚合物在挤出机中的输送、熔融、 混炼、泵出成型为型坯的形成阶段；混炼、泵出成型为型坯的形成阶段； 在这一阶段，影响壁厚分布的主要在这

8、一阶段，影响壁厚分布的主要 工艺参数有：工艺参数有： 材料的分子量分布、平均分子量；材料的分子量分布、平均分子量； 吹塑机的温度控制系统和螺杆转吹塑机的温度控制系统和螺杆转 速，其中温度控制系统包括料斗温速，其中温度控制系统包括料斗温 度，料筒度，料筒 1 1 区、区、 2 2 区、区、 3 3 区、区、 4 4 区温度，法兰温度，以及储区温度，法兰温度，以及储 料料 模头模头 1 1 区、区、 2 2 区、区、 3 3 区、区、 4 4 区区 温度。温度。 制作流程制作流程 制作流程制作流程 (2) (2) 型坯下料阶段型坯下料阶段 型坯从模唇与模芯的间隙中挤出为下型坯从模唇与模芯的间隙中挤

9、出为下 料阶段。此时，型坯离模膨胀和型坯料阶段。此时，型坯离模膨胀和型坯 垂伸这两种现象影响型坯成型。影响垂伸这两种现象影响型坯成型。影响 壁厚分布的主要工艺参数是吹塑机的壁厚分布的主要工艺参数是吹塑机的 模头直径和壁厚控制系统，其中控制模头直径和壁厚控制系统，其中控制 系统包括轴向壁厚控制系统和周向壁系统包括轴向壁厚控制系统和周向壁 厚控制系统，以调整模唇与模芯的间厚控制系统，以调整模唇与模芯的间 隙。隙。 (3) (3) 型坯预吹阶段型坯预吹阶段 为避免型坯内表面的接触、粘附，改为避免型坯内表面的接触、粘附，改 善制品壁厚的均匀性，要对型坯进行善制品壁厚的均匀性，要对型坯进行 预吹胀。在型

10、坯预吹阶段，从型坯下预吹胀。在型坯预吹阶段，从型坯下 方往型坯内喷气，以护持型坯，减小方往型坯内喷气，以护持型坯，减小 其垂伸。在这一阶段，影响壁厚分布其垂伸。在这一阶段，影响壁厚分布 的主要工艺参数有：预吹压力、预吹的主要工艺参数有：预吹压力、预吹 时间。时间。 制作流程制作流程 制作流程制作流程 (4) (4) 型坯高压吹阶段型坯高压吹阶段 高压吹胀型坯，使之贴紧模具型腔，高压吹胀型坯，使之贴紧模具型腔， 实现产品塑性成型阶段。该阶段，影实现产品塑性成型阶段。该阶段，影 响产品成型的是型坯受高压吹胀变形、响产品成型的是型坯受高压吹胀变形、 型坯与模腔接触变形。而影响壁厚分型坯与模腔接触变形

11、。而影响壁厚分 布的主要工艺参数有：材料的收缩率；布的主要工艺参数有：材料的收缩率； 吹气压力、时间；模具材料、结构、吹气压力、时间；模具材料、结构、 模具排气系统以及模具冷却系统，如模具排气系统以及模具冷却系统，如 冷却水道分布、冷却水进水温度等。冷却水道分布、冷却水进水温度等。 尽管影响吹塑制品质量的因素较多，尽管影响吹塑制品质量的因素较多， 但当生产条件、制品要求确定后，调但当生产条件、制品要求确定后，调 整吹塑工艺参数能有效改善制品质量。整吹塑工艺参数能有效改善制品质量。 优化的工艺参数可以提高生产效率，优化的工艺参数可以提高生产效率， 降低原材料消耗，优化产品的综合性降低原材料消耗，

12、优化产品的综合性 能。能。 制品的后处理制品的后处理 塑料制品脱模后，常需要进行适当的后处塑料制品脱模后，常需要进行适当的后处 理来改善制品的性能和提高制品尺寸的稳理来改善制品的性能和提高制品尺寸的稳 定性，主要包括退火和后处理。定性，主要包括退火和后处理。 （1 1）退火处理）退火处理 由于塑料的塑化不由于塑料的塑化不 均匀或在型腔内冷却速度不等，这导致塑均匀或在型腔内冷却速度不等，这导致塑 料制品内不均匀的结晶、取向和收缩，从料制品内不均匀的结晶、取向和收缩，从 而产生内应力，使制品力学性能下降、光而产生内应力，使制品力学性能下降、光 学性能破坏、表面出现裂纹，甚至变形开学性能破坏、表面出

13、现裂纹，甚至变形开 裂，因此必须进行退火处理。方法是使制裂，因此必须进行退火处理。方法是使制 品在定温的加热液体介质或热空气循环烘品在定温的加热液体介质或热空气循环烘 箱中静置一段时间，温度应控制在高于制箱中静置一段时间，温度应控制在高于制 品使用温度品使用温度10-2010-20或者低于塑料热变形或者低于塑料热变形 温度温度10-2010-20为宜，时间视制品厚度而定。为宜，时间视制品厚度而定。 退火处理的实质是松弛聚合物中冻结的分退火处理的实质是松弛聚合物中冻结的分 子链、消除内应力以及提高结晶度、稳定子链、消除内应力以及提高结晶度、稳定 结晶结构。结晶结构。 制作流程制作流程 （2 2）

14、调湿处理）调湿处理 有些塑料制品在有些塑料制品在 高温下与空气接触会氧化变色或容易吸高温下与空气接触会氧化变色或容易吸 收水分而膨胀。调湿处理就是使制品在收水分而膨胀。调湿处理就是使制品在 一定的温度环境中预先吸收一定的水分，一定的温度环境中预先吸收一定的水分， 使制品尺寸稳定下来，避免在使用过程使制品尺寸稳定下来，避免在使用过程 中再发生更大的变化。中再发生更大的变化。 瓶坯瓶坯 制备吹塑瓶时，首先将制备吹塑瓶时，首先将petpet切片注射成型切片注射成型 为瓶坯，它要求二次回收料比例不能过高为瓶坯，它要求二次回收料比例不能过高(5(5 以下以下) )，回收次数不能超过两次，而且分子，回收次

15、数不能超过两次，而且分子 量及粘度不能过低量及粘度不能过低( (分子量分子量31000-5000031000-50000，特，特 性粘度性粘度0.78-0.85cm30.78-0.85cm3g)g)。注塑成型的瓶坯。注塑成型的瓶坯 需存放需存放48h48h以上方能使用。加热后没用完的瓶以上方能使用。加热后没用完的瓶 坯，必须再存放坯，必须再存放48h48h以上方能重新加热使用。以上方能重新加热使用。 瓶坯的存放时间不能超过六个月。瓶坯的存放时间不能超过六个月。 影响影响petpet瓶吹塑瓶吹塑 的重要因素的重要因素 瓶坯的优劣很大程度上取决于瓶坯的优劣很大程度上取决于petpet 材料的优劣，

16、应选择易吹胀、易定型的材料的优劣，应选择易吹胀、易定型的 材料，并制定合理的瓶坯成型工艺。实材料，并制定合理的瓶坯成型工艺。实 验表明，同样粘度的验表明，同样粘度的petpet材料成型的瓶材料成型的瓶 坯，进口的原料要比国产料易吹塑成型；坯，进口的原料要比国产料易吹塑成型； 而同一批次的瓶坯，生产日期不同，吹而同一批次的瓶坯，生产日期不同，吹 塑工艺也可能有较大差别。瓶坯的优劣塑工艺也可能有较大差别。瓶坯的优劣 决定了吹塑工艺的难易，对瓶坯的要求决定了吹塑工艺的难易，对瓶坯的要求 是纯洁、透明、无杂质、无异色、注点是纯洁、透明、无杂质、无异色、注点 长度及周围晕斑合适。长度及周围晕斑合适。 加

17、热加热 瓶坯的加热由加热烘箱来完成，其温度瓶坯的加热由加热烘箱来完成，其温度 由人工设定，自动调节。烘箱中由远红外灯由人工设定，自动调节。烘箱中由远红外灯 管发出远红外线对瓶坯辐射加热，由烘箱底管发出远红外线对瓶坯辐射加热，由烘箱底 部风机进行热循环，使烘箱内温度均匀。瓶部风机进行热循环，使烘箱内温度均匀。瓶 坯在烘箱中向前运动的同时自转，使瓶坯壁坯在烘箱中向前运动的同时自转，使瓶坯壁 受热均匀。受热均匀。 要使烘箱更好地发挥作用，其高度、冷却板要使烘箱更好地发挥作用，其高度、冷却板 等的调整很重要，若调整不当，吹塑时易出等的调整很重要，若调整不当，吹塑时易出 现胀瓶口现胀瓶口( (瓶口变大瓶

18、口变大) )、硬头颈、硬头颈( (颈部料拉不开颈部料拉不开) ) 等缺陷。等缺陷。 影响影响petpet瓶吹塑瓶吹塑 的重要因素的重要因素 预吹预吹 预吹是二步吹瓶法中很重要的一个步骤，预吹是二步吹瓶法中很重要的一个步骤， 它是指吹塑过程中在拉伸杆下降的同时开始预它是指吹塑过程中在拉伸杆下降的同时开始预 吹气，使瓶坯初具形状。这一工序中预吹位置、吹气，使瓶坯初具形状。这一工序中预吹位置、 预吹压力和吹气流量是三个重要工艺因素。预吹压力和吹气流量是三个重要工艺因素。 预吹压力的大小随瓶子规格、设备能力不预吹压力的大小随瓶子规格、设备能力不 同而异，一般容量大、预吹压力要小；设备生同而异，一般容量

19、大、预吹压力要小；设备生 产能力高，预吹压力也高。产能力高，预吹压力也高。 对于已加热二次使用的瓶坯或存放时间超对于已加热二次使用的瓶坯或存放时间超 标的瓶坯，由于时温等差效应，二者成型工艺标的瓶坯，由于时温等差效应，二者成型工艺 相似，与正常瓶坯相比，其要求的热量要少，相似，与正常瓶坯相比，其要求的热量要少， 预吹压力也可适当降低。预吹压力也可适当降低。 辅机及模具辅机及模具 辅机主要指维持模具恒温的设备。模具辅机主要指维持模具恒温的设备。模具 恒温对维持产品的稳定性有重要作用。一般恒温对维持产品的稳定性有重要作用。一般 瓶身温度高，瓶底温度低。对冷瓶来说，由瓶身温度高，瓶底温度低。对冷瓶来说，由 于其底部的冷却效果决定了分子定向的程度，于其底部的冷却效果决定了分子定向的程度， 将温度控制在将温度控制在5-85-8为佳；而热瓶底部的温度为佳；而热瓶底部的温度 则要高得多。则要高得多。 影响影响petpet瓶吹塑瓶吹塑 的重要因素的重要因素 环境环境