塑料水杯成型工艺

水杯成型工艺设计09级高分子材料三班团队成员组长：张添财0943001028主讲：陈俏竹0943001193组员：沈丽清0943001153

姜丽0943084144吴宇0943001183补强0943001018崔为0943001023徐伟0943001058严翔0943001088侯鑫0943001133周汪洋0943001068周洪芝0943001043四川大学高分子材料三班市场调查水杯材质玻璃水杯10%塑料水杯60%金属水杯24%陶瓷6%水杯材质水杯价格9元以下20%10~29元50%30~49元20%50元以上10%水杯价格颜色挑选冷色调40%暖色调40%中性色调18%杂色调2%颜色挑选水杯更换频率三个月10%半年30%一年50%两年10%水杯更换频率关注的因素安全质量价格外形关注的因素水杯材质玻璃水杯10%塑料水杯60%金属水杯24%陶瓷6%水杯材质市场调查-结果1.较多的人选择塑料水杯2.在购买水杯的过程中，消费者较多关注的是水杯的质量、安全性和价格3.水杯价格在10-29元者居多4.已经有大部分消费者已经考虑到健康因素5.大多数消费者水杯的更换频率在一年左右，随着认识的提高，越来越多的人关注健康因素和审美因素。根据市场调查，我们设计的水杯的目标是:无毒无味，安全性高。1实用性好，使用方便。2经久耐用、不易损坏。3造型美观、色泽好、颜色不单一。4性价比高，经济效益好。5市场调查原料选择选择原则：无味、无毒耐热性好耐候性较好耐磨，光泽度好，并且透明要好杯体、杯盖：抗冲击强度要高；有螺纹结构，尺寸稳定性好杯柄：拉伸强度高，抗疲劳性良好塑料水杯结构杯盖：聚丙烯杯体：聚丙烯杯柄：聚丙烯密封圈：硅橡胶杯盖-杯体-杯柄原料选择----性能对比材料优点缺点PS1.透明2.刚硬3.易于成型4.成本低1.易破裂2.易刮伤3.在紫外线下易老化HDPE1.密度大2.耐化学溶剂3.成本低，易成型1.自熄性差2.气体阻隔性差3.不耐高温4.力学性能一般PP1.刚硬有韧性2.质轻3.在高温下保持力学性质1.在0℃以下易变脆2.耐候性差3.不易染色4.易燃烧PC1.抗冲击强度高，抗蠕变性能好、透明度高2.耐热性好，耐候性好、尺寸稳定性好1.疲劳强度差2.有应力开裂现象几种日用制品常用塑料的性能比较杯盖-杯体-杯柄原料选择材料透明性气体阻隔性卫生性耐冲性耐热温度成本PC高好一般优良高较高PP较高一般好好高较低PC和PP性能对比PP化学稳定性好，熔点高，质轻，成型工艺性很好，可以注射成型，而且聚丙烯也比聚碳酸酯安全。PP的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。因此，我们选用PP作为杯盖、杯体以及杯柄的材料。杯体的设计材料选择----材料对比塑料水杯常用材质有聚丙烯，聚碳酸酯。性能

材料聚丙烯（PP）与聚碳酸酯（PC）性能比较密度加工性能机械性能热性能耐化学性能聚丙烯（PP）塑料中密度最小为0.9—/cm3流动性好,加工性能好，收缩率1.0-2.5%耐应力开裂性良好，弯曲疲劳寿命很高抗冲击强度较差，经填充、增强后可改善维卡软化温度较高，良好的热稳定性，可下长时使用，无外力作用时时不变形化学稳定性优异，耐化学性较好聚碳酸酯（PC）密度较大，为1.18—/cm3无自润滑性，摩擦因数大，加工性能次于PP，收缩率0.6-0.8%易应力开裂，缺口敏感度大，耐磨性差耐冲击性能好，抗蠕变性能较好，但疲劳性较差维卡软化温度为耐热性较好，热变形温度左右，长期使用温度为-60~耐溶剂性差，不耐碱，沸水中易水解杯体的的设计计材料选选择----要求杯体要要求：：双层双双色整整体塑塑件内层透透明，，选材材PP；外层部部分为为鹅黄黄色，，选材材为着着色剂剂混合合PP.我们选选用上上海石石化牌牌号为为M800E的食品级级、注注塑级级聚丙烯烯，价格格12150元/吨杯体的的设计计配方聚丙烯增强剂稳定剂抗氧剂增塑剂填充剂润滑剂抗老化化剂配配方：：配方质质量份份数组组成：：PP100抗氧剂剂10100.1抗氧剂剂DSTP0.3脱氧剂剂0.3稳定剂剂77D0.05紫外线线吸收收剂BAD0.1紫外线线吸收收剂3270.15聚合物物成型型加工工基础础四川大大学高高分子子材料料三班班杯体的的设计计成型加加工----着色着色目的美化产产品增加艺艺术感感吸引顾顾客要求无毒、、耐热热性好好、分分散性性好、、相容容性好好、耐耐光、、耐迁迁移配方鹅黄色色PP100501柠檬铬铬黄0.094A101钛白粉粉0.112方法干法着着色，简单单、成本低低、操操作简简单配色方方便、、机动动性强强成型加加工----注塑成成型工工艺干混法法着色色：树脂与与粉状状着色色剂直直接混混合流程如如下：：杯体的的设计计成型加加工----双色注注塑双色塑塑料件件的注注塑成成型有有两种种方法法。一一种是是使用用两副副分别别成型型塑料料嵌件件和包包封塑塑料的的模具具，在在两台台普通通注射射机上上分别别注塑塑成型型。其缺点点在于于劳动动强度度大，，生产产效率率低，，对工工业化化生产产极为为不利利，正正逐步步被淘淘汰。。第二二种是是用一一副模模具，，在专专用的的塑料料双色色注射射机上上一次次注塑塑成型型。双双色注注射机机有两两个独独立的的注射射装置置，分分别塑塑化及及注射射两种种不同同颜色色的塑塑料。。常用用的工工艺方方法有有芯旋转式式双色注注射技术术。双色注塑塑方法介介绍杯体的设设计成型加工工----工艺获得有色部分第二次注塑第一次注塑获得内层透明部分第一次注塑杯体的设设计成型加工工----双色注塑塑首先通过过注射装装置3向小型腔腔1中注射第第一种塑塑料，成成型出双双色塑料料件的第第一部分分，然后后开模，，动模旋旋转180°，合模，，则上一一步成型型的塑料料件转入入大型腔腔2中成为嵌嵌件，注注射装置置4向大型腔腔2中注射另另一种颜颜色的塑塑料，将将塑料嵌嵌件进行行包封，，即可成成型出双双色塑料料件。与与此同时时，注射射装置3向小型腔腔1中注射第第一种塑塑料，成成型出下下一塑料料嵌件，，待制品品固化成成型后开开模，推推出双色色塑料件件，动模模旋转180°，闭模，，即完成成一次注注塑成型型周期。杯体的设设计成型加工工----设备样式：卧式种类：卧式曲肘注塑机品牌：海雄型号：HXSS260产品别名：塑料机械产品用途：生产塑料产品螺杆直径：32-35-38（mm）螺杆转速：220（rpm）射胶量：170（g）射胶压力：271-227-192（Mpa）理论注射容量：164（立方厘米）电动机功率：16（kw）合模力：2600（kN）开模行程：470（mm）重量：9（kg）外形尺寸：5055*1.75*2.00（mm）宁波海雄雄塑料机机械有限限公司双双色注塑塑机杯体的设设计成型加工工----结构设计计脱模斜度外表面（型腔）脱模斜度：35'-1°内表面（型芯）脱模斜度：30'-50'凹凸设计水杯第一层局部凸起，对开式凹模模塑后分离凹模取出制品.螺纹设计对开式模具成型外螺纹模具结构简单，操作方便杯体的设设计工艺流程程----流程图杯体的设设计工艺流程程----参数控制制模具温度度：85~140℃注塑温度度（熔体体温度））/℃：280~320模腔表壁壁温度/℃：80~100机筒温度度/℃：前段260~270中段240~250后段220~230喷嘴温度度/℃：260~270注射压力力：100-140MPa注射速度度：15~20cm/min保压力:稍低于注注塑压力力保压时间间:20~120s后处理：：一般120~125℃温度控制制杯盖的设设计单品产品名称牌号厂家(产地)价格(元/吨)PPPPM850B上海石化13700注塑级食品级PPPPM800E上海石化12150注塑级食品级PPPPGM1600E上海石化12150注塑通用PPPPJ800韩国晓星12300注塑食品级我们选用用的是上上海石化化牌号为为M800E注塑级食食品级的的聚丙烯烯杯盖的设设计制品配方方----助剂选择择配方聚丙烯着色剂补强剂填充剂润滑剂抗老剂杯盖的设设计成型加工工----加工设备备FMＡ系列螺杆式注注射成型型机杯盖的设设计成型加工工----模具选择择斜推杆分分型二次推出出脱模机构螺纹型芯芯以燕尾尾组合而而成，且且采用侧侧浇口进进料，呈呈一模两两腔形式式。尺寸：外外径:7.9mm内径:7.6mm高度:30mm杯盖的设设计成型加工工----成型特性性（1）结晶易易，湿性性小，易易发生融融体破裂裂（2）流动性性好，但但收缩范范围及收收缩值大大，易发发生缩孔孔、凹痕痕、变形形。（3）冷却速速度快，，浇注系系统及冷冷却系统统应缓慢慢散热，，并注意意控制成成型温度度，料温温低温高高压时容容易取向向，模具具温度低低于50度时，塑塑件不光光滑，易易产生熔熔接不良良，流痕痕，90度以上易易发生翘翘曲变形形。（4）塑料壁壁厚须均均匀，避避免缺胶胶，尖角角，以防防应力集集中。杯盖的设设计成型加工工----注塑成型型工艺总的工艺艺流程图图：1.对塑料PP进行烘干干，并装装入料斗斗；2.清理模具具型芯、、型腔，，并喷上上脱模剂剂，进行行适当的的预热；；3.合模、锁锁紧模具具；4.对塑料进进行预塑塑化，注注射装置置准备注注射；5.充模，压压实，倒倒流，冷冷却；6.脱模。7.制品的后后处理：：去除边刺刺，对制制品进行行调湿处处理。杯盖的设设计成型加工工----工艺条件件杯柄的设设计材料选择择性能要求求：耐热，不不易变形形，卫生无臭臭无味无无毒抗拉强度度高疲劳强度度高成本较低低杯柄的设设计成型加工工----模具选择择塑料水杯杯柄常用用的材料料有聚乙乙烯，聚聚丙烯，，聚苯乙乙烯，聚聚氯乙烯烯。材料加工性尺寸精度强度耐蠕变性耐冲击性耐热性耐应力开裂耐疲劳性交接性PP极好很好很好极好很好极好极好极好差HDPE极好差很好很好极好很好差差差LDPE极好差好差极好差好好差对比之下下，PP比PE有更优异异的耐疲疲劳性能能，可来来回弯曲曲两万次次以上，，更加符符合手柄柄的使用用要求，，因此手手柄设计计部分选选用PP。杯柄的设设计配方相关性能能：拉伸伸强度86.8MPa；抗弯强强度101.8MPa；弯曲模模量4.2××103MPa；缺口冲冲击强度度7.1KJ/m2，抗疲劳劳性很好好。配方

100份聚丙烯0.5~1份

硅烷偶联剂

25份玻璃纤维

15份云母粉杯柄的设设计成型加工工----工艺方法法连接圈：模具注塑或模压成型合叶片：经挤出、牵伸并切条成型然后再将两部分粘接固牢。成型方法一次注塑成型，脱模，直接热拉伸弯曲的合叶及连接部分使其取向最后冷却定型A法B法杯柄的设设计选择B法A法：成本低生产连续续工艺简单单B法：成本高连续性稍稍差模具复杂杂工序：注塑、挤挤出、粘接、热热复合工序繁杂杂效果较差差工序：注塑、热热拉伸工序少周期短效果好两种方法法对比之之下，B方法效果果好，工工序少，，周期短短，材料料利用率率高。成型加工工----工艺方法法杯柄的设设计成型加工工----设备宁波星锐锐日月机机械有限限公司螺螺杆式注注塑机型号XRT-BMC产品别名卧式注塑机产品用途塑料产品生产螺杆直径40（mm）螺杆转速5－360（rpm）射胶量188（g）射胶压力1213（Mpa）理论注射容量132（立方厘米）电动机功率5.5（kw）合模力40（kN）开模行程200（mm）重量1600（kg）外形尺寸3100*1100*3300（mm）产品类型全新杯柄的设设计成型加工工----工作原理理工作原理理：将手柄定定固定于于锥形杆杆正下方方，向下下推进锥锥形杆，，插入手手柄提手手圈，继继续推进进到圆柱柱部分，，再由推推进装置置纵向推推进拉伸伸。锥形形杆中空空部分可可加热。。拉伸机器器工作简简图杯柄的设设计成型加工工----工艺流程程原料准备加料注塑脱模热拉伸冷却定型后处理熔胶温度度：低于于275°°C，熔融段段约240°°C注射速度度：高速速注射熔胶背压压：5bar熔胶背压压注射及保保压：较较高注射射压力（（1500-1800bar）保压压力力：约为为注射压压力的80%保压时间间：保压压时间较较长制品的后后处理：：热水浸泡泡处理防防止收缩缩变形参数设置置密封圈的的设计材料选择择

天然橡胶NR乙丙橡胶EPDM氯丁橡胶CR丁腈橡胶NBR硅橡胶Silicone聚氨酯橡胶AUEU抗张强度极好好-极好好-极好极好中等好-极好耐磨性极好极好极好极好中等极好抗自然老化性差极好极好中等极好极好抗氧化性好极好好中等极好极好耐热性好好好好极好中等-好压缩变形中等-好好差-好好极好好不渗透性中等差-中等好极好中等好阻燃性差差极好差中等差使用温度/℃-20~100-55~150-55~120-40~120-55~250-45~90几种密封封圈材料料性能对对比密封圈的的设计材料选择性能要求：：密封性能能优良，工工作寿命高高，摩擦阻阻力小，无无毒，安装装方便。硅橡胶工作作温度最宽宽（-60～230℃），耐蒸汽汽，性能基基本不随浸浸水的影影响，广泛泛应用于要要求耐热的的场合：热热水瓶密封封圈，压力力锅密封圈圈，而且对对人体无害害。故选择择硅橡胶作为为我们的成成型材料。材料热膨胀系数工作温度性能乙丙橡胶16.00～150耐气候性好，抗臭氧各种极性化学药品与溶剂冲击弹性好，耐油性产差氟橡胶16.2-20～200抗张强度较好，耐热性好，但弹性及耐寒性硅橡胶21.6~27.0-60～230工作温度最宽，耐光和臭氧老化无毒无味，耐候性，对许多材料不粘着，透气率大丁腈橡胶11．3－30～100耐油性好，具有耐磨性以及抗撕裂性，压缩永久性好，耐寒性差密封圈的设设计材料选择----原料牌号颜色白色外观半流动性品牌日本信越粒度600（目）耐温220（℃）粘度0.002脱色率0.001（％）水分0.002（％）主要用途高耐磨密封件孔径细孔硅胶选用日本信信越KE971-U硅胶原料，，价格便宜宜，性能优优良。价格格：17500元/吨甲基乙烯基基硅橡胶是是应用较多多的一种硅硅橡胶材料料。密封圈的设设计制品配方硫化剂补强剂结构控制剂剂脱模剂硅橡胶的硫硫化剂常用用的是有机机过氧化物物。选用2，5-二甲基2，5-二叔丁基过过氧化已烷（DBPMH），用量：：0.5～1.0份，硫化温温度：160～170℃采用适当的的补强剂可可使硅橡胶胶硫化胶的的强度达到到3.9～9.8MPa，这对提高高硅橡胶的的性能，延延长制品的的使用寿命命是极其重重要的。选用白炭黑，用量：48份。采用白炭黑黑补强的硅硅橡胶胶料料贮放过程程中会变硬，降低可塑塑性，逐渐渐失去加工工工艺性能能，结构控控制剂能防防止或延缓缓结构化作作用选用羟基硅油，用量3.5份脱模剂防止橡胶、、塑料、弹弹性体或其其他材料的的模制品、、层压制品品粘结到模模具或其他他板面，起起易于脱离离作用的一一类加工助助剂。选用硬脂酸与硬硬脂酸锌1：1混合搭配，用量量0.4份以生胶为100份密封圈的设设计成