塑料加工工艺

1、2.(1)成型塑料加工的关键环节。将各种形态的塑料粉、粒料、溶液或分散体制成所需形状的制品或坯件。成型的方法多达三十几种。它的选择主要决定于塑料的类型(热塑性还是热固性)、起始形态以及制品的外形和尺寸。加工热塑性塑料常用的方法有挤出、注射成型、压延、吹塑和热成型等，加工热固性塑料一般采用模压、传递模塑，也用注射成型。层压、模压和热成型是使塑料在平面上成型。上述塑料加工的方法，均可用于橡胶加工。止匕外，还有以液态单体或聚合物为原料的浇铸等。在这些方法中，以挤出和注射成型用得最多，也是最基本的成型方法。(2)机械加工借用金属和木材等的加工方法制，造尺寸很精确或数量不多的塑料制品也，可作为成型的辅助

2、工序，如挤出型材的锯切。由于塑料的性能与金属和木材不同，塑料的热导性差，热膨胀系数、弹性模量,当夹具或刀具加压太大时，易于引起变形，切削时受热易熔化，且易粘附在刀具上。因此，塑料进行机械加工时，所用的刀具及相应的切削速度等都要适应塑料特点转用的机械加工方法有锯、剪、冲、车、刨、钻、磨、抛光、螺纹加工等。此外，塑料也可用激光截断、打孔和焊接。(3)接合把塑料件接合起来的方法有焊接和粘接焊接法是使用焊条的热风焊接使用热极的热熔焊接，以及高频焊接、摩擦焊接、感应焊接、超声焊接等。粘接法可按所用的胶粘剂，分为熔剂、树脂溶液和热熔胶粘接。表面修饰表面修饰的目的是美化塑料制品表面，通常包括：机械修饰，即用

3、锉、磨、抛光等工艺，去除制件上毛边、毛刺，以及修正尺寸等；涂饰，包括用涂料涂敷制件表面，用溶剂使表面增亮，用带花纹薄膜贴覆制品表面等；施彩，包括彩绘、印刷和烫印；镀金属，包括真空镀膜、电镀以及化学法镀银等。其中烫印是在加热、加压下，将烫印膜上的彩色铝箔层(或其他花纹膜层)转移到制件上。许多家用电器及建筑制品、日用品等，都用此法获得金属光泽或木纹等图案。(5)装配用粘合、焊接以及机械连接等方法，使制成的塑料件组装成完整制品的作业。例如：塑料型材，经过锯切、焊接、钻孔等步骤组装成塑料窗框和塑料门。2.1吸塑工艺(1)吸塑一种塑料加工工艺，主要原理是将平展的塑料硬片材加热变软后，采用真空吸附于模具表

4、面，冷却后成型，广泛用于塑料包装、灯饰、广告、装饰等行业。(2)吸塑包装采用吸塑工艺生产出塑料制品，并用相应的设备对产品进行封装的总称。吸塑包装制品主要包括：泡壳、托盘、吸塑盒，同义词还有：真空罩、泡罩等。吸塑包装设备主要包括：吸塑成型机、冲床、封口机、高频机、折边机。封装形成的包装产品可分为：插卡、吸卡、双泡壳、半泡壳、对折泡壳、三折泡壳等。泡壳：采用吸塑工艺将透明的塑料硬片制成特定凸起形状的透明塑料，罩于产品表面，起到保护和美化产品的作用。又名泡罩、真空罩托盘：也叫塑料内托，采用吸塑工艺将塑料硬片制成特定凹槽的塑料，将产品置于凹槽内，起到保护和美化产品的作用。植绒内托：是一种采用特殊材料的

5、吸塑托盘，将普通的塑料硬片表面粘上一层绒质材料，从而使托盘表面有种绒质的手感，用来提高包装品档次。抗静电托盘：是一采用特殊材料的吸塑托盘，该材料表面的电阻值小于10的11次方欧姆。主要用于电子、IT产品的吸塑托盘。吸塑模具：吸塑生产用的模具，成本最低的是石膏模，其次是电镀铜模，最贵的是铝模。模具钻有小孔，用于真空吸附热化的硬片，形成吸塑产品。吸塑成型：就是我们常讲的吸塑，采用吸塑成型机将加热软化的塑料硬片吸附于模具表面，冷却后，形成凹凸形状的塑料。吸塑裁切：吸塑成型后的塑料产品，经过冲床，将大张的片材用刀模分切成单个产品。折边：吸塑包装品中有一种叫插卡包装，需要将泡壳的三个边用折边机折到背后，

6、以便在下一道封装工序中，将纸卡插入折边内，形成插卡包装。热合封口：是一种吸塑封装工艺，用封口机将表面涂有吸塑油的纸卡与泡壳热合在一起，形成吸卡包装。(12)高频封口:是一种吸塑封装工艺，用高周波机产生高频，将泡壳与泡壳之间粘合在一起，形成双泡壳包装。(13)超声波封口：是一种吸塑封装工艺，采用超声波机产生超声波，将泡壳与泡壳粘合在一起，形成双泡壳包装，与高频封口所不同的是，超声波不但可以封PVC、PETG材料，也可以封PET材料，而且对封装的产品没有电磁伤害，特别适合电子产品的封装；不足之处在于超声波封边只能是间隔的点状，而且一般是每次只封一条直边。吸塑工艺流程图唯空打相机tKApa11制0k

7、45f班u年同i同展*4-国；;1WKI1力耻既卡产了比S期篌病.世计鎏4tH融桃口托电国折泅壳吸塞金喙十包装限塑封口机超声神双泅军包装加泡壬包装1高周派机；迫，Jftr插卡包装.必2.2吹塑工艺吹塑技术一种发展迅速的塑料加工方法。热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯，趁热(或加热到软化状态)，置于对开模中，闭模后立即在型坯内通入压缩空气，使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上，经冷却脱模，即得到各种中空制品。技术简介吹塑工艺在第二次世界大战期间，开始用于生产低密度聚乙烯小瓶年代后期，随着高密度聚乙烯的诞生和吹塑成型机的发展，吹塑技术得到了广泛应用。中空容器的体积可达数千升，有的生产已采用了

8、计算机控制。适用于吹塑的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯等，所得之中空容器广泛用作工业包装容器。根据型坯制作方法，吹塑可分为挤出吹塑和注射吹塑，新发展起来的有多层吹塑和拉伸吹塑。发展前景近几年，随着各种功能饮料与酒包装市场的发展各种多层共注并吹塑成型技术成为市场的热点。注拉吹中空成型制品具有壁厚均匀尺寸稳定性好、重量轻、强度大等优点，因此应用范围非常广泛。由于注拉吹工艺生产的容器多以PET、PP、PE、PVC等材料为原料，而使用这些原料生产的瓶子具有质轻、便携、无毒、透明、不易破碎、阻隔性较好等优点，使其越来越多地成为药用玻璃瓶的替代品而被应用于碳酸饮料、果汁饮料、饮用水、食用油、酒类、日

9、化产品、药品等行业的包装中。注拉吹加工工艺流程分为两步法和一步法。一步法是在一台设备上完成从原料到容器的整个成型过程。两步法工艺需要两台设备完成由原料到制品的成型过程。两步法主要适合大批量生产，而且灵活性大，既可以用一台注射机配多台吹瓶机，也可以用多台注射机配一台吹瓶机。当然，这主要应根据注射机与吹瓶的产量匹配而定。控制要点吹塑薄膜工艺流程大致如下：料斗上料一物料塑化挤出一吹胀牵引一风环冷却一人字夹板一牵引辊牵引一电晕处理一薄膜收卷但是，值得指出的是，吹塑薄膜的性能跟生产工艺参数有着很大的关系，因此，在吹膜过程中，必须要加强对工艺参数的控制，规范工艺操作，保证生产的顺利进行，并获得高质量的薄膜

10、产品。在聚乙烯吹塑薄膜生产过程中，主要是做好以下几项工艺参数的控制：(1)挤出机温度吹塑低密度聚乙烯(LDPE)薄膜时，挤出温度一般控制在1601170之间，且必须保证机头温度均匀，挤出温度过高，树脂容易分解，且薄膜发脆，尤其使纵向拉伸强度显著下降；温度过低，则树脂塑化不良，不能圆滑地进行膨胀拉伸，薄膜的拉伸强度较低，且表面的光泽性和透明度差，甚至出现像木材年轮般的花纹以及未熔化的晶核(鱼眼)。吹胀比吹胀比是吹塑薄膜生产工艺的控制要点之一，是指吹胀后膜泡的直径与未吹胀的管环直径之间的比值。吹胀比为薄膜的横向膨胀倍数，实际上是对薄膜进行横向拉伸，拉伸会对塑料分子产生一定程度的取向作用，吹胀比增大

11、，从而使薄膜的横向强度提高。但是，吹胀比也不能太大，否则容易造成膜泡不稳定，且薄膜容易出现皱折。因此，吹胀比应当同牵引比配合适当才行，一般来说，低密度聚乙烯(LDPE)薄膜的吹胀比应控制在2.53.0为宜。2.2.吹塑工艺流程图原料加入料斗机簿.机头开温及保谩口关闭:I.化I.照.完毕）口&r/|:注.*我欧胀1空坯.嵯叁FHI注.完毕匚合模铮I高.钥;紧|T口.翊吹胀计时卜_：模自嗽气-模.放气|13g化制，冷却I毕开:校开模完毕一项dp液向寅出:T制留取S制品处理2.3注塑成型工艺塑件的注塑成型工艺过程主要包括填充一一保压一一冷却一一脱模等4个阶段，这4个阶段直接决定着制品的成型质量，而且

12、这4个阶段是一个完整的连续过程。2.3.填充阶段填充是整个注塑循环过程中的第一步，时间从模具闭合开始注塑算起，到模具型腔填充到大约95%为止。理论上，填充时间越短，成型效率越高，但是实际中，成型时间或者注塑速度要受到很多条件的制约。高速填充时剪切率较高，塑料由于剪切变稀的作用而存在粘度下降的情形，使整体流动阻力降低；局部的粘滞加热影响也会使固化层厚度变薄。因此在流动控制阶段，填充行为往往取决于待填充的体积大小。即在流动控制阶段，由于高速填充，熔体的剪切变稀效果往往很大，而薄壁的冷却作用并不明显，于是速率的效用占了上风。热传导控制低速填充时，剪切率较低，局部粘度较高，流动阻力较大。由于热塑料补充

13、速率较慢，流动较为缓慢，使热传导效应较为明显，热量迅速为冷模壁带走。加上较少量的粘滞加热现象，固化层厚度较厚，又进一步增加壁部较薄处的流动阻力。由于喷泉流动的原因，在流动波前面的塑料高分子链排向几乎平行流动波前。因此两股塑料熔胶在交汇时，接触面的高分子链互相平行；加上两股熔胶性质各异（在模腔中滞留时间不同，温度、压力也不同），造成熔胶交汇区域在微观上结构强度较差。在光线下将零件摆放适当的角度用肉眼观察，可以发现有明显的接合线产生，这就是熔接痕的形成机理。熔接痕不仅影响塑件外观，同时由于微观结构的松散，易造成应力集中，从而使得该部分的强度降低而发生断裂。一般而言，在高温区产生熔接的熔接痕强度较佳

14、，因为高温情形下，高分子链活动性较佳，可以互相穿透缠绕，此外高温度区域两股熔体的温度较为接近，熔体的热性质几乎相同，增加了熔接区域的强度；反之在低温区域，熔接强度较差。保压阶段保压阶段的作用是持续施加压力，压实熔体，增加塑料密度（增密以补偿塑料的收缩行为。在保压过程中，由于模腔中已经填满塑料，背压较高。在保压压实过程中，注塑机螺杆仅能慢慢地向前作微小移动塑，料的流动速度也较为缓慢，这时的流动称作保压流动由。于在保压阶段，塑料受模壁冷却固化加快，熔体粘度增加也很快，因此模具型腔内的阻力很大。在保压的后期，材料密度持续增大，塑件也逐渐成型，保压阶段要一直持续到浇口固化封口为止此，时保压阶段的模腔压

15、力达到最高值。在保压阶段，由于压力相当高，塑料呈现部分可压缩特性。在压力较高区域，塑料较为密实，密度较高；在压力较低区域，塑料较为疏松，密度较低，因此造成密度分布随位置及时间发生变化。保压过程中塑料流速极低，流动不再起主导作用；压力为影响保压过程的主要因素。保压过程中塑料已经充满模腔，此时逐渐固化的熔体作为传递压力的介质。模腔中的压力借助塑料传递至模壁表面，有撑开模具的趋势，因此需要适当的锁模力进行锁模。涨模力在正常情形下会微微将模具撑开，对于模具的排气具有帮助作用；但若涨模力过大，易造成成型品毛边、溢料，甚至撑开模具。因此在选择注塑机时，应选择具有足够大锁模力的注塑机，以防止涨模现象并能有效

16、进行保压。.冷却阶段在注塑成型模具中，冷却系统的设计非常重要这。是因为成型塑料制品只有冷却固化到一定刚性脱模后才能避免塑料制品因受到外力而产生变形。于冷却时间占整个成型周期约70%80%，因此设计良好的冷却系统可以大幅缩短成型时间，提高注塑生产率，降低成本。设计不当的冷却系统会使成型时间拉长，增加成本；冷却不均匀更会进一步造成塑料制品的翘曲变形。根据实验，由熔体进入模具的热量大体分两部分散发，一部分有5%经辐射、对流传递到大气中，其余95%从熔体传导到模具。塑料制品在模具中由于冷却水管的作用，热量由模腔中的塑料通过热传导经模架传至冷却水管，再通过热对流被冷却液带走。少数未被冷却水带走的热量则继

17、续在模具中传导，至接触外界后散溢于空气中。注塑成型的成型周期由合模时间、充填时间、保压时间、冷却时间及脱模时间组成。其中以冷却时间所占比重最大，大约为70%80%。因此冷却时间将直接影响塑料制品成型周期长短及产量大小。脱模阶段塑料制品温度应冷却至低于塑料制品的热变形温度，以防止塑料制品因残余应力导致的松弛现象或脱模外力所造成的翘曲及变形。影响制品冷却速率的因素有：塑料制品设计方面主要是塑料制品壁厚。制品厚度越大，冷却时间越长。一般而言，冷却时间约与塑料制品厚度的平方成正比，或是与最大流道直径的1.6次方成正比。即塑料制品厚度加倍，冷却时间增加4倍。模具材料及其冷却方式模具材料，包括模具型芯、型

18、腔材料以及模架材料对冷却速度的影响很大。模具材料热传导系数越高，单位时间内将热量从塑料传递而出的效果越佳，冷却时间也越短。冷却水管配置方式冷却水管越靠近模腔，管径越大，数目越多，冷却效果越佳，冷却时间越短。冷却液流量冷却水流量越大(一般以达到紊流为佳)，冷却水以热对流方式带走热量的效果也越好。冷却液的性质冷却液的粘度及热传导系数也会影响到模具的热传导效果。冷却液粘度越低，热传导系数越高，温度越低，冷却效果越佳。塑料选择塑料的是指塑料将热量从热的地方向冷的地方传导速度的量度。塑料热传导系数越高，代表热传导效果越佳，或是塑料比热低，温度容易发生变化，因此热量容易散逸，热传导效果较佳，所需冷却时间较

19、短。加工参数设定料温越高，模温越高，顶出温度越低，所需冷却时间越长。冷却系统的设计规则所设计的冷却通道要保证冷却效果均匀而迅速；设计冷却系统的目的在于维持模具适当而有效率的冷却。冷却孔应使用标准尺寸，以方便加工与组装；设计冷却系统时，模具设计者必须根据塑件的壁厚与体积决定下列设计参数冷却孔的位置与尺寸、孔的长度、孔的种类、孔的配置与连接以及冷却液的流动速率与传热性质。2.3.4脱模是一个注塑成型循环中的最后一个环节。虽然制品已经冷固成型，但脱模还是对制品的质量有很重要的影响，脱模方式不当，可能会导致产品在脱模时受力不均，顶出时引起产品变形等缺陷。脱模的方式主要有两种：顶杆脱模和脱料板脱模。设计

20、模具时要根据产品的结构特点选择合适的脱模方式，以保证产品质量。对于选用顶杆脱模的模具，顶杆的设置应尽量均匀，并且位置应选在脱模阻力最大以及塑件强度和刚度最大的地方，以免塑件变形损坏。而脱料板则一般用于深腔薄壁容器以及不允许有推杆痕迹的透明制品的脱模，这种机构的特点是脱模力大且均匀，运动平稳，无明显的遗留痕迹。注塑压力注塑压力是由注塑系统的液压系统提供的。液压缸的压力通过注塑机螺杆传递到塑料熔体上，塑料熔体在压力的推动下，经注塑机的喷嘴进入模具的竖流道(对于部分模具来说也是主流道)、主流道、分流道，并经浇口进入模具型腔，这个过程即为注塑过程，或者称之为填充过程。压力的存在是为了克服熔体流动过程中

21、的阻力，或者反过来说，流动过程中存在的阻力需要注塑机的压力来抵消，以保证填充过程顺利进行。在注塑过程中，注塑机喷嘴处的压力最高，以克服熔体全程中的流动阻力。其后，压力沿着流动长度往熔体最前端波前处逐步降低，如果模腔内部排气良好，则熔体前端最后的压力就是大气压。影响熔体填充压力的因素很多，概括起来有3类：材料因素，如塑料的类型、粘度等；结构性因素，如浇注系统的类型、数目和位置，模具的型腔形状以及制品的厚度等；成型的工艺要素。注塑时间这里所说的注塑时间是指塑料熔体充满型腔所需要的时间，不包括模具开、合等辅助时间。尽管注塑时间很短，对于成型周期的影响也很小，但是注塑时间的调整对于浇口、流道和型腔的压

22、力控制有着很大作用。合理的注塑时间有助于熔体理想填充，而且对于提高制品的表面质量以及减小尺寸公差有着非常重要的意义。注塑时间要远远低于冷却时间，大约为冷却时间的1/101/15,这个规律可以作为预测塑件全部成型时间的依据。在作模流分析时，只有当熔体完全是由螺杆旋转推动注满型腔的情况下，分析结果中的注塑时间才等于工艺条件中设定的注塑时间。如果在型腔充满前发生螺杆的保压切换，那么分析结果将大于工艺条件的设定。注塑温度注塑温度是影响注塑压力的重要因素。注塑机料筒有56个加热段，每种原料都有其合适的加工温度(详细的加工温度可以参阅材料供应商提供的数据)。注塑温度必须控制在一定的范围内。温度太低，熔料塑

23、化不良，影响成型件的质量，增加工艺难度；温度太高，原料容易分解。在实际的注塑成型过程中，注塑温度往往比料筒温度高，高出的数值与注塑速率和材料的性能有关，最高可达30。这是由于熔料通过注料口时受到剪切而产生很高的热量造成的。在作模流分析时可以通过两种方式来补偿这种差值，一种是设法测量熔料对空注塑时的温度，另一种是建模时将射嘴也包含进去。(4)保压压力与时间在注塑过程将近结束时，螺杆停止旋转，只是向前推进，此时注塑进入保压阶段。保压过程中注塑机的喷嘴不断向型腔补料，以填充由于制件收缩而空出的容积。如果型腔充满后不进行保压，制件大约会收缩25%左右，特别是筋处由于收缩过大而形成收缩痕迹。保压压力一般

24、为充填最大压力的85%左右，当然要根据实际情况来确定。(5)背压背压是指螺杆反转后退储料时所需要克服的压力。采用高背压有利于色料的分散和塑料的融化，但却同时延长了螺杆回缩时间，降低了塑料纤维的长度，增加了注塑机的压力，因此背压应该低一些，一般不超过注塑压力的20%。注塑泡沫塑料时，背压应该比气体形成的压力高，否则螺杆会被推出料筒。有些注塑机可以将背压编程，以补偿熔化期间螺杆长度的缩减，这样会降低输入热量，令温度下降。不过由于这种变化的结果难以估计，故不易对机器作出相应的调整。2.3.63.常见塑料的简易鉴别法在采用各种塑料再生方法对废旧塑料进行再利用前，大多需要将塑料分拣。由于塑料消费渠道多而

25、复杂，有些消费后的塑料又难于通过外观简单将其区分，因此，最好能在塑料制品上标明材料品种。中国参照美国塑料协会（SPE）提出并实施的材料品种标记制定了GB/T162881996“塑料包装制品回收标志”，虽可利用上述标记的方法以方便分拣，但由于中国尚有许多无标记的塑料制品，给分拣带来困难，为将不同品种的塑料分别，以便分类回收，首先要掌握鉴别不同塑料的知识，下面介绍塑料简易鉴别法。外观鉴别通过观察塑料的外观，可初步鉴别出塑料制品所属大类：热塑性塑料，热固性塑料或弹性体。一般热塑性塑料有结晶和无定形两类。结晶性塑料外观呈半透明，乳浊状或不透明，只有在薄膜状态呈透明状硬度从柔软到角质。无定形一般为无色，

26、在不加添加剂时为全透明，硬度从硬于角质橡胶状（此时常加有增塑剂等添加齐热固性塑料通常含有填且不透料明，如不含填料时为透明。弹性体具橡胶状手感，有一定的拉伸率。加热鉴别上述三类塑料的加热特征也是各不相同的通过加热的方法可以鉴别热塑性塑料加热时软化，易熔融，且熔融时变得透明，常能从熔体拉出丝来，通常易于热合。热固性塑料加热至材料化学分解前，保持其原有硬度不软化，尺寸较稳定，至分解温度炭化。弹性体加热时，直到化学分解温度前，不发生流动，至分解温度材料分解炭化。常用热塑性塑料的软化或熔融温度范围见表塑料品种软化或熔融范围/c塑料品种软化或熔融范围/c聚醋酸乙烯3585聚氧化甲烯165185聚苯乙烯70

27、115聚丙烯160170聚氯乙烯聚乙烯（密度7590尼龙121701800.92g/cmA3）聚乙烯（密度0.94g/110尼龙11180190cmA3）聚乙烯（密度0.96g/约120聚三氟氯乙烯200220cmA3）约130尼龙610210220聚-1-丁烯125135尼龙6215225聚偏二氯乙烯115140（软化）聚碳酸酯220230有机玻璃126160聚-4-甲基戊烯-1240醋酸纤维素125175尼龙66聚对苯二甲酸乙二250260聚丙烯腈130150（软化）醇酯250260热塑性塑料在溶剂中会发生溶胀但一般不溶于冷溶剂在热溶剂中，有些热塑性塑料会发生溶解，如聚乙烯溶于二甲苯中，热

28、固性塑料在溶剂中不溶，一般也不发生溶胀或仅轻微溶胀，弹性体不溶于溶剂，但通常会发生溶胀。3.4密度鉴别塑料的品种不同，其密度也不同，可利用测定密度的方法来鉴别塑料但；此时应将发泡制品分别出来，因为发泡沫塑料的密度不是材料的真正的密度。在实际工业上也有利用塑料的密度不同来分选塑料用塑料的密度如下所示：密度/（g/cm3）材料密度/（g/cm3）材料080硅橡腔（可用二氧化硅填充到1。25）119135增塑聚氯乙烯（大约含有40%增塑剂）0.83聚甲基戊烯1.201.22聚碳酸酯（双酚A型）085091聚丙烯120126交联聚氨酯0.890.93高压（低密度）聚乙烯1.261.28苯酚甲醛树脂（未