保健品塑料瓶的设计完整版

/北方民族大学课程设计报告院（部、中心）材料科学与工程学院姓名吴瑞学号20120252专业高分子材料与工程班级125班同组人员姜连荣摆玉龙张晓明吉各尔次马贵福锁俊廷刘阳杨玲玲李杰课程名称塑料成型工艺课程设计设计题目名称《保健品塑料瓶的设计》起止时间2015年11月9日—2015年12月8日成绩指导教师签名2012级《塑料成型工艺》课程设计任务书一、课程设计的任务与内容1、设计任务(1)、塑料成型工艺课程设计的目的：通过设计常见的塑料制品，考察同学们对塑料原材料与助剂性能、各种加工工艺方法特点与对制品性能的影响等基础知识的掌握；着重考察同学们从制品的使用环境要求出发，选择适当的塑料原材料与各种助剂并进行配方设计，同时选择适当的成型加工工艺来获得制品的能力。(2)、课程设计的内容要求：以几种常见的塑料制品为设计对象，分析组成每个制品均由数个塑料部件，然后根据各个部件的使用环境要求选择材料、设计配方和成型加工工艺制造出各个部件，并将其组合成一个完整制品。同时要求对采取的设计方案做出经济成本分析。具体每个组成部件的设计内容如下：1）产品设计并绘出产品图2）原材料选择与配方设计3）生产方法选择与工艺过程设计（绘出工艺过程方框图和工艺流程图）4）生产工艺参数的确定5）工艺过程与操作说明6）生产工艺配套设备的选择7）生产该产品的成本核算7）设计说明和设计小结8）根据以上内容编写出设计说明书三、其他设计要求（1）设计内容完整合理，文理通顺，层次分明，字迹工整。（2）参数选取恰当，数据准确无误。（3）论理论据充分，资料来源可靠。（4）图纸视图正确，图面整洁规范。（5）按时完成任务。四、时间与进度安排根据本课程特点，本课程设计主要采用分散指导的方式进行。10-12周：完成配方设计与生产工艺设计、成生产工艺参数的确定与操作说明。13周：完成设计说明与小结与整理资料编写成设计说明书初稿并交指导老师审阅。14周：修改与整理成正稿并交稿，同时进行答辩。前言人类社会进步是与材料的使用密切相关的。人类要生存、要发展就离不开材料的使用。随着近代工业的发展，塑料成为一种新材料也发展起来了，且应用日趋广泛。它在国民经济中许多领域不同程度地替代了金属、木材与其他材料，成为当前社会使用的一大类材料。作为一种广泛应用的材料，其加工成型为制品尤为关键，有很大的市场需求和广泛的发展前景。保健品塑料瓶是一种适于包装液状药品和保健品的密封包装瓶，在医药和保健品行业中广泛使用和推广，发挥重要的作用和价值，它包括有玻璃瓶体，瓶体上端的瓶口处安有螺纹瓶盖，其不同之处在于在瓶端口设有一圈向上突起的环形齿口，在瓶口与螺纹瓶盖之间安设有耐高温密封垫，在螺纹瓶盖的上端对应瓶端口的环形齿口设置有收紧缘。保健品塑料瓶是一种新型独特的塑料瓶，在生产和加工中需要按照一定的工艺进行，采用独特的工艺方法和手段进行，保证使用的方便和快捷性。本实用新型的优点是耐高温消毒，密封性好，开启灵便，加工简单便于批量生产，用于包装液状药品和保健品更卫生、安全。这种塑料瓶的良好优点和特点促使其在不断的发展和壮大，使其在不同的领域中广泛的使用和推广。保健品塑料瓶有多种分类方法，按照不同的分类方法可以分为不同的种类，主要按密度分类:①高密度聚乙烯，是不透明的白色粉末,造粒后为乳白色颗粒,分子为线型结构，很少支化现象,是较典型的结晶高聚物。机械性能均优于低密度聚乙烯，熔点比低密度聚乙烯高，约126～136℃，其脆化温度比低密度聚乙烯低,约-100～-140℃。②低密度聚乙烯,是无色、半透明颗粒，分子中有长支链，分子间排列不紧密。③线型低密度聚乙烯，分子中一般只有短支链存在，机械性能介于高密度和低密度聚乙烯两者之间，熔点比普通低密度聚乙烯高15℃，耐低温性能也比低密度聚乙烯好，耐环境应力开裂性比普通低密度聚乙烯高数十倍。此外，按生产方法可分为低压法聚乙烯、中压法聚乙烯和高压法聚乙烯，聚乙烯的生产方法不同，其密度与熔体指数（表示流动性）也不同。按分子量可分为低分子量聚乙烯、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领域和行业中发挥重要的作用，使医药和保健品行业不断的增大使用量，增加其的使用要求和需求，所以要求生产塑料瓶的厂家按照一定的工艺手段进行生产和加工，保证生产的保健品塑料瓶具有良好的质量保证和优势性能，使其不断的发展壮大。此次塑料成型工艺课程设计按瓶盖、瓶盖密封环、瓶身与包装薄膜的设计较为详细的阐述了保健品塑料瓶的加工工艺，涉与有聚丙烯聚(PP)、对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、氯乙烯薄膜（PVC）、聚丙烯薄膜（PP）等材料。目录塑料与其性能TOC\o"1-3"\h\u204671.1塑料概述 7217641.2塑料的组成 7293661.3塑料的性能特点 7143051.4塑料的性能特点 8242661.5热塑性塑料的模塑特性 8213171.5.1流动性 953421.5.1.1流动性的定义与表示 989301.5.1.2流动性的影响后果与因素 9124441.5.1.3影响塑料流动充型能力的因素 939821.5.2成型收缩性 1030791.5.3结晶性 11塑料瓶盖与密封环的设计301142.1塑料瓶盖与密封环成型工艺分析 13232792.1.1塑件的尺寸精度分析 13182052.1.2塑料瓶盖表面质量分析 15263672.1.3塑料瓶盖的结构工艺性分析 15286762.2塑料瓶盖的分类 1664402.3选材 1857802.3.1备选材料性能与价格对比 1890802.3.2PP与其它几种常见高分子材料材料性能的相互比较 19241332.3.3选材原因 20303692.3.4PP的各种性能参数 20193802.4配方设计 21186172.4.1配方原理 2163682.4.2配方 22243152.5注塑模具设计 2311282.5.1分型面的选择与浇注系统的设计 2368032.5.1.1分型面的选择 23152782.5.1.2浇注系统的设计 2322302.5.2成型零件的结构设计 24161332.5.3推出结构的设计 25308712.5.4合模导向结构的设计 25226102.5.4.1冷却系统的设计 25281582.5.4.2自攻螺纹的设计 25163362.6成型方法与工艺过程 26157502.6.1成型方法 26101962.6.2成型设备的选择 26183762.6.3工艺过程 27286092.6.3.1成型前的准备 27130652.6.3.2注射过程 28326522.7成型工艺条件控制 30161582.7.1温度 3062782.7.2压力 32280662.7.3转速 3333942.7.4成型周期（时间、速度） 33186152.8瓶盖的质量检测 3486512.9瓶盖包装、储存与使用 34瓶身的设计94433.1瓶身性能要求 3578273.2原料选择 37242673.2.1常用原料对比 37132413.2.2PET材料性能综述 38235183.2.3原料准备 41306143.2.4配方 4333653.3加工工艺流程 46252763.3.1PET的加工性能 46281243.3.2加工工艺选择 46319363.3.3挤出吹塑机与其参数 498903.3.4吹塑制品的设计 51185703.3.5加工流程 52印刷薄膜的制作213304.1选材 53133174.2成型工艺选择 5686974.3

压延设备 57118734.4压延工艺过程 58130724.5供料阶段 59248964.6压延阶段 59质量检测133475.1外观检测 59114075.2制品性能 595052附：参考资源 59

第1章塑料与其性能1.1塑料概述塑料是指以树脂为主要成分，添加有利于制品成型与使用的若干助剂，按一定比例配制而成的、在一定工艺与工装条件下可模塑成型的有机高分子材料。1.2塑料的组成（1）树脂树脂分天然树脂（如松香、纤维、虫胶、沥青等）和合成树脂，塑料中的树脂一般都是合成树脂。绝大多数树脂需按一定比例（≧40%）与助剂混炼配制成塑料，以利于成型和使用。塑料中树脂的作用就是将塑料各组分加以粘合，赋予塑料可模塑性，并决定塑料的类型和性能。（2）助剂为改良塑料的使用性能与成型性能而在塑料中添加各种助剂。就助剂而言，要求其与树脂与其他助剂的相容性好、自身稳定性高、能充分满足制品的成型与使用要求。塑料中常添加的助剂种类如填料、增塑剂、增强剂、润滑剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、着色剂、阻燃剂等。1.3塑料的性能特点塑料的品种多，其性能特点主要体现在以下方面。优良的成型加工性、良好的化学稳定性、密度低与其同比强度高、电器绝缘性能好、减摩与耐磨性好、自润滑、减振隔音性好、气液阻隔性能好、塑料的价格便宜、着色性好、色泽鲜艳、绝热性能好、可电镀、可焊接与粘接、光学性能好、改性能力强。塑料的主要缺点是机械强度、刚度和耐热性较低，尤其是高温热强性低，能在200℃以上连续工作的塑料品种少。散热性差、热成型收缩大、制品尺寸不稳定、尺寸精度不高、大多易燃、易老化、不易自行降解等。1.4塑料的性能特点（1）按树脂在成型过程中分子结构的变化分=1\*GB3①热塑性塑料热塑性塑料中的树脂分子在塑化成型前后均呈纯线型或带支链的线型链状结构，其可反复加热塑化熔融与冷凝化成型。=2\*GB3②热固性塑料热固性塑料中树脂分子在塑化成型前为线型链状结构，在固化成型后便已交联成体型网状结构；因体型网状结构的聚合物分子不具备熔融塑化的能力，故热固性塑料在模塑成型后将不再具备可模塑性。（2）按树脂分子冷凝过程中的排列状态分=1\*GB3①结晶性塑料如PE、PP、PET、POM、PA等。=2\*GB3②非结晶性塑料如PS、PC、PSU、PMMA、PVC等。（3）按塑料的用途分=1\*GB3①通用塑料指产量大、成型性好、价格低、用途广的一类塑料，其常用来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、酚醛塑料与氨基塑料等六大品种在内的塑料，其产量约占塑料总产量的75%以上。=2\*GB3②工程塑料指在较宽温度范围内仍能保持优良的力学性能和良好的尺寸稳定性，能在一定程度上替代金属作为工程结构材料使用的一类塑料。其中通用工程塑料一般指产量大、价格相对便宜的工程塑料：PA、PC、POM、ABS、PPO、PBT与其改性品种；特种工程塑料一般指产量小、价格高、耐温高的工程材料：PSU、PI、PPS、PES、PTFE、PAR、PEEK、PEI和耐热环氧树脂等。=3\*GB3③功能塑料是指具有特种功能而应用于特殊领域的一类塑料。如生物塑料、光敏塑料、导磁塑料、高耐热塑料、高频绝缘塑料、压电塑料、光学聚焦塑料等。1.5热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过程中呈现出的物理、化学、热力学状态与其变化的现象。塑料的可模塑性主要取决于塑料的流动性、热性能、物理性能、化学与力学性能等。1.5.1流动性1.5.1.1流动性的定义与表示塑料的流动性是指塑料在一定工艺与工装条件下的流动充模能力。热塑性塑料的流动性通常采用熔体指数来表示。熔体指数是指在一定的温度和压力下，熔融塑料在10min内从标准毛细管（其出料孔直径为∮2.09mm）流出的质量，单位为g/10min。熔体指数越大，流动性越好。1.5.1.2流动性的影响后果与因素流动性高，易导致溢料、流涎、填充不实、塑件组织疏松、树脂与填料易分头聚积而形成银丝、易粘模而使脱模和清理困难等。流动性偏低，则易导致填充不足，缺料，成型压力大，成型周期长，不易成型。1.5.1.3影响塑料流动充型能力的因素（1）塑料的品种树脂分子的规整性越差、分子量越大、分子量分布越宽，则其表观黏度越大，流动性越低；加入填料会降低树脂的流动性；加入增塑剂、润滑剂会显著地提高塑料的流动性。一般将热塑性塑料的流动性归类为：流动性好的——尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、醋酸纤维素等；流动性较好的——改性聚苯乙烯、ABS、AS、有机玻璃、聚甲醛等；流动性差的——聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、氟塑料等。（2）成型工艺熔体温度越高，则塑料熔体的表观黏度越低，流动性越好。但不同塑料的表观黏度对温度变化的敏感性不一样；刚性塑料（如HIPS、PS、PA、PC、PMMA、CA、增强或改性PP等）的表观黏度受温度变化的影响大，其流动性随料温的升高而显著地增加；而柔性分子（PE、PP、PVC等）的流动性受温度影响不大。注射压力增大，熔体所受的剪切作用增强，遵循切力变稀规律而体现出流动性增大。柔性塑料（如LDPE、PP、PVC等）的流动性对压力变化敏感。在工程应用中，应具体分析塑料中聚合物分子的流动性对压力、温度的敏感性，分析树脂的降级倾向性，来决定采取合适的工艺措施以提高熔体的流动充型能力。（3）模具结构各段流道、型腔的几何形状、尺寸与其表壁的粗糙度、排气系统的设计、温度控制系统的设计等模具结构因素，都将对熔体充型带来影响。凡是促使熔体温度降低、流动阻力增加的因素，都会使流动性降低。1.5.2成型收缩性塑料的成型收缩是指塑件在模具中固化成型并脱模冷却到室温的过程中，其尺寸与体积发生缩小的现象。（1）塑料成型收缩的形式=1\*GB3①塑料材料的热收缩。=2\*GB3②塑件脱模后的弹性恢复。=3\*GB3③结晶收缩塑料因结晶、比容减小而引起的体积收缩，称为结晶收缩。结晶收缩值远比热收缩大，结晶度越高，结晶收缩越大。=4\*GB3④方向性收缩因成型过程中的取向作用而导致沿料流方向收缩大，与料流垂直方向的收缩小，取向越强，差别越大。另外，成型时塑件各部位密度与添加剂分布不均，也会导致成型收缩不均。=5\*GB3⑤后收缩成型后因塑件内应力的自然时效松弛而导致的再收缩，称为后收缩。塑件在脱模后的10h内形状尺寸变化最大，24h后才基本定形，最终定形还需要几十天。通常热塑性塑料的后收缩比热固性塑料的大。=6\*GB3⑥后处理收缩对成型后的塑件进行后处理（如退火和调湿处理）以尽快稳定塑件的质量，在此过程中所发生的收缩，称为后处理收缩。（2）影响塑料成型收缩的因素=1\*GB3①塑料特性塑料收缩率随品种不同而不同。结晶型塑料的收缩率普遍较非结晶型塑料的收缩率高，但当结晶型塑料中加入成核剂后收缩率变小。相对分子质量小、相对分子质量分布窄的塑料收缩率小。塑料中树脂的含量越多，则收缩率越大；加入填充剂特别是经玻璃纤维强的塑料，收缩率降低，但玻璃纤维增强塑料收缩的方向性突出。=2\*GB3②塑件结构塑件的结构越复杂、嵌件越多且分布越对称、塑件壁厚越大，塑件的成型收缩越高；但应注意：POM、ABS、PC等塑料的收缩率受塑件壁厚的影响较小，而HPVC的收缩率随壁厚增加而减少；塑件上与料流方向一致的尺寸部位收缩率高。=3\*GB3③模具结构模具结构会直接影响熔体在型腔内的流动、熔体密度分布以与保压补缩等工艺状态，从而对塑料收缩率产生影响。特别是浇口，浇口截面尺寸越大、截面越厚，越有利于增大型腔压力、延长保压时间提高保压效果，从而降低收缩率。=4\*GB3④成型工艺成型压力提高，制品密实，收缩率减小；保压压力越高、保压时间越长，收缩率越小，但收缩的方向性越突出。熔体温度升高，一方面会增大塑料的热收缩；另一方面，料温升高会使熔体黏度降低、型腔压力增大，保压时间延长而补缩效果加强，从而收缩率降低。通常，剪切速率受温度影响较大的塑料（如ABS、LCP、PE、PP、PEK、PEEK、LCP、PS、PSU等），料温升高，其成型收缩率增大；剪切速率受温度影响较大的塑料（如PA、PBT、PES、PET、PMMA、POM、PPO、PPS、PVC、SAN等）料温升高，其成型收缩率降低。模温越高，冷却越慢，成型收缩率越大；结晶型塑料的结晶度随模温升高而增大，其收缩率增大更明显。模具设计时，应充分考虑上述因素对塑料收缩率的影响，合理选择其大小与分布。1.5.3结晶性（1）结晶与结晶度树脂在冷凝定型过程有规则的晶态排列，称为结晶；结晶型聚合物中晶区所占的体积或质量百分数，称为结晶度。结晶型塑料的品种不同，结晶能力有强有弱、结晶温度有高有低、结晶温度区间又宽又窄、结晶度有高有低；其次，其实际结晶度的高低还受成型工艺条件，特别是温度，冷却速度和冷却时间的制约。典型的结晶性塑料如PE、PP、PET、POM、PA等，一般呈不透明或半透明状态；典型的非结晶性塑料如PS、PC、PSU、PMMA、PVC等，其透明度通常较高。但也有特殊情况，如聚4-甲基戊烯为结晶型塑料，却有高透明性。有些塑料如ABS是由非结晶性和结晶性塑料混合而成，其总体上体现为非结晶性塑料，但却不透明。（2）结晶与结晶度高低对塑件性能、质量的影响结晶型塑料抵抗外界作用的能力优于非结晶性塑料，结晶塑料的结晶度越高，抵抗外界作用的能力越强。其体现在：塑料的密度、强度、刚度、硬度、熔点、耐热性、耐化学腐蚀性、抗光透性等增强；弹性、韧性、断裂伸长性、透明性降低。另外，结晶型塑料的结晶越高，成型收缩越大。结晶和结晶度不均，将导致材料呈现各向异性、成型收缩大且收缩不均、内应力高，制品易出现缩孔、气穴、翘曲变形与应力开裂等缺陷。第2章瓶盖与密封环的设计2.1塑料瓶盖与密封环成型工艺分析2.1.1塑件的尺寸精度分析该塑件的尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT7级精度查询公差，其主要尺寸的公差要求见下表：模塑件尺寸公差表（GB/T14486-1993）公差公差基本尺寸大于36101418243040506580100种类等级0～36101418243040506580100120标注公差的尺寸公差值MT7A0.380.480.580.680.780.8811.141.321.541.82.12.4B0.580.680.780.680.981.081.21.341.321.7422.32.6未标注公差的尺寸公差值MT7Aγ0.19γ0.24γ0.29γ0.34γ0.39γ0.44γ0.5γ0.57γ0.66γ0.77γ0.9γ1.05γ1.2Bγ0.29γ0.34γ0.39γ0.44γ0.49γ0.54γ0.6γ0.67γ0.16γ0.87γ1γ1.15γ1.3续表公差公差基本尺寸1201400160180200225250280315355400450种类等级140160180200250250280315355400450500标注公差的尺寸公差值MT7A2.733.33.74.14.54.95.466.77.48.2B3.13.23.53.94.34.75.15.66.26.97.68.4未标注公差的尺寸公差值MT7Aγ1.35γ1.5γ1.65γ1.85γ2.05γ2.25γ2.45γ2.7γ0.57γ3γ3.35γ3.7γ4.1Bγ1.45γ1.6γ1.75γ1.95γ2.15γ2.35γ2.55γ2.8γ0.67γ3.1γ3.45γ3.8γ4.22.1.2塑料瓶盖表面质量分析对该塑料瓶盖表面没有特殊要求。一般情况下，外边面要求光洁，表面粗糙度可以取0.8微米；没有特殊要求的塑件内部表面粗糙度可取3.2微米。2.1.3塑料瓶盖的结构工艺性分析塑件的外形基本上为回转体，圆周均匀分布相同数量的若干长、短半圆柱凸起相间旋钮花纹，该处设计脱模容易，且飞边去除容易，设计合理；在塑件内壁有螺纹孔；聚丙烯为软塑料，螺纹可强制脱模成型，但要注意为了防止螺孔最外圈的螺纹崩裂或变形，在设计型芯是应注意该处的结构。瓶盖的密封原理在于对一处有可能发生泄漏（气体或液体内装物）或侵入（外界环境中空气、水汽或杂质等）而要对其施以密封的瓶口位置，设置一个完善的物理壁垒。为了达到此目的，内衬必须有足够的弹性，以能够填满密封面上的任一凹凸不平之处，同时还要保持足够的刚性，以防止在密封压力之下挤入表面间隙之中。弹性与刚性都要持之以恒。为获得良好的密封效果，压向瓶口密封面的内衬在包装的货架寿命期限内必须保持足够功的压强。在合理的范围内，压强越高，密封效果越好。但是，显而易见，当压强增加到一定程度，就会引起瓶盖的破裂或变形、玻璃瓶口的碎裂或塑料容器的变形以与内衬的破坏，使密封自行失效。密封压强保证了内衬与瓶口密封面的良好接触。瓶口密封面积越大，由瓶盖施加负荷的面积分布越大，一定扭矩下的密封效果越差。因此，为获得良好的密封，不一定非得采用过高的固定扭矩，在不损坏内衬与其表面的情况下，密封面的宽度应尽可能小一些。也就是说，假如小的固定扭矩要达到最大有效密封压强，应选用窄的密封圈。2.2塑料瓶盖的分类（1）按瓶盖原材料分：可分为PE盖、PP盖PE盖：密度为0.94-0.96g/cm3,，加工温度约220℃；相对PP较软，单片盖较常用。PE基本分为三大类，即高压低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和线型低密度聚乙烯（LLDPE）。一般瓶盖料通常采用高密度聚乙烯（HDPE）。PP盖：密度为0.9-0.91g/cm3，加工温度约220℃；比较：⑴、PP密度比PE小，PP的强度、刚度、硬度、耐热性均优于PE，可在100度左右使用；⑵、PE因为较PP软，因此单片盖通常选用PE料；⑶、PE、PP材料价格接近。PP盖于PE盖的比较原料功能PPPE1、原料取得容易容易2、原料成本较PE贵较PP便宜3、原料加工容易容易4、加工成本相同相同5、塑盖品质较好一般6、尺寸控制较好一般7、防盗性能一般一般8、密封性能较好一般9、耐压（PAT）一般较差10、盖面强度一般较差11、耐冲击性能一般较差12、耐消毒性能一般一般13、耐高温性能一般较差14、耐低温性能一般较好15、热胀冷缩较小较大16、卫生性一般一般17、环保性可回收可回收（2）按形式分：可分为单片盖和双片盖单片盖：瓶盖内部无垫片，整个盖材料一样，依靠折边或内塞密封；双片盖：瓶盖内部有垫片，垫片材料较软，依靠压缩垫片的反弹力来保持密封；比较：⑴、单片盖没有加垫，不需要加垫机，因此设备投入较两片盖少。并且垫片材料价格是盖体材料的两倍以上，单片盖成本比双片盖低；⑵、单片盖对瓶口尺寸、形状要求高；折边式单片盖是靠折边变形的反弹力压住瓶口外沿和端面来密封；内塞式单片盖是靠其内塞外径与瓶口内径的过盈配合起密封作用。双片盖的垫片较软，对瓶口缺陷有较大的包容能力。（3）按生产工艺：可分为注塑盖和压塑盖注塑盖生产工艺为：吸料机将混合好的材料吸进注塑机炮筒，在炮筒内加热到熔融塑化后，注射到模具型腔，在型腔内冷却定型、脱模，再经过切环、加垫，完成注塑盖生产。压塑盖生产工艺为：吸料机将混合好的材料吸进压塑机炮筒，在炮筒内加热到半熔融塑化状态后，定量挤出到模具型腔内，上下模具合模、压塑并冷却定型、脱模、再经过切环、加垫，完成压塑盖生产。2.3选材从瓶盖的分类中，考虑选择PP、PE作为备选材料，并在此首先对备选材料与其他材料的基本性能参数作个比较。2.3.1备选材料性能与价格对比材料名称优点缺点市场价格PE无臭，无毒优良的耐低温性能，化学稳定性好常温下不溶于一般溶剂，吸水性小电绝缘性能优良环境应力(化学与机械作用)很敏感耐热老化性差10600-12100元/吨PP密度小，质轻延伸性和抗弯曲疲劳性能好高温下能较好的保持力学性能耐侯性差，染色性较差低温下抗冲性不好，成型收缩率较大11000-13000元/吨PS1.耐化学腐蚀性好2.刚度大3.耐寒性较好4.低温强度大1.耐热性差2.冲击强度低3.易出现应力开裂12400-14000元/吨PVC1.有较好的机械性能2.有优异的介电性能3.对有机和无机酸、碱、盐均稳定4.具有阻燃性能1.对光和热的稳定性差2.坚硬，溶解性差3.可能释放有毒物质6700--7200元/吨2.3.2PP与其它几种常见高分子材料材料性能的相互比较类别PPPEPVCPS密度最小小于水较大略高于水刚性较好差好好收缩率大较大大较小韧性低温下差好差差强度较高低较高高耐热性好一般差较差化学稳定性好好好好耐候性差差一般一般毒性无毒无毒可以无毒无毒粘合剂粘合差差好一般热合成型一般好一般一般成型加工性好好麻烦好2.3.3选材原因1)PE价格与PP较为相近,皆为11000-13000元/吨左右,考虑到PE制品强度不够，故在这里不使用;2)PVC制品虽便宜,但是可能释放有毒物质,而且对光、热的稳定性较差，故这里不使用;3)PS因耐热性较差，且价格与PP接近，故这里不使用;4)经调查PP市场价格国内约在11000-13000元/吨左右，由于其产品密度低于其他材料制成的产品，PP制品成本更可能低于其他材料制成产品。PP的收缩率相当高，一般为1.8~2.5%,加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。而且PP屈服强度高，有很高的弯曲疲劳寿命。综上所述，我们选择PP作为合成原料。2.3.4PP的各种性能参数性能数据性能数据相对密度0.90介电强度/(Kv/mm)24.6吸水率/%0.01脆化温度/℃-8-8成型收缩率/%1-2.5线膨胀系数/（×10-5K-1）6-10拉伸强度/MPa36.8热导率/[W/（m.K）]0.24断裂伸长率/%＞200体积电阻率/（Ω.cm）1019弯曲强度/MPa50洛氏硬度R80-110压缩强度/MPa45简支梁缺口冲击强度/（kj/m2）16.92.4配方设计2.4.1配方原理1)PP基体：制品的主要成分，综合性能好，有优良的机械性能。采用PP中石化CJS700牌号，其具有高的流动性良好的尺寸稳定和良好的加工性能，机械性能好，抗冲强度高，耐高温，自然老化时间长，无毒无臭，从而保证了压柄具有一定力学强度。

2)抗氧剂：防止材料和制品在加工和使用过程中被氧化。主抗氧剂主要改变氧化的路线，是的降解结束，辅助抗氧剂减慢降解的速度，两者配合使用，增加材料的稳定性。

3)SBS增韧：添加SBS嵌段共聚物使得材料耐寒性能明显提高，这样在低温下聚丙烯的耐候性增强。

4)碳酸钙：降低材料的收缩率，使得各部件的配合比较好，同时降低成本。

5)硬脂酸钙：起到润滑作用，减少塑料制品表面与模具型腔表面间的粘接力，改善材料在成型加工时的流动性和脱模性。缩短成型周期，提高制品的表面质量。2.4.2配方原料规格功能用量/份数聚丙烯PP中石化CJS700高的流动性，机械性能优良，抗冲强度高1001010主抗氧剂0.1稀土铝酸酯偶联剂0.75碳酸钙1250目降低收缩率55滑石粉1250目减低摩擦耐腐蚀20PP-g-MAH增容作用2SBSYH-792低温增韧10EBS交联剂0.4DLTP辅抗氧剂0.2硬脂酸钙润滑剂0.82.5注塑模具设计2.5.1分型面的选择与浇注系统的设计2.5.1.1分型面的选择该塑件外形表面质量要求较高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量、便于清除毛刺与飞边、有利于排除模具型腔内的气体、分膜后塑件留在冬末一侧与便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处。如果按上图（a）所示的分型面分型，则塑件分别有两个模板成型，由于合膜误差的存在，回事算进产生一定的同轴度误差，且飞边不易清除；而按着（b）所示的分型面分型，则塑件整体有一个模板成型，消除了由于合膜误差使塑件产生同轴度误差的可能。因此，决定采用（b）所示的分型面。另外，为了提高自动化程度和生产率，减少聚丙烯的取向变形以与保证塑件表面质量，决定采用点浇口；模具采用双分型面结构，一个分型面用于成型塑件，另一个分型面用于取出浇注系统凝料。2.5.1.2浇注系统的设计a.主流道的设计为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，取一定的较小的角度（如4度）；同时为了使熔料顺利浸进入分流道，在主流道出料端设计r=5mm的圆弧过渡。主流道衬套采用可拆卸更换的浇口套，浇口套的形状与尺寸设计采用推荐尺寸的常用浇口套；为了能与注塑机的定位面相配合，采用外加定位环的方式，以减小浇口套的总体尺寸和避免浇口套在使用中的磨损。b.分流道设计该塑件的体积较小，形状比较简单，壁厚均匀，且塑料的流动性好，可以采用单点进料的方式。为了便于加工，采用最为常用的截面形状为U形的分流道。分流道截面形状与尺寸如下图所示：分流道截面形状与尺寸c.点浇口设计由于该塑件外观质量要求较高，所以浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。同时，也应尽量使模具结构更简单。根据对该塑件结构的分析，并结合已确定的分型面位置，选择如下图所示的点浇口进料方式。根据塑件外观质量的要求以与型腔的安放方式，进料位置设计在塑件顶部。点浇口的直径尺寸可以根据不同塑料按塑件平均厚度查相关表确定。d.冷料穴设计采用球头形拉料杆的冷料井，定模板的分流道尽头钻小斜孔，一次分型是斜孔内凝料是点浇口与塑料分离，同时球头形拉料杆将主流道的凝料拔出；而二次分型时凝料被定模板刮掉落下来，实现浇注系统与塑件的自动分离与脱出。2.5.2成型零件的结构设计由于整体式型腔是直接加工在型腔板上的，有较高的强度和刚度，使用中不易发生形变，且由于该塑件尺寸较小，形状简单，型腔加工容易实现，故模具的型腔采用整体式。由于整体镶嵌式型芯可节省贵重模具钢，便于和热处理，修理更换简单，同时也有利于型芯冷却和排气。由于该塑件具有螺纹，内螺纹采用活动的螺纹型芯成型。考虑到型芯加工制造方便和降低模具成本，故采用整体镶嵌式型芯。2.5.3推出结构的设计根据塑件的形状特点，确定磨具型腔在定模部分，模具型芯在动模部分。塑件成型开模后，塑件与型芯一起留在动模一侧。该塑件有螺纹孔，螺纹部分是由螺纹型芯成型的。该塑件采用强制脱模的方式，但需要较大的脱模力，故采用推件板推出结构。为了避免推件孔的内表面与型芯成型面的螺纹相摩擦，造成型芯的迅速擦伤，将推件板的内孔与型芯成型面一下的配合段做成单边斜度为5~10度的锥面，该锥面不仅有效避免了擦伤，且能准确定位推件板，避免了该处的飞边溢料。2.5.4合模导向结构的设计该塑件精度要求不算高，塑件形状、型腔分布对称，无明显单边注射侧向力，可采用最为常见的导柱导向定位机构。在动模板、推件板、定模扳间使用四队导柱，导柱的长度要确保推件板推出塑件后不脱落。2.5.4.1冷却系统的设计当模腔内的塑料熔体已经冷却硬化后，可退回螺杆并加入新混料，同时通入水对模具进一步进行冷却的过程。冷却速度不宜太快，采取中速冷却，浇注系统与冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度。2.5.4.2自攻螺纹的设计在加工成型后，在内部边缘制作自攻螺纹。2.6成型方法与工艺过程2.6.1成型方法考虑瓶盖结构与选材特点：该塑件的结构特点是小而深,

壁薄，有一定的复杂的外观设计；材料为PP,

收缩率为1.8%,

伸长性与柔韧性较好。经过比较压延成型、浇注成型、注塑成型三种成型方法，压延成型主要生产热固性材料，浇注成型主要生产大型制件且产品成型周期较长，综合考虑选注射成型（又称注射模塑，简称注塑）。

与其它成型方法相比，注射成型具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精密、带有嵌件的塑料制件；对各种塑料的适应性强；生产效率高，产品质量稳定，易于实现自动化生产等的特点。所以注射成型广泛地用于塑料制件的生产中。但注射成型的设备与模具制造费用较高，不适合单件与批量较小的塑料制件的生产。因此，对于大批量生产的可乐瓶盖来来说，选择注射成型工艺的方法是合理的可取的。12.6.2成型设备的选择

PP瓶盖注射成型可用螺杆式注射机或柱塞式注射机。一般前者应用较多。使用螺杆以突变型螺杆为好。喷嘴可用通用型或延长型。注射机主要由注射系统，锁模系统，塑模三大部分构成，下面是注射机基本构造示意图：锁模系统塑模注射系统2.6.3工艺过程2.6.3.1成型前的准备成型前的一些准备工作；包括原材料分析、着色、原材料干燥、嵌件预热、脱模剂的选用、机筒清洗等等。（1）原料熔体指数的测定熔体指数常用MI表示，通常作为热塑性塑料质量控制和成型工艺条件设定的参数依据。树脂的熔体指数愈大，相对分子量愈小，它的流动性也愈好，成型加工较容易，而力学性能相对偏低。注射用的聚丙烯塑料的熔体指数为2～9g/10min，熔体流动性较好，在螺杆式注射机中能顺利成型。（2）原材料的干燥聚丙烯为非极性的结晶性高聚物，吸水率很低，约为0.03%～0.04%。注射时一般不必进行干燥处理，必要时可在80～100℃下干燥3～4h。PP与其他塑料成型前允许的含水量塑料名称允许含水量/%塑料名称允许含水量/%PA6PA66PA9PA11PA610PA1010PMMAPETPBTUPVC软PVC0.100.100.050.100.050.050.050.05-0.100.010.08-0.100.08-0.10PCPPOPSUABS（电镀级）ABS（通用级）纤维素塑料PSHIPSPEPPPTFE0.01-0.020.100.050.050.100.20-0.500.100.100.050.03-0.040.05（3）脱模剂的选用传统的脱模剂有；硬酯酸锌、白油、硅油。硬酯酸锌除聚酰胺外，一般塑料均可使用，白油作为聚酰胺的脱模剂效果较好，硅油效果好，使用不方便。（4）机筒的清洗清洗剂有LQ—1、LQ—2、LQ—3、LQ—4、LQ—5等型号。用量、适用范围见表机筒清洗剂品种、适用范围与用量适用温度与范围适用温度与范围品种适用范围/℃用量/g（注射机型号，清洗剂）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-6050-100XS-ZY-125100-150XS-ZY-250150-200XS-ZY-500以上适当增加使用时将正常生产条件下的机筒温度提高10—20℃，挤净机筒内残余物料，然后加入清洗剂，随后加入所需要更换的正常用料，或者清洗剂已挤到螺杆前端后，再加入正常用料，用预塑方式连续挤出一段时间即可。2.6.3.2注射过程首先将准备好的塑料加入注射机的料斗，然后送进加热的料筒中，经过加热通融塑化成粘流态塑料，在注射机的柱塞或螺杆的高压推动下经喷嘴压入模具型腔，塑料充满型腔后，需要保压一定时间，使塑件在型腔中冷却，硬化，定型，压力撤消后开模，并利用注射机的顶住机构使塑件脱模，最后取出塑件。有上述的说明可以知道，完整的注射成型过程共包括加料，塑化，注射，稳压冷却和脱模等几个步骤1)塑化塑化是颗粒状塑料在注射机料筒中经过加热达到粘流状态并且具有良好可塑性的过程。对塑料塑化的要求是：塑料熔体在进入型腔之前，既要达到规定的成型温度，并要在规定的时间没提供足够量的熔融塑料，塑化料各处的温度尽量均匀一致，不发生或极少发生热分解以确保生产的顺利进行。2)注射注射过程均可分为充模，保压，倒流，浇口冻结后的冷却四个阶段。a充模阶段：是从柱塞或螺杆开始向前移动，到塑料熔体经过喷嘴与模具浇注系统充满型腔时为止。b保压阶段：塑料熔体充满型腔后，熔体开始冷却收缩，但柱塞或螺杆继续保持施压状态，料筒内的熔料会向模具型腔内继续流入进行补修，以形成形状完整而致密的塑件。c倒流阶段：是柱塞或螺杆开始后退保压结束时开始的，这时型腔内的压力比流道内的高，因此会发生塑料熔体的倒流，从而使型腔内的压力迅速下降，直到浇口处的熔料冻结倒流才结束。如果保压结束之前浇口已经冻结或者在喷嘴中装有止逆阀，则导流阶段就不会存在。d浇口冻结后的冷却：是从浇口的塑料完全冻结时开始的，这一阶段型腔内塑料继续进行冷却，没有塑料从浇口处流进或流出，但型腔内还可能有少量的流动。应该指出，塑料从注入型腔后即被冷却，直至脱模时为止。3)脱模塑件冷却到一定温度后开模，在推出机构的作用下将塑料制件推出摸外的过程。4)塑件的后处理为改善和提高塑件的性能和尺寸稳定性，塑件经过脱模或机械加工后进行适当的后处理。后处理主要是指退火和调湿处理，因PP是一种吸湿性弱的物质，所以调湿处理可以不予考虑。可进行退火处理，即在定温的加热液体介质中（如热水，热的矿物油，甘油，乙二醇和液体石蜡)或热空气循环烘箱中静置一段时间，然后慢慢冷却的过程。退火处理减少或消除塑件的内应力。该铸件的尺寸小，且是可乐瓶的关键部分，所以保持其尺寸稳定性你很重要的。附工艺流程图如图所示2.7成型工艺条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设计处还必须严格控制操作条件。如温度、压力、时间等。并应根据生产过程的实际情况与时进行调节。2.7.1温度注射过程需要控制的温度主要有机筒温度、喷嘴温度和模具温度等，前两种温度主要是影响塑料的塑化和流动，而后一种温度主要是影响塑料的流动和冷却。1）机筒温度机筒温度的选择与各种塑料特性有关，每种塑料材料都有自己的粘流温度和熔点。因此，机筒温度的确定主要以PP密度高低和熔体指数大小为依据，其次是产品性能与形状有关。机筒温度不同对PP制品性能有不同的影响。温度太高，材料易氧化变色，制品会产生溢料现象，料温均匀,填充速度快。2)喷嘴温度喷嘴和浇口的作用一样，是为了加速熔体的流速，把势能转变为动能，并有调整熔体温度和使其均化的作用。喷嘴的长度和直径对温度没有明显的影响。注射压力对熔体流经喷嘴的温升有明显的影响，喷嘴细孔附近温度升高则与塑料熔体平均流速成正比。表喷嘴直径、注射压力与喷嘴温度的关系喷嘴直径/mm注射压力/MPa温度升高数/℃0.50.50.70.71.01.01.641.642.03.050100501005010050100505026462647254523431918塑料熔体的注射压力又取决于熔体的温度和通过喷嘴的速率，如果喷嘴直径一定，熔体温度愈高，熔体压力愈大。从这点分析，喷嘴温度的设置应低于机筒首段温度，通常是低于5一15℃。部分塑料适用的料筒和喷嘴温度（螺杆式注射机）塑料名称机筒温度/℃喷嘴温度/℃分解温度（空气/℃）后段中段前段PEHDPEPPPS、ABS、SANPCTFEPMMAPOMPCPA6PA66PURCABCACPPPOPSU线性聚酯醇酸树酯160-170200-220150-210150-180250-280150-180150-180220-230210220175-200130-140130-140160-190260-280250-27070-10070180-190220-240170-230180-230270-300170-200180-205240-250220240180-210150-175150-160180-210300-310270-29070-10070200-220240-280190-250210-240290-330190-220195-215260-270230250205-240160-190165-175190-220320-340290-32070-10070220-240240-280240-250220-240340-370200-220190-215260-270230240205-240165-200165-180190-220320-340300-34070-10070280280300260-2802662223103103103）模具温度模具温度的高低对制品性能有较大影响。模具温度高，熔体冷却速度慢，制品的结晶度提高，硬度、刚度均有提高，但收缩率明显增大，模具温度低，熔体冷却速度快，制品透明性、韧性较高，内应力增加，易出现翘曲变形。PP为70～900C。2.7.2压力注射过程中的压力包括塑化压力和注射压力，并直接影响塑料的塑化和制品质量。1）塑化压力塑化压力的大小影响物料的塑化过程、塑化效果、塑化能力，并与螺杆转速有关。塑化压力太高会使剪切热过高，塑化能力下降，严重时会降解；太低又会使物料不密实，空气量大，塑化效果差。塑化压力应在保证制品质量的前提下越低越好。2）注射压力注射压力的选择是根据熔体的流动性和制品的形状、壁厚等因素确定的。PE流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,保压充分.制品形状简单、壁厚加大的、熔体温度的注射压力可低一些；反之注射压力应提高。PP塑料注射压力选择范围为100-140MPa.注射压力选择范围参考如下表所示：制件形状要求注射压力/MPa适用塑料品种1、熔体粘度较低，形状精度一般，流动性好，形状简单的厚制品2、中等粘度，精度有要求，形状较复杂3、粘度高、薄壁长流程、精度高且形状复杂4、优质、精密、微型70-100100-140140-180180-250PE,PS等PP,ABS,PD等PSF,PPO,PMMA等工程塑料2.7.3转速若物料粘度小，与螺杆的摩擦力小，则转速可适当提高；若物料粘度大，与螺杆摩擦力大，则转速可降低。2.7.4成型周期（时间、速度）完成一次注射模塑过程所需要的时间称作成型周期。它包括注射时间（充模、保压）、闭模冷却时间、其他时间（开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件和闭模时间）。通常情况下充模时间为3～5S。注射时间就涉与到注射速率。注射速率（注射时间、注射速度）：它是用来表示熔料充模快慢特性参数。注射量、注射速率与注射时间三者之间的关系注射量/cm312525050010002000600010000注射速率/cm3.s-1注射时间/s12512001.253001.5571.751330316003.7520005保压时间与料温、模温、主流道与浇口尺寸也有密切关系，通常以制品收缩波动范围最小时值为保压时间最佳值。注射中的保压时间一般约为20～120s。冷却时间主要取决于制品厚度、塑料的热性能，结晶性质与模具温。冷却时间的终点应保证脱模时不变形为原则。通常冷却时间为30～120s。玻璃化温度高、结晶型塑料冷却时间较短（冷却速率高）。冷却时间太长不仅会降低生产率，而且对复杂制件会造成脱模困难，严重损坏制品。PP瓶盖的成型周期的选择充模时间/s注射保压时间/s冷却时间/s3～515～6030～802.8瓶盖的质量检测根据对瓶盖质量的要求，主要检测其光滑度，强度，和其对水的雾化程度。具体检测要求如下：（1）、瓶盖的外观：成型饱满，结构完整，无明显收缩、气泡、毛边、缺损，色泽均匀，防盗环连接桥无破坏。内垫应平整,无偏心,破损,杂质,溢料和翘曲；（2）、开启扭矩：开启封装的防盗盖时，所需的最大扭矩；开启扭矩在0.6N.m～2.2N.m之间； （3）、断裂扭矩：扭断防盗环，所需的最大扭矩，断裂扭矩不大于2.2N.m； （4）、热稳定性能：不爆裂、不变形、倒置不漏气（不漏液）； （5）、跌落性能：不漏液、不开裂、不飞脱。2.9瓶盖包装、储存与使用⑴、包装在清洁防尘的环境下，在纸箱内用符合食品安全卫生的胶袋，按规定数量进行包装。并在包装箱指定位置贴好产品合格证。⑵、贮存产品应贮存在通风、干燥、无异味、无毒、无害的仓库内。贮存期不得超过半年。超过贮存期的必须重新检定，方可使用。⑶、使用要求PP瓶盖在低温下脆性增加，当瓶盖储存库房温度低于18℃时，使用前须将瓶盖放置在温度高于18℃的环境中24小时。第三章瓶身设计3.1瓶身性能要求保健品塑料瓶的优势和生产工艺：保健品塑料瓶主要是用于盛装保健品的一种塑料制品，能够保证保健品的正常运输和使用。保健品塑料瓶在保健品的生产和包装中占有重要的作用，包装保健食品，其主要材质为树脂，其性质性质：无味、无臭、无毒、表面无光泽、乳白色蜡状颗粒，密度约0.920g/cm3，熔点130℃~145℃。保健品塑料瓶能够经受住良好的高温，在高温中不会产生一定的变形和损害，不会产生一定的有害气体，危害人体的健康。保健品塑料瓶能够在保健行业中展现良好的使用价值，发挥重要的包装效果。保健品塑料瓶的生产工艺需要按照一定的工艺和方法进行生产，严格遵守一定的工序和标准进行生产，保证生产的塑料瓶没有经过一定环境的污染，达到一定的卫生合格标准。保健塑料瓶它主要是以无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)为主要原料,采用先进的塑料成型工艺和设备生产各种塑料瓶,主要盛装各类胶囊、片剂、粉剂、颗粒剂、胶丸、口服液等固体与液体等.药品和营养保健品主要使用到聚酯瓶(PET瓶)和高密度聚乙烯瓶(HDPE瓶),饮品主要使用聚酯瓶(PET),日常用品如洗发水、沐浴露则使用高密度聚乙烯瓶(HDPE瓶)比较多.饮料瓶多数是塑料制品,聚乙烯、聚丙烯这两种材料无毒无味,用来灌装饮料等对人体很安全.3.2原料选择3.2.1常用原料对比该种中空容器一般是由拉伸软的或熔融塑料的预成型件后冷却成型的，其成功的关键是拉伸过程的塑料有足够的熔体强度。所以聚合物的黏弹性，长时间耐热性很重要。为满足产品性能要求所提到的各项指标，瓶身所选择的材料还应成本低廉，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，四者综合性能比较如表1所示。表1HDPE、PP、PET和PC综合性能比较材料名称优点缺点高密度聚乙烯HDPE耐冲击、耐低温、耐劳损、耐化学腐蚀、自身润滑能吸收冲击能。耐低温，-40时也具有良好的抗冲击性能。加工过程中容易出现热分解。表面容易产生凹凸，滋生细菌。聚丙烯PP密度低、耐热，加热不变形。化学性质稳定，无毒无害。抗有机溶剂能力强。可耐高温，可用于微波炉。抗冲击性能一般。韧性一般，耐氧性一般。低温容易脆化。聚对苯二甲酸乙二醇酯PET坚硬、刚度好、强度高、韧性好、摩擦系数小、尺寸稳定性好。透明度高，可阻挡紫外光。无毒无味，安全性好，可做盛装食品。结晶速率慢，成型加工困难，模塑温度要求高。主链含有酯基，易水解断链。不耐高温，长时间使用会释放DEHP，对人体有害。抗有机溶剂能力较弱，一般不能接触酒、油等。聚碳酸酯PC可做成无色透明，耐热、抗冲击性好，普通温度下机械性能好。抗冲击性能好、着色性好。加工性能好。自阻燃。耐酸、耐油。耐腐蚀性不好。自润滑性差。高温易水解。共混性能差。耐磨性差。不耐紫外光，不耐强碱。通过上述表格的对比，结合产品性能要求，以与市场调查分析（详见五、经济成本分析)，HDPE拥有优良的抗冲击，耐低温和耐化学腐蚀性能，但由于其成本过高，使用后表面容易滋生细菌，不能做成透明瓶身以与需要加如抗氧剂防止加工时的分解，此添加剂对人体有害，因此此材料不建议用作与人体密切相关耐氧性差，且不耐低温，不能作为此类生活用品的材料。PET透明性好，无毒无味，只要不接触高温，其性能很稳定且对人体友好，价格低廉，加工方便，可以用作瓶身材料。PC透明性好，抗冲击性能优良，加工性能好，耐酸耐油，虽然不耐碱腐蚀也不耐高温，但是低于保健品塑料瓶使用上限温度，因此适合做瓶身材料。综上所属，PET和PC可用作瓶身材料。从上面分析我们选出了两种可做瓶身的材料，为了更好地制造出性能优良、造价低廉的瓶身，我们下面将这两种材料再次细化对比（如表2)：表2PET和PC性能对比材料透明性卫生性能耐温耐冲击性能加工性能耐溶剂造价PET高一般70低一般一般低PC高好130高好一般高通过上述对比我们不难看出：虽然PC比PET拥有更加优异的性能，但结合加工方式和成本考虑，PET从性能上讲已经完全符合我们所需材料的要求，并且在成本方面远小于PC。因此，在性能要求不高的情况下，家用保健品塑料瓶的瓶身一般采用PET材料。3.2.2PET材料性能综述聚对苯二甲酸乙二醇酯，英文名称Polyethyleneterephthalate，简称PET，由对苯二甲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和乙二醇发生酯化反应所得。PET是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，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，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，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，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。有良好的力学性能，冲击强度是其他薄膜的3～5倍，耐折性好。耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂。具有优良的耐高、低温性能，可在120℃温度范围内长期使用，短期使用可耐150℃高温，可耐-70℃低温，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，既有优良的阻气、水、油与异味性能。透明度高，可阻挡紫外线，光泽性好。无毒、无味，卫生安全性好，可直接用于食品包装。PET容器的特征：1)力学强度高。PET瓶，特别是常用的拉伸PET瓶的强度明显的高于其他常用塑料瓶。以下是PET瓶和PVC瓶的部分强度指标的比较数据。项目双相拉伸PET瓶非拉伸PET瓶PVC瓶轴向圆周方向轴向圆周方向轴向圆周方向拉伸屈服强度/Mpa81.595.346.144.845.744.3拉伸断裂强度/Mpa157.8162.260.768.539.136.4断裂伸长率/%80.155.3340350134169落锤冲击强度/J3.03.01.0试样厚度/mm0.30（低黏度)3.0（高黏度)2)阻隔性能良好。PET瓶的阻隔性，特别是对氧和二氧化碳的阻隔性能优异。3)单耗低，质量轻。由于PET瓶强度高可以做的很薄，因此PET瓶的单耗低、质量轻，有利于降低成本和运输费用。4)保香性能好。PET瓶对于多种有香味物料，如华尼拉香料、大蒜制剂、咖啡粉、可可、红茶、腌火葱等，保香性突出。5)良好的耐药品性。PET耐多种化学物质的侵蚀，耐油耐有机溶剂，耐酸性能良好并具有一定的耐碱性。6)对商品的展示性好。PET具有很高的透明性，透光率达90%以上，雾度小于3%且光泽度好，其外观可与优质玻璃瓶媲美。7)回收应用和处理方便。PET瓶是被普遍公认的有利于环境保护的一种塑料制品，可通过如下几种途径，有效地处理其废弃物。a通过净化、熔融造粒可回收利用，其回收粒子可用于生产PET短切纤维或复制PET塑料制品。b通过化学降解可制备单体。用以重新合成PET或者生产其他化工产品的原料。c焚烧处理回收热能。PET焚烧时产生的热量约为焚烧PE时的一半[约23MJ/kg（5500kcal/kg)]不会损坏焚烧炉，且不产生危害环境的毒物，只生成CO2和H2O。3.2.3原料准备：1)PET的制备：如果采用TPA为原料，PET聚酯聚合物的生产主要有以下两步反应：第一步是PTA与EG进行酯化反应，生成对苯二甲酸乙二酯(BHET)；第二步是BHET在催化剂作用下发生缩聚反应生成PET。酯化反应阶段，为了缩短反应时间，酯化反应的反应压力要高于大气压力，反应温度要高于醇的沸点。具体反应中所用的醇与TPA的摩尔比为1.1：1-2：1，反应采用的温度为258-263℃。缩聚反应的反应温度须高于聚合物的熔化温度(260-265℃)，低于300℃(当温度达到这个值时，聚合物开始出现降解)，因此缩聚反应最合适的温度范围是275-290℃。缩聚反应的反应时间至少为2个小时，具体视反应器不同而有所不同。这个反应的反应常数较小，因此在反应过程中还须尽快地除去反应所生成的乙二醇，打破反应平衡，促使反应继续向右进行，否则不但会影响反应速度，而且聚合度也提不高。因此缩聚要求在真空下进行，特别是缩聚后期要求在高真空度下进行，同时应尽量增加蒸发表面。2)材料改性PET树脂为乳白色半透明或无色透明体，相对密度1.38，折射率为1.655，透光率为90%；PET属于中等阻隔性材料，对O2的透过系数为50～90cm3∙mm/(m2∙d∙MPa)，对CO2的透过系数为180cm3∙mm/(m2∙d∙MPa)；PET的吸水率为0.6%，吸水性较大。PET以与增强PET的具体性能表2所示：表3纯PET和玻璃纤维增强PET性能性能纯PET30%GF-PET相对密度1.381.69吸水率/%0.260.05成型搜索率/%1.80.2～0.9拉伸强度/MPa78124.2断裂伸长率/%503弯曲强度/MPa115195.5缺口冲击强度/(kJ/m2)480洛氏硬度-R120热膨胀系数/(*10-5K-1)102.9介电常数(60-106Hz)2.98～3.163.6介电强度/(kV/mm)3019.6体积电阻率/(Ω·cm)10181016耐电弧/s63～190-a力学性能PET膜的拉伸强度很高，可与铝箔媳美，是HDPE膜的9倍，是PC和PA膜的3倍。PET的蠕变性小、耐疲劳极好(好于增强PC和PA)、耐磨性和耐摩擦性良好。PET的力学性能受温度影响较小。b热学性能纯PET的耐热性能不高，但增强处理后大幅度提高，在180℃时的机械性能比PF层压板好，是增强的热塑性工程塑料中耐热较好的品种；PET的耐热老化性好，脆化温度为­70℃，在­30℃时仍具有一定韧性；PET不易燃烧，火焰呈黄色，有落滴。c电学性能PET虽为极性聚合物，但电绝缘性优良，在高频下仍能很好保持。PET的耐电晕性较差，不能用于高压绝缘；电绝缘性受温度和湿度影响，并以湿度的影响较大。d环境性能PET含有酯键，在高温和水蒸气条件下不耐水、酸与碱的作用。PET对有机溶剂如丙酮、苯、甲苯、三氯乙烷、四氯化碳和油类稳定，对一些氧化剂如过氧化氢、次氯酸钠与重铬酸钾等也有较高的抵抗性。PET耐候性优良，可长期用于户外。3.2.4配方：PET牌号的选择中国大陆现行所有的PET牌号和生产厂家如表5所示：表5中国大陆现行所有PET牌号与生产厂家牌号生产厂家PETSE-3030苏州吴县晨光化工新材料厂PETSE-5030吴县市苏晨化工塑料有限公司PETNP-12中国纺织科学研究院研究开发中心PETND20GF北京瀚仑工程塑料有限公司PETCZ-318江阴兴业塑化有限公司PETG20S余姚市中发工程塑料有限公司PETG30S余姚市中发工程塑料有限公司PETFR530美国杜邦公司PETN10GF北京瀚仑工程塑料有限公司PETHRB-84常熟市富士莱包装材料厂PETHB-94常熟市富士莱包装材料厂PETHB-88常熟市富士莱包装材料厂PETHB-84常熟市富士莱包装材料厂PETCB651台湾远东纺织公司PET2500G45三养社工程塑料事业部PET2500G30三养社工程塑料事业部PETC9030日本帝人化成公司PETC3030日本帝人化成公司PETCZ-302江阴兴业塑化有限公司PETCZ-328江阴兴业塑化有限公司PET2550GN30三养社工程塑料事业部PETNP-22中国纺织科学研究院研究开发中心PETN20GF北京瀚仑工程塑料有限公司PETND10GF北京瀚仑工程塑料有限公司PETNP-13中国纺织科学研究院研究开发中心PETCZ-333江阴兴业塑化有限公司PETG30FR余姚市中发工程塑料有限公司PETND30GF北京瀚仑工程塑料有限公司PETPETG上海华源股份有限公司常州合成材料分公司PETND40GF北京瀚仑工程塑料有限公司PETVGH25宝利玛工程塑料有限公司PETBG85中石化仪征化纤股份有限公司PETVG30宝利玛工程塑料有限公司PETVGH30宝利玛工程塑料有限公司PETBG80中石化仪征化纤股份有限公司PETWB-6618常州华源蕾迪斯有限公司PETWB-8816常州华源蕾迪斯有限公司PET5136常州安德利聚酯有限公司PET5001常州安德利聚酯有限公司PET5256常州安德利聚酯有限公司PET5568常州安德利聚酯有限公司PET86-T中国石油辽阳石化公司烯烃厂PETWB-8839AA常州华源蕾迪斯有限公司此表包含中国大陆市面上所有的PET牌号，其中只有一部分可用作制作塑料瓶，现以中国石油辽阳石化公司烯烃厂牌号为PET80-K的原料为典型代表，列举相关技术数据，说明制作瓶身的材料性能，结果如表6所示。表680-K原料技术数据性能项目测试方法数值数据单位特性粘度GB/T17931-19990.806dL/R乙醛含量GB/T17931-19990.3mg/kg色度L值GB/T17931-199996.4-色度b值GB/T17931-19990.1-二甘醇含量Q/SYLYF0167-20041.0%氨基含量Q/SYLYF0160-200424mol/t熔点GB/T17931-1999244℃粉屑含量GB/T17931-199979mg/kg水分GB/T14190-19930.01%灰分GB/T14190-19930.01%结晶度Q/SYLYF0899-200461.1%原料可直接加工成成品，无需添加新料。因此配方为：PET80-K（中国石油辽阳石化公司烯烃厂)考虑到光、氧气等因素会影响到PET瓶的使用时间，用作瓶身的PET需要加入吸氧剂（如Amosorb或者AmosorbSo102)和紫外光吸收剂（如UltimateUV390)和高效阻光剂（如Lactra)。为了提高加工性能，增加PET颗粒在挤出机中的塑形和降低加工温度减少能耗，原料还应加入增塑剂（如DEHP)等添加剂。综上所述，制作瓶身的PET配方为：原料生产厂家作用配比备注PET80-K中国石油辽阳石化公司烯烃厂主体原料99.9%AmosorbSo102美国嘉洛斯塑料着色剂（苏州)有限公司吸氧剂0.01%UltimateUV390美国嘉洛斯塑料着色剂（苏州)有限公司紫外光吸收剂0.005%Lactra美国嘉洛斯塑料着色剂（苏州)有限公司高校阻光剂0.005%DEHP增塑剂0.1%3.3加工工艺流程3.3.1PET的加工性能加工特性PET属极性聚合物，熔融温度和熔体粘度都较大。PET属非牛顿流体，粘度对温度的敏感性小而对剪切速率敏感大。PET吸水性大，加工前必须干燥处理；干燥条件为温度130～150℃，时间3～4h。PET的加工温度范围较窄，一般为270～290℃，接近分解温度为300℃，加工中要注意温度不能太高。PET的结晶速度慢，为促进结晶，常采用高模温，一般为100～130℃。PET的成型收缩率较大，增强改性后可大大降低，但生产高精度制品是要进行后处理。后处理的条件为:温度130～140℃，时间为1～2h。3.3.2加工工艺选择中空制品的吹塑包括三个主要方法：挤出吹塑,注射吹塑和拉伸吹塑。现介绍比较如下：1)注射吹塑：用注射成型法先将塑料制成有底型坯，再把型坯移入吹塑模内，用压缩空气将型坯吹胀，冷却成型后，从模具内取出制品的方法。a直接吹塑成型。成型过程如下页图：由注射机在高压下将熔融塑料注入型坯模具内并在芯模上形成适宜尺寸、形状和质量的管状有型底坯。喷雾器瓶颈部分与上面的螺纹也在这一时刻同时成型。所用心模为一端封闭的管状物，压缩空气可从开口端通入并从管壁上所开的多个小孔逸出。型坯成型后，注射模立即开启，通过螺旋机构将留在心模上的热型坯移入吹塑模内，合芯后从通道吹入0.2MPa——0.7MPa的压缩空气，型坯立即被吹胀而脱离芯模并紧贴到吹塑模的型腔壁上，并在空气压力下进行冷却定型，然后开模取出吹塑制品。直接吹塑成型方法的优点：制品壁厚均匀，不需要后加工；注射制得的型坯能全部进入吹塑模内吹胀，故所得的中空制品无接缝，废边废料较少。缺点：成型需要注塑和吹塑两套模具，设备投资较大；注塑所得型坯温度较高，吹胀物需较长的冷却时间，成型周期较长；注塑所得型坯的内应力较大，生产形状复杂、尺寸较大制品时已出现应力开裂现象，因此生产容器的尺寸和形状受限。b注坯-吹塑-成模：成型过程如图所示：在成型过程中型坯被横向吹胀前受到轴向拉伸，所得制品具有大分子双轴取向结构。在这一成型过程中，型坯的注射成型与直接注坯吹塑法相同，但所得型坯并不立即移入吹塑模，而是经适当冷却后移送到一加热槽内，在槽中加热到预定的拉伸温度，在转送至拉伸吹胀模内。在拉伸吹胀模内先用拉伸棒将型坯进行轴向拉伸，然后再引入压缩空气使之横向胀开并紧贴模壁。吹胀物经过一段时间的冷却后，即可脱模得具有双轴取向结构的吹塑制品。2)挤出吹塑挤出吹塑成型是将热塑型塑料熔融塑化，并通过挤出机机头挤出型坯；然后将型坯置于吹塑模具内，通入压缩空气（或其他介质)，吹胀型坯，冷却定型后，从模具内取出制品的方法。挤出吹塑已成为塑料挤出成型、注射成型之后的第三大成型方法。挤出吹塑成型常用于瓶、桶、壶、罐等容器的成型加工，在食品、日用品、化工原料和医药等行业应用广泛。目前，挤出吹塑成型技术也大量用于工业制件，a单料坯挤出多型腔吹塑成型(如图)该方案由挤出机挤出一个口径较大的料坯，达到一定长度后切断，移至开设了多个型腔的吹塑模具中，合模夹持，再通入压缩空气进行吹胀、冷却定型、开模取件。该方案生产率高，挤出模具和吹塑模具都简单，但吹塑时会产生较大的飞边，回收料较多;制件沿整个分型面轮廓会产生结合缝。该方案适用于中小型塑件的生产。（2)多料坯挤出吹塑成型如图所示：该方案由一台挤出机同时挤出两个或多个料坯，当料坯达到一定长度后切断，分别放人开设在一副吹塑模具中的多个型腔中，合模、夹持，将吹塑模具移至挤出机出料口外，再通人压缩空气吹胀，冷却定型，开模取件后，又将吹塑模具移至挤出机出料口下方，准备下一个循环。这种方法生产率较高，模具结构较简单，适用于中小型塑件的生产。3)拉伸吹塑拉伸吹塑成型又称为双轴取向拉伸吹塑成型。它是将挤出或注射成型的型坯，经冷却，再加热，然后用机械的方法与压缩空气，使型坯沿纵向与横向进行吹胀拉伸、冷却定型的方法。成型工艺的选择基本原则是在最低的成本下获取最好的质量。以上加工方法中，挤出吹塑应用最为广泛，而三种方法成型的产品质量相差不多，加之我们所要制作的喷雾器瓶身并非与其精密、需要极高质量的产品，所以，对质量而言，三种成型方法都能满足。相对而言，拉伸吹塑需要更高的设备投入，注射吹塑需要注射和吹塑两套模具，设备成本也相对较高，且注射所得型坯温度较高，需要较长的冷却时间，生产周期较长。挤出吹塑生产效率较高，设备成本相对较低，且工业运用最为普遍，所以，综合考虑，我们选用挤出吹塑法。3.3.3挤出吹塑机与其参数：挤出吹塑机技术参数：

工位数单工位

螺杆直径90mm

最大制品容量60L

空循环产量360pc/hr

适用原料PE、PP、ABS...

螺杆长径比24(L/D)

螺杆电机功率37KW

螺杆加热区功率21.4KW

螺杆加热区段数4段

螺杆塑化能力130kg/hr(HDPE)

油泵电机功率15KW

锁模力300KN

模板间距450～1050mm

模板尺寸980ⅹ950mm

最大模具尺寸720ⅹ1200mm(WⅹH)

模具厚度460～600mm