擠出吹塑是目前產(chan)量(liang)最(zui)大，經濟性良好的(de)中空(kong)塑料(liao)制品生產(chan)的(de)主要(yao)(yao)成(cheng)形(xing)(xing)方(fang)法之一，適于聚(ju)(ju)乙烯(xi)、聚(ju)(ju)氯乙烯(xi)、聚(ju)(ju)丙烯(xi)、聚(ju)(ju)苯乙烯(xi)、聚(ju)(ju)酷,聚(ju)(ju)酞胺、聚(ju)(ju)碳(tan)酸酷等(deng)材料(liao)的(de)中空(kong)成(cheng)形(xing)(xing)。主要(yao)(yao)用來(lai)成(cheng)形(xing)(xing)容(rong)(rong)器類制品，容(rong)(rong)器的(de)最(zui)小(xiao)容(rong)(rong)積可為1ML,，最(zui)大容(rong)(rong)積可達10 000L。

   擠出吹塑制品廣泛應用于食品、飲料、化妝品、藥品、洗滌制品、兒童玩具等領域。至今擠出吹塑技術(shu)有了很大的發(fa)(fa)展，制(zhi)品(pin)(pin)形狀更加復雜(za)且具(ju)(ju)有獨(du)特(te)的功(gong)(gong)能。應用(yong)領域擴大到辦公用(yong)品(pin)(pin)、家用(yong)電器(qi)、家具(ju)(ju)、文(wen)化娛樂用(yong)品(pin)(pin)及汽(qi)車(che)工(gong)業(ye)零部件，如保險(xian)杠、汽(qi)油箱、油管、氣管、燃(ran)料油罐等，具(ju)(ju)有較高(gao)的技術(shu)含量和功(gong)(gong)能性，因此又稱為(wei)“工(gong)程(cheng)吹塑(su)”。受(shou)安裝空間的限(xian)制(zhi)，擠(ji)出(chu)吹塑(su)工(gong)業(ye)制(zhi)件形狀越來越復雜(za)，壁厚分布不均(jun)勻(yun)成為(wei)擠(ji)出(chu)吹塑(su)技術(shu)發(fa)(fa)展的瓶頸。

    針對壁厚(hou)不(bu)均勻，國內外主(zhu)要從以下幾個方面(mian)進行(xing)研(yan)究(jiu)。

1、開(kai)發擠出(chu)吹(chui)塑專用樹脂(zhi)

    擠出吹塑應選用高分子量的原料，一般來講樹脂的相對分子質量超過10⁶，具(ju)有很高的(de)粘度(du)，其流動(dong)指數多(duo)為0.2～0.5g/10min，可(ke)以防比擠(ji)出型坯的(de)垂伸(shen)。隨(sui)著(zhu)科學(xue)技術的(de)發展，適(shi)用于擠(ji)出吹塑(su)成形的(de)新牌號樹脂、合金、共聚物等不斷開發出來。

   2007年，市面上開(kai)發(fa)了(le)新(xin)型Kynar高熔體強度(du)(HMS) PVDF支(zhi)化樹(shu)脂，與傳統的Kynar PVDF相比，Kynar HMS PVDF具(ju)有更(geng)(geng)好(hao)的均衡(heng)性和(he)穩定(ding)性，在擠(ji)出(chu)過程中表現出(chu)較高的熔體強度(du)和(he)耐垂性，加工窗(chuang)口更(geng)(geng)寬，可用于更(geng)(geng)多的工藝，尤其適用于擠(ji)出(chu)吹塑成形工藝。

   2007年(nian)，市面上推出了新一(yi)代(dai)常規容器用(yong)(yong)的原(yuan)料Eastman EB062共聚(ju)酯(zhi)。該樹(shu)脂具有較好的透明性、韌性、高熔體(ti)強度、耐(nai)(nai)熱(re)性、耐(nai)(nai)化學性能等，是(shi)專用(yong)(yong)的擠出吹塑厚(hou)壁制(zhi)品(pin)原(yuan)料。由于該樹(shu)脂具有優良的加工性，用(yong)(yong)其(qi)作原(yuan)料的產品(pin)具有較高的設(she)計靈活性，如可以(yi)作為具有復雜的不規則形(xing)狀把手的液體(ti)容器。

   2009年，市面(mian)上(shang)成(cheng)功(gong)研制出(chu)(chu)(chu)苯乙烯丁二烯共聚物(SBC) ，其密度(du)(du)比(bi)(bi)PET和(he)PVC都低，所成(cheng)形(xing)(xing)的瓶(ping)(ping)質量輕(qing)，與PET, PVC等瓶(ping)(ping)相比(bi)(bi)最大可減輕(qing)30%，剛(gang)度(du)(du)和(he)透明性較(jiao)高(gao)，加工(gong)溫度(du)(du)低，成(cheng)形(xing)(xing)周期短。應用(yong)(yong)于擠出(chu)(chu)(chu)吹(chui)塑成(cheng)形(xing)(xing)取得了(le)較(jiao)好的經濟(ji)效(xiao)益。德國考特斯(Kautex)機械公司，用(yong)(yong)其作為原料(liao)，采用(yong)(yong)擠出(chu)(chu)(chu)吹(chui)塑成(cheng)形(xing)(xing)工(gong)藝，生產出(chu)(chu)(chu)具有(you)不規則形(xing)(xing)狀把手的瓶(ping)(ping)子。

    采用在線流變儀對改性聚乙烯醇(PVA)進行剪切粘度測試。結果表明，在測試的剪切速率范圍內(50～650s^-1)，改性PVA熔(rong)體的(de)剪切粘(zhan)度為200～600 Pa·s，與吹塑級高密度聚乙烯的(de)剪切粘(zhan)度相當，且熔(rong)體流動性好，適用(yong)于(yu)擠出吹塑中空容器。

2、異型口模

    口模異型(xing)化(hua)(hua)是指擠出機頭的口模或(huo)芯棒局(ju)部位(wei)置開(kai)設(she)凹槽，增(zeng)大對(dui)應制(zhi)(zhi)(zhi)件拐(guai)角處的口模間隙(xi)，以(yi)增(zeng)加型(xing)坯局(ju)部位(wei)置的壁(bi)(bi)厚，得(de)(de)到異型(xing)化(hua)(hua)的型(xing)坯，彌(mi)補吹脹比不(bu)一致造成(cheng)的徑向壁(bi)(bi)厚不(bu)均，從而得(de)(de)到壁(bi)(bi)厚較(jiao)為均勻的制(zhi)(zhi)(zhi)件。技術人員以(yi)典型(xing)中空工業制(zhi)(zhi)(zhi)件塑(su)料油箱為研究對(dui)象(xiang)，在聚合(he)物(wu)流變學基礎上，全(quan)面分(fen)(fen)析了(le)(le)影(ying)響制(zhi)(zhi)(zhi)件壁(bi)(bi)厚分(fen)(fen)布(bu)的主要因素，針對(dui)性(xing)地(di)提(ti)出了(le)(le)采用異型(xing)口模，并通過多次試模、優化(hua)(hua)、設(she)計和加工出合(he)理的異型(xing)口模，極大地(di)提(ti)高了(le)(le)制(zhi)(zhi)(zhi)件壁(bi)(bi)厚分(fen)(fen)布(bu)的均勻性(xing)，提(ti)供(gong)了(le)(le)一種優化(hua)(hua)擠出吹塑(su)成(cheng)形(xing)中空工業制(zhi)(zhi)(zhi)件壁(bi)(bi)厚分(fen)(fen)布(bu)的有效(xiao)措施。

3、可調(diao)節機頭(tou)(塑(su)料型坯的控制技(ji)術)

    根(gen)據制(zhi)品(pin)各個(ge)部位不同的吹脹比獲得(de)(de)厚(hou)度(du)不同的型(xing)坯，通過(guo)控制(zhi)機頭(tou)的開口量，得(de)(de)到厚(hou)度(du)變化(hua)的型(xing)坯，從而得(de)(de)到壁厚(hou)較(jiao)為均勻(yun)的制(zhi)件(jian)。型(xing)坯壁厚(hou)控制(zhi)技(ji)術分為軸向壁厚(hou)控制(zhi)技(ji)術(AWDS)和徑(jing)向壁厚(hou)控制(zhi)技(ji)術(PwDS)2種。

3. 1軸向壁厚控制技術

    軸向(xiang)壁(bi)厚(hou)控制(zhi)技術(shu)的(de)作(zuo)用是使得擠出的(de)塑料(liao)型(xing)坯(pi)(pi)，根據制(zhi)品不(bu)同(tong)(tong)的(de)吹脹比(bi)(bi)沿軸向(xiang)獲(huo)得不(bu)同(tong)(tong)的(de)厚(hou)度，從而保證最終制(zhi)品有(you)比(bi)(bi)較(jiao)均(jun)勻的(de)壁(bi)厚(hou)。它是通過使芯棒或口模根據預設位置(zhi)作(zuo)軸向(xiang)運動而改(gai)變(bian)(bian)機頭(tou)的(de)開口量，達到改(gai)變(bian)(bian)塑料(liao)型(xing)坯(pi)(pi)壁(bi)厚(hou)的(de)目的(de)。目前中空成形(xing)機的(de)儲料(liao)機頭(tou)一般都具有(you)軸向(xiang)型(xing)坯(pi)(pi)控制(zhi)功能，其控制(zhi)點(dian)從64點(dian)到256點(dian)不(bu)等。

    近(jin)幾年來，國內多(duo)家中(zhong)空(kong)成形機設(she)備制造廠(chang)家已開發出性(xing)能可靠的軸向壁厚數字化液壓伺(si)服(fu)控制系統(AWDS)，控制點(dian)以64和100點(dian)這2種形式居多(duo)。也有部分廠(chang)家在中(zhong)空(kong)成形機上安裝(zhuang)進口型(xing)坯壁厚控制系統。

3. 2徑向壁厚控制技(ji)術(shu)

    采(cai)用軸向(xiang)壁(bi)(bi)厚(hou)控制(zhi)技術雖然能(neng)改善(shan)吹(chui)塑(su)制(zhi)品高度方向(xiang)上的(de)壁(bi)(bi)厚(hou)分布，但由于其(qi)擠出塑(su)料型(xing)(xing)坯(pi)的(de)水平截面仍(reng)呈等(deng)厚(hou)圓(yuan)形(xing)，對部分在徑向(xiang)某一部位有較大吹(chui)脹比(bi)要求(qiu)的(de)制(zhi)品顯得仍(reng)不(bu)是最(zui)佳，因此便產生了徑向(xiang)壁(bi)(bi)厚(hou)控制(zhi)技術。徑向(xiang)壁(bi)(bi)厚(hou)控制(zhi)技術可以(yi)使(shi)擠出的(de)型(xing)(xing)坯(pi)在所要求(qiu)的(de)區(qu)段內(nei)呈非(fei)圓(yuan)截面的(de)變化。

    徑向壁(bi)厚程(cheng)序(xu)控制技術發(fa)展至今(jin)，大(da)致形成了2種(zhong)典(dian)型的設計，一種(zhong)稱為(wei)(wei)柔性環式，另(ling)一種(zhong)稱為(wei)(wei)口緣修形式。

3. 2. 1柔性(xing)環(huan)技術

    柔性環式是通過電液(ye)伺服控(kong)制薄壁撓性環在1個方(fang)向或2個對(dui)稱方(fang)向上(shang)的變形(xing)來改變擠出型(xing)坯的厚度。它的特點是無論吹(chui)制什么形(xing)狀的制品，只要口模直徑不變，徑向控(kong)制都能發(fa)揮作用。

    對中空成形(xing)塑料型(xing)坯(pi)徑(jing)向壁(bi)厚控(kong)制(zhi)系統的(de)(de)研制(zhi)工作，最近在(zai)江(jiang)蘇(su)張(zhang)家港市同大機械有限公司獲得了關(guan)鍵性(xing)的(de)(de)技術(shu)突破。這項控(kong)制(zhi)技術(shu)可(ke)以(yi)實現塑料型(xing)坯(pi)徑(jing)向壁(bi)厚的(de)(de)多點(dian)準確控(kong)制(zhi)，控(kong)制(zhi)點(dian)可(ke)以(yi)方便地實現2～16點(dian)控(kong)制(zhi)甚至更多點(dian)控(kong)制(zhi)。目前正在(zai)產業化中。

3. 2. 2口緣(yuan)修(xiu)形技(ji)術

    口緣修(xiu)形(xing)是靠修(xiu)形(xing)口模環的(de)(de)上下移動來實現型坯壁厚改變的(de)(de)。與撓性(xing)環結構相比，其最(zui)大的(de)(de)優點是使用壽(shou)命長，加(jia)(jia)工技術(shu)難度低。在(zai)某些(xie)設計(ji)中，口模環的(de)(de)修(xiu)緣部分做成(cheng)活動塊嵌(qian)入(ru)式，方(fang)便更換，減少(shao)更換時的(de)(de)成(cheng)本(ben)(ben)。這種形(xing)式的(de)(de)設計(ji)，還(huan)需要進(jin)行深入(ru)研究，降低成(cheng)本(ben)(ben)，加(jia)(jia)快(kuai)推(tui)廣步伐。

    徑向(xiang)壁(bi)(bi)厚(hou)控制(zhi)(zhi)(zhi)技術對(dui)于(yu)提高大(da)型(xing)中(zhong)空(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)品的(de)品質是一個有效的(de)方法，還能減輕制(zhi)(zhi)(zhi)品的(de)質量。以200L塑料桶容器為(wei)例，至(zhi)少(shao)可節(jie)省(sheng)5%～10%的(de)原料。目(mu)前加(jia)工一套(tao)大(da)型(xing)徑向(xiang)壁(bi)(bi)厚(hou)控制(zhi)(zhi)(zhi)裝置的(de)附加(jia)費用較高，隨著(zhu)徑向(xiang)壁(bi)(bi)厚(hou)控制(zhi)(zhi)(zhi)技術的(de)深入研究和發(fa)展(zhan)將(jiang)在更多的(de)大(da)中(zhong)型(xing)擠出吹塑中(zhong)空(kong)成(cheng)形(xing)機(ji)上應用。

    軸向壁(bi)厚(hou)(hou)控制(zhi)與徑向壁(bi)厚(hou)(hou)控制(zhi)的(de)聯合(he)作用，可(ke)獲得(de)最佳的(de)塑料(liao)型(xing)坯，即可(ke)獲得(de)更為理想的(de)制(zhi)品壁(bi)厚(hou)(hou)分布(bu)。目前國內多家(jia)中空成形(xing)機制(zhi)造廠家(jia)可(ke)在大型(xing)中空成形(xing)機上選擇配套徑向壁(bi)厚(hou)(hou)控制(zhi)系統。

4、三維(3D)中空吹塑

    隨著工業(ye)制(zhi)(zhi)件(jian)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)更加(jia)復雜化(hua)、多(duo)樣(yang)化(hua)，例如汽車(che)用通風(feng)管(guan)、連(lian)接管(guan)等，多(duo)呈彎曲狀(zhuang)，采用常規的(de)(de)(de)擠(ji)出吹(chui)塑(su)(su)來成形(xing)(xing)這(zhe)類彎曲管(guan)件(jian)時(shi)，由于型(xing)坯的(de)(de)(de)直徑要比管(guan)件(jian)的(de)(de)(de)投(tou)影寬度大(da)，故會產生大(da)量飛邊(高(gao)達5000)，且夾坯縫較長(chang)，影響外(wai)觀和(he)強度。為(wei)解決此問題，日(ri)本(ben)發明了(le)三維(wei)中(zhong)(zhong)(zhong)空吹(chui)塑(su)(su)，也稱為(wei)少廢料(liao)中(zhong)(zhong)(zhong)空吹(chui)塑(su)(su)或無(wu)飛邊中(zhong)(zhong)(zhong)空吹(chui)塑(su)(su)。這(zhe)種技術飛邊少，制(zhi)(zhi)品上無(wu)合模線，可順利擠(ji)出吹(chui)塑(su)(su)。采用三維(wei)中(zhong)(zhong)(zhong)空吹(chui)塑(su)(su)可以輕(qing)易地(di)成形(xing)(xing)形(xing)(xing)狀(zhuang)復雜的(de)(de)(de)工業(ye)制(zhi)(zhi)件(jian)。

    其工作原理為:采用(yong)2～8軸的(de)機械(xie)手，把已吹(chui)脹的(de)型(xing)坯放置在模具型(xing)腔內，使型(xing)坯與模腔完(wan)全(quan)吻合，然后合模吹(chui)脹成形(xing)。

5、真空(kong)吸塑與(yu)擠出吹塑相(xiang)結合的生產技術(shu)

    型坯(pi)各(ge)部位(wei)吹(chui)脹(zhang)比(bi)(bi)不同導致(zhi)制(zhi)品(pin)壁厚不均勻(yun)(yun)(yun)。制(zhi)品(pin)的(de)吹(chui)脹(zhang)過程(cheng)可(ke)分(fen)為(wei)(wei)自由吹(chui)脹(zhang)和(he)約(yue)束(shu)吹(chui)脹(zhang)2個階(jie)段(duan)(duan)(duan)。從(cong)壓縮(suo)空(kong)氣(qi)進入型坯(pi)到(dao)型坯(pi)與(yu)模具內壁開始(shi)接觸(chu)為(wei)(wei)比(bi)(bi)稱(cheng)為(wei)(wei)自由吹(chui)脹(zhang)階(jie)段(duan)(duan)(duan)。在這一階(jie)段(duan)(duan)(duan)，型坯(pi)具有相(xiang)同的(de)吹(chui)脹(zhang)比(bi)(bi)，在各(ge)個方向(xiang)的(de)變形都不受(shou)約(yue)束(shu)，可(ke)在任意方向(xiang)膨脹(zhang)變形，且較均勻(yun)(yun)(yun)。從(cong)型坯(pi)與(yu)模具型腔(qiang)(qiang)開始(shi)接觸(chu)到(dao)型坯(pi)完全與(yu)模具內壁貼合為(wei)(wei)比(bi)(bi)稱(cheng)之為(wei)(wei)約(yue)束(shu)吹(chui)脹(zhang)階(jie)段(duan)(duan)(duan)。在這一階(jie)段(duan)(duan)(duan)，型坯(pi)外表面(mian)(mian)受(shou)模具冷卻作用，溫(wen)度(du)下(xia)降，粘度(du)增大，變形較為(wei)(wei)困(kun)難，甚(shen)至(zhi)不再變形，導致(zhi)制(zhi)品(pin)壁厚較大;沒有接觸(chu)模具型腔(qiang)(qiang)的(de)坯(pi)料，溫(wen)度(du)相(xiang)對較高，粘度(du)較小，變形較為(wei)(wei)容易，迅(xun)速變薄，緊貼模具內表面(mian)(mian)，導致(zhi)制(zhi)品(pin)壁厚較小，最(zui)終使整個制(zhi)件壁厚不均勻(yun)(yun)(yun)。

    如果型坯(pi)同時(shi)結束(shu)自由吹(chui)脹(zhang)，就(jiu)能得到(dao)(dao)壁(bi)(bi)厚完全均勻的制件。技術人員(yuan)采用預(yu)先抽真(zhen)(zhen)空(kong)法，使型坯(pi)在真(zhen)(zhen)空(kong)負壓的拉力作用下，先向(xiang)吹(chui)脹(zhang)比(bi)較大(da)部位(wei)發生變形(xing)，然后注入(ru)壓縮(suo)空(kong)氣，改善型坯(pi)各處的吹(chui)脹(zhang)比(bi)，成(cheng)功得到(dao)(dao)壁(bi)(bi)厚較為均勻的制件。

6、型坯溫差法

    型坯(pi)的變(bian)形(xing)(xing)抗(kang)力可用粘(zhan)度(du)來表示，粘(zhan)度(du)的大(da)小(xiao)(xiao)與其溫(wen)度(du)的高低有關。型坯(pi)溫(wen)度(du)高，瓢度(du)小(xiao)(xiao)，變(bian)形(xing)(xing)抗(kang)力小(xiao)(xiao)，吹塑過程(cheng)中(zhong)容(rong)易變(bian)形(xing)(xing)，變(bian)形(xing)(xing)量(liang)較(jiao)(jiao)大(da);相反(fan)，型坯(pi)溫(wen)度(du)低，瓢度(du)大(da)，變(bian)形(xing)(xing)抗(kang)力大(da)，吹塑過程(cheng)中(zhong)不容(rong)易變(bian)形(xing)(xing)，變(bian)形(xing)(xing)量(liang)較(jiao)(jiao)小(xiao)(xiao)。

    在擠出過(guo)(guo)程(cheng)中，通過(guo)(guo)冷(leng)(leng)卻(que)設(she)備強制冷(leng)(leng)卻(que)型(xing)坯吹(chui)(chui)(chui)脹(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)比較大(da)(da)的(de)(de)部(bu)(bu)位(wei)(wei)，使型(xing)坯具有合理的(de)(de)溫度梯度。型(xing)坯吹(chui)(chui)(chui)脹(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)比較大(da)(da)的(de)(de)部(bu)(bu)位(wei)(wei)溫度低，粘度增大(da)(da)，變形抗力增大(da)(da)。在自由吹(chui)(chui)(chui)脹(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)階(jie)段(duan)，吹(chui)(chui)(chui)脹(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)比較大(da)(da)的(de)(de)部(bu)(bu)位(wei)(wei)難于變形，變形量(liang)減小，而(er)吹(chui)(chui)(chui)脹(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)比較小的(de)(de)部(bu)(bu)位(wei)(wei)變形量(liang)增大(da)(da)。當變形量(liang)較小部(bu)(bu)位(wei)(wei)完(wan)成(cheng)變形，進入約束吹(chui)(chui)(chui)脹(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)階(jie)段(duan)，吹(chui)(chui)(chui)脹(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)比較大(da)(da)部(bu)(bu)位(wei)(wei)繼續變形，直(zhi)至吹(chui)(chui)(chui)脹(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)成(cheng)形制件，以(yi)此提高制件壁厚分布的(de)(de)均勻性。

    技術(shu)人員以典型復雜(za)中(zhong)空(kong)工業制件(jian)為研(yan)究對象，根據(ju)聚合物流變學理論，提(ti)出(chu)了(le)采用型坯溫差法優化擠出(chu)吹塑中(zhong)空(kong)工業制件(jian)壁厚分布的均(jun)勻性，并獲(huo)得了(le)成(cheng)功。

7、高壓低(di)溫擠出吹塑技(ji)術(shu)

    在約束吹脹階段，型坯的外表面與模具接觸，溫度迅速降低，最終導致制件壁厚分布不均勻，同時由于型坯內外表面的溫差，導致制品沿壁厚方向存在內應力，制件容易變形。針對此問題可采取的方法包括增加吹塑的壓(ya)力(li)，使用低溫壓(ya)縮空(kong)(kong)氣(qi)。壓(ya)縮空(kong)(kong)氣(qi)冷(leng)(leng)卻(que)系統可以將壓(ya)縮空(kong)(kong)氣(qi)在3個工(gong)序中干燥和冷(leng)(leng)卻(que)至-45℃，冷(leng)(leng)卻(que)時間縮短2%。同時，由于內側的冷(leng)(leng)卻(que)程度得到加強(qiang)，制品內外壁(bi)的冷(leng)(leng)卻(que)更加均勻(yun)，因(yin)而大(da)(da)大(da)(da)改善了成(cheng)形制品的品質。

    此外，作為容器用的(de)工業(ye)制件(jian)，容易在最薄壁處發(fa)生滲(shen)透。為解決此問題(ti)，開發(fa)出了(le)多層共擠(ji)工藝、表面(mian)鍍膜技術等，發(fa)展也比較快。

    綜上(shang)分析(xi)，國內(nei)外在(zai)控(kong)制擠出吹塑(su)制件壁厚均勻性方面，在(zai)原材料和成形(xing)工藝上(shang)都取得了長足發展。在(zai)提高塑(su)料中空(kong)容器(qi)的性能和生產(chan)速率的同時，也(ye)大(da)大(da)擴大(da)了其應用范圍(wei)。