4.5.2 吹塑
1.吹塑原料
用于中空吹塑的塑料品种有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、线形聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纤维素和聚缩醛树脂等。其中高密度聚乙烯的消耗量占首位。它广泛应用于食品、化工和处理液体的包装。高分子量聚乙烯适用于制造大型燃料罐和桶等。聚氯乙烯因为有较好的透明度和气密性,所以在化妆品和洗涤剂的包装方面得到普遍应用。随着无毒聚氯乙烯树脂和助剂的开发,以及拉伸吹塑技术的发展,聚氯乙烯容器在食品包装方面的用量迅速增加,并且已经开始用于啤酒和其他含有二氧化碳气体饮料的包装。线形聚酯材料是近几年进入中空吹塑领域的新型材料。由于其制品具有光泽的外观、优良的透明性、较高的力学强度和较好的容器内物品保存性,而且其废弃物焚烧处理时不污染环境,在包装瓶方面发展很快,尤其在耐压塑料食品容器方面的使用最为广泛。聚丙烯因其树脂的改性和加工技术的进步,使用量也逐年增加。
原材料聚合物在成型过程中,首先通过口模时受高剪切力作用,然后物料呈现挤出膨胀及垂缩现象,在形成下垂的型坯时,其膨胀率接近为零。接着型坯被吹胀紧贴在模具上,这时呈现低的膨胀率。过度的口模膨胀会产生废品,过度的垂缩会导致制件的顶端到底部壁厚不均匀,严重的甚至不能成型。因此,在选择适合吹塑的聚合物时,必须弄清其剪切及膨胀的黏弹特性。HDPE由于热稳定性好,又有多种改性产品,成为吹塑成型中应用最广泛的塑料。
2.工艺步骤
工艺步骤如图4-68所示。

图4-68 吹塑工艺步骤
3.加工注意点
1)一般成型材料多使用半结晶塑料。
2)中空吹塑成型制品的使用温度应比聚合物的玻璃化温度或结晶温度低得多。
3)成型温度越高,制品中不可逆形变所占比例越大,成型物的形状稳定性越好。
4.吹塑加工影响因素(https://www.daowen.com)
1)原料的选择:熔体指数方面,低熔体指数利于防止管坯下垂,但不宜过低,否则易发生不稳定流动;分子量分布方面,分子量分布宽有利于制得高质量管坯;拉伸黏度方面,拉伸黏度随拉伸应力增加而增大的物料有利于吹塑加工。
2)温度的控制:温度上升,型坯下垂严重;温度下降,表面粗糙,塑化不良,冷却过快。
3)螺杆转速:高的挤出速度能够提高产量,减少型坯下垂,但转速过快易产生不稳定流动,螺杆转速应视具体物料而定。
4)口模:表面光洁度很重要。
5.吹塑过程控制因素
1)挤出速度:挤出速度慢,易引起下垂,导致型坯纵向厚度不均。在挤出机允许的负荷下,温度控制要稳定并稍低,提高螺杆转速,挤出表面光滑、均匀的型坯。
2)吹气压力:吹塑中的压缩空气有两个作用,分别为吹胀和冷却。低黏度、小容积或厚壁件均宜采用低气压;高黏度、大容积或薄壁件均宜采用较高压力。
3)吹气速度:为了缩短吹气时间,以利于制品获得较均匀的厚度和较好的表面,充气速度应尽量大一些,但速度过快易产生以下现象:在空气进口处造成真空,使这部分的型坯内陷,而当型坯完全吹胀时,内陷部分会形成横隔膜片;口模部分的型坯有可能被极快的气流拉断。
4)吹胀比:通常控制在2~4倍,吹胀比越大,制品尺寸越大。增大吹胀比可以使制品的壁厚变薄,节约原料,但过大会使制品强度和刚度降低,稳定性变差。而过小则增加原料消耗,冷却时间延长,易造成壁厚不均匀。
5)模温和冷却时间:模具温度直接影响制品的质量。吹塑过程应保证模温的均匀分布。模温过低,型坯冷却快,在夹口处的塑料延伸性降低,不易吹胀,并使该部分加厚,成型困难;模温过高,冷却时间延长,生产周期长。冷却时间过短、冷却不充分易导致制品变形、收缩增大、表面无光泽,如图4-69所示。

图4-69 吹塑成型的进气软管