擠出吹塑是目前產(chan)量(liang)最(zui)大，經濟性(xing)良好的中空(kong)塑料制品生產(chan)的主要成形方法之(zhi)一，適于聚(ju)(ju)乙烯(xi)(xi)、聚(ju)(ju)氯乙烯(xi)(xi)、聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)、聚(ju)(ju)苯乙烯(xi)(xi)、聚(ju)(ju)酷(ku)(ku),聚(ju)(ju)酞胺、聚(ju)(ju)碳酸酷(ku)(ku)等材(cai)料的中空(kong)成形。主要用來成形容(rong)器類制品，容(rong)器的最(zui)小容(rong)積(ji)可為1ML,，最(zui)大容(rong)積(ji)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(ji)術有了(le)很大(da)的(de)發展，制(zhi)(zhi)品形狀更加復雜(za)且具有獨特的(de)功能(neng)。應用(yong)(yong)領域擴大(da)到辦公用(yong)(yong)品、家用(yong)(yong)電器、家具、文化(hua)娛樂用(yong)(yong)品及汽車(che)工(gong)(gong)業(ye)零部件，如保(bao)險杠、汽油(you)(you)箱、油(you)(you)管、氣管、燃料油(you)(you)罐等，具有較(jiao)高的(de)技(ji)術含量和功能(neng)性(xing)，因此又稱為(wei)“工(gong)(gong)程吹(chui)塑(su)”。受安裝(zhuang)空間(jian)的(de)限(xian)制(zhi)(zhi)，擠出吹(chui)塑(su)工(gong)(gong)業(ye)制(zhi)(zhi)件形狀越(yue)來越(yue)復雜(za)，壁厚分布不均勻(yun)成為(wei)擠出吹(chui)塑(su)技(ji)術發展的(de)瓶頸(jing)。

    針對壁厚不(bu)均(jun)勻，國內外主要從以下幾(ji)個方面進行研究。

1、開發擠出吹(chui)塑專用樹(shu)脂

    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，具有很高的(de)(de)(de)粘度，其流動指數多為0.2～0.5g/10min，可以防比擠出型坯的(de)(de)(de)垂伸。隨著科(ke)學技(ji)術的(de)(de)(de)發展(zhan)，適用于(yu)擠出吹塑(su)成形的(de)(de)(de)新(xin)牌(pai)號樹脂(zhi)、合金、共聚物等不斷開發出來。

   2007年，市(shi)面(mian)上(shang)開發(fa)了新型Kynar高熔體強度(du)(HMS) PVDF支(zhi)化樹(shu)脂，與傳統的(de)Kynar PVDF相比，Kynar HMS PVDF具有更好的(de)均衡性(xing)(xing)和穩定性(xing)(xing)，在擠出過(guo)程中表現出較高的(de)熔體強度(du)和耐垂性(xing)(xing)，加工窗口更寬，可用于更多的(de)工藝(yi)，尤其適用于擠出吹塑成形工藝(yi)。

   2007年，市面上推出了(le)新一代常規容(rong)器用的(de)(de)原料Eastman EB062共聚酯。該樹脂(zhi)具有(you)較(jiao)好的(de)(de)透明性(xing)、韌性(xing)、高(gao)熔體(ti)強度、耐熱(re)性(xing)、耐化學性(xing)能等，是專(zhuan)用的(de)(de)擠(ji)出吹塑厚壁制(zhi)品(pin)原料。由于該樹脂(zhi)具有(you)優良的(de)(de)加工(gong)性(xing)，用其作原料的(de)(de)產(chan)品(pin)具有(you)較(jiao)高(gao)的(de)(de)設計靈活性(xing)，如可以(yi)作為(wei)具有(you)復雜的(de)(de)不規則形(xing)狀把手的(de)(de)液體(ti)容(rong)器。

   2009年，市(shi)面上(shang)成功研制出苯乙烯丁二烯共聚物(SBC) ，其密度(du)比PET和PVC都低，所成形的(de)瓶(ping)質量輕(qing)，與PET, PVC等瓶(ping)相比最大可減輕(qing)30%，剛度(du)和透(tou)明性較高，加工溫度(du)低，成形周(zhou)期短。應用于擠(ji)出吹塑成形取(qu)得(de)了較好的(de)經濟效(xiao)益(yi)。德國考特斯(Kautex)機械公(gong)司，用其作為原料，采用擠(ji)出吹塑成形工藝，生產(chan)出具(ju)有(you)不規則形狀把手的(de)瓶(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熔體(ti)的(de)剪(jian)切粘度為200～600 Pa·s，與吹塑級高密度聚乙(yi)烯的(de)剪(jian)切粘度相當，且(qie)熔體(ti)流動性好，適用于(yu)擠出吹塑中空(kong)容器。

2、異型口模

    口(kou)(kou)模(mo)異型(xing)(xing)化是指(zhi)擠出(chu)機(ji)頭(tou)的(de)(de)(de)口(kou)(kou)模(mo)或芯棒局部(bu)位(wei)置開(kai)設凹(ao)槽，增(zeng)大對應制件拐角處(chu)的(de)(de)(de)口(kou)(kou)模(mo)間隙，以(yi)增(zeng)加型(xing)(xing)坯局部(bu)位(wei)置的(de)(de)(de)壁(bi)(bi)厚(hou)，得(de)到異型(xing)(xing)化的(de)(de)(de)型(xing)(xing)坯，彌補吹脹(zhang)比不一(yi)致造(zao)成的(de)(de)(de)徑向(xiang)壁(bi)(bi)厚(hou)不均，從而得(de)到壁(bi)(bi)厚(hou)較為(wei)均勻的(de)(de)(de)制件。技術人員以(yi)典型(xing)(xing)中空(kong)工業制件塑料油箱為(wei)研究(jiu)對象，在聚合(he)物流(liu)變(bian)學基礎上，全面(mian)分析了影響制件壁(bi)(bi)厚(hou)分布(bu)的(de)(de)(de)主(zhu)要因素，針對性地(di)提出(chu)了采用異型(xing)(xing)口(kou)(kou)模(mo)，并通過多次試模(mo)、優化、設計和(he)加工出(chu)合(he)理的(de)(de)(de)異型(xing)(xing)口(kou)(kou)模(mo)，極大地(di)提高(gao)了制件壁(bi)(bi)厚(hou)分布(bu)的(de)(de)(de)均勻性，提供了一(yi)種優化擠出(chu)吹塑成形(xing)中空(kong)工業制件壁(bi)(bi)厚(hou)分布(bu)的(de)(de)(de)有效措施。

3、可調節機頭(塑料型坯的控制技(ji)術)

    根據制品各個部位(wei)不同(tong)(tong)的(de)(de)吹脹比獲得(de)厚(hou)度不同(tong)(tong)的(de)(de)型坯(pi)，通過控制機頭(tou)的(de)(de)開口量，得(de)到厚(hou)度變化的(de)(de)型坯(pi)，從而得(de)到壁厚(hou)較為均(jun)勻的(de)(de)制件。型坯(pi)壁厚(hou)控制技(ji)術(shu)分為軸向(xiang)壁厚(hou)控制技(ji)術(shu)(AWDS)和徑向(xiang)壁厚(hou)控制技(ji)術(shu)(PwDS)2種。

3. 1軸向壁厚(hou)控(kong)制技術

    軸(zhou)向(xiang)壁(bi)厚控制(zhi)(zhi)技術的(de)(de)(de)作用是(shi)使得擠出的(de)(de)(de)塑料(liao)型(xing)坯(pi)，根(gen)據(ju)制(zhi)(zhi)品不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)吹脹比沿軸(zhou)向(xiang)獲得不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)厚度，從而保證最終制(zhi)(zhi)品有(you)(you)比較均勻的(de)(de)(de)壁(bi)厚。它是(shi)通過使芯棒或口模根(gen)據(ju)預設位(wei)置作軸(zhou)向(xiang)運動而改變(bian)機頭的(de)(de)(de)開口量(liang)，達到(dao)改變(bian)塑料(liao)型(xing)坯(pi)壁(bi)厚的(de)(de)(de)目(mu)(mu)的(de)(de)(de)。目(mu)(mu)前中空(kong)成(cheng)形機的(de)(de)(de)儲料(liao)機頭一般(ban)都(dou)具有(you)(you)軸(zhou)向(xiang)型(xing)坯(pi)控制(zhi)(zhi)功能，其控制(zhi)(zhi)點從64點到(dao)256點不(bu)等(deng)。

  ;  近幾年來，國(guo)內多(duo)家(jia)中(zhong)空成(cheng)形機設備制造廠家(jia)已開發(fa)出性能可靠(kao)的軸(zhou)向壁厚數(shu)字(zi)化液壓伺服控(kong)制系(xi)統(AWDS)，控(kong)制點(dian)以(yi)64和100點(dian)這2種形式居多(duo)。也有部分廠家(jia)在(zai)中(zhong)空成(cheng)形機上(shang)安裝(zhuang)進口(kou)型(xing)坯壁厚控(kong)制系(xi)統。

3. 2徑向壁厚控制技術

    采用(yong)軸向(xiang)壁(bi)厚控(kong)制(zhi)(zhi)技術(shu)雖然能改善(shan)吹(chui)塑(su)制(zhi)(zhi)品高度方向(xiang)上(shang)的(de)壁(bi)厚分布，但由于其擠出塑(su)料型(xing)坯的(de)水平截面仍呈等厚圓形(xing)，對部分在徑向(xiang)某一(yi)部位有較大吹(chui)脹(zhang)比要(yao)求(qiu)(qiu)的(de)制(zhi)(zhi)品顯得仍不是最佳，因(yin)此便產生(sheng)了徑向(xiang)壁(bi)厚控(kong)制(zhi)(zhi)技術(shu)。徑向(xiang)壁(bi)厚控(kong)制(zhi)(zhi)技術(shu)可以使(shi)擠出的(de)型(xing)坯在所(suo)要(yao)求(qiu)(qiu)的(de)區段內呈非圓截面的(de)變化。

    徑向壁厚程序控制技術發展至今，大致形(xing)成了2種(zhong)典型的設計，一種(zhong)稱為(wei)(wei)柔性環式，另一種(zhong)稱為(wei)(wei)口(kou)緣修(xiu)形(xing)式。

3. 2. 1柔性環技術

    柔性環(huan)(huan)式(shi)是通過(guo)電液伺服控(kong)制(zhi)薄(bo)壁撓性環(huan)(huan)在1個(ge)方向(xiang)或2個(ge)對稱方向(xiang)上的(de)變形(xing)(xing)來改變擠(ji)出型坯(pi)的(de)厚度。它的(de)特點是無論吹(chui)制(zhi)什么形(xing)(xing)狀(zhuang)的(de)制(zhi)品，只(zhi)要口模直(zhi)徑(jing)不變，徑(jing)向(xiang)控(kong)制(zhi)都能(neng)發揮作用(yong)。

    對中(zhong)(zhong)空成(cheng)形塑料型(xing)坯(pi)徑(jing)向壁厚控制(zhi)(zhi)系統的(de)研制(zhi)(zhi)工作，最近(jin)在(zai)江蘇張(zhang)家(jia)港市同(tong)大(da)機械有限公司獲得了關鍵性的(de)技術突破(po)。這項(xiang)控制(zhi)(zhi)技術可(ke)(ke)以實現塑料型(xing)坯(pi)徑(jing)向壁厚的(de)多點(dian)準確控制(zhi)(zhi)，控制(zhi)(zhi)點(dian)可(ke)(ke)以方便地實現2～16點(dian)控制(zhi)(zhi)甚(shen)至更多點(dian)控制(zhi)(zhi)。目(mu)前正在(zai)產業化中(zhong)(zhong)。

3. 2. 2口緣修形技術

    口緣修(xiu)形(xing)是靠修(xiu)形(xing)口模(mo)環的(de)(de)上下移動(dong)來實現型坯壁厚改變的(de)(de)。與撓性環結構相比(bi)，其最大(da)的(de)(de)優點是使用壽命長，加工(gong)技術難(nan)度低。在(zai)某些設(she)計中，口模(mo)環的(de)(de)修(xiu)緣部分做成(cheng)活動(dong)塊嵌入式，方便更換，減少更換時的(de)(de)成(cheng)本。這種形(xing)式的(de)(de)設(she)計，還需要(yao)進(jin)行深入研究，降低成(cheng)本，加快推廣步伐。

    徑向壁厚(hou)控制技(ji)術對于提高大型(xing)中空制品的(de)品質(zhi)是一個有效(xiao)的(de)方法，還(huan)能減輕(qing)制品的(de)質(zhi)量。以200L塑料(liao)(liao)桶容器為例，至少可節省5%～10%的(de)原料(liao)(liao)。目前加工一套大型(xing)徑向壁厚(hou)控制裝置的(de)附加費用較高，隨著徑向壁厚(hou)控制技(ji)術的(de)深入研究和發展將在更多的(de)大中型(xing)擠出吹(chui)塑中空成形機上應用。

    軸向(xiang)壁(bi)(bi)厚控(kong)制(zhi)與(yu)徑向(xiang)壁(bi)(bi)厚控(kong)制(zhi)的聯合(he)作(zuo)用，可(ke)獲得最佳的塑料型(xing)坯，即可(ke)獲得更為理(li)想的制(zhi)品壁(bi)(bi)厚分布。目(mu)前國內多(duo)家中空成(cheng)形(xing)機(ji)制(zhi)造廠家可(ke)在(zai)大型(xing)中空成(cheng)形(xing)機(ji)上選(xuan)擇(ze)配套徑向(xiang)壁(bi)(bi)厚控(kong)制(zhi)系(xi)統。

4、三(san)維(wei)(3D)中空吹(chui)塑

    隨(sui)著工業(ye)制(zhi)件(jian)的(de)形(xing)狀更加復(fu)(fu)雜化(hua)、多(duo)樣(yang)化(hua)，例(li)如(ru)汽(qi)車用通風管(guan)(guan)、連(lian)接管(guan)(guan)等，多(duo)呈彎(wan)曲(qu)狀，采用常規的(de)擠(ji)出吹塑(su)來成(cheng)(cheng)形(xing)這類彎(wan)曲(qu)管(guan)(guan)件(jian)時，由于型坯的(de)直徑要比管(guan)(guan)件(jian)的(de)投影寬(kuan)度大，故會產生(sheng)大量飛邊(高達(da)5000)，且夾坯縫較長，影響外(wai)觀和強(qiang)度。為解(jie)決此問(wen)題，日本發明了三(san)維中(zhong)空(kong)吹塑(su)，也稱為少廢料中(zhong)空(kong)吹塑(su)或無飛邊中(zhong)空(kong)吹塑(su)。這種技術(shu)飛邊少，制(zhi)品上無合模線，可(ke)(ke)順利擠(ji)出吹塑(su)。采用三(san)維中(zhong)空(kong)吹塑(su)可(ke)(ke)以輕(qing)易地成(cheng)(cheng)形(xing)形(xing)狀復(fu)(fu)雜的(de)工業(ye)制(zhi)件(jian)。

    其工作原理為:采用2～8軸的機械(xie)手，把已吹脹的型坯放置在模(mo)(mo)具型腔(qiang)內(nei)，使型坯與模(mo)(mo)腔(qiang)完全吻合，然后(hou)合模(mo)(mo)吹脹成(cheng)形(xing)。

5、真空吸塑與擠出吹塑相(xiang)結合的生(sheng)產(chan)技術

    型(xing)(xing)坯各部位吹脹(zhang)比(bi)(bi)不(bu)(bu)同(tong)導(dao)(dao)致制(zhi)(zhi)品(pin)壁(bi)厚不(bu)(bu)均(jun)勻。制(zhi)(zhi)品(pin)的(de)吹脹(zhang)過程(cheng)可分為(wei)(wei)(wei)(wei)自由吹脹(zhang)和(he)約束(shu)吹脹(zhang)2個(ge)階段(duan)。從壓縮空氣進(jin)入型(xing)(xing)坯到(dao)(dao)型(xing)(xing)坯與(yu)模(mo)具內(nei)壁(bi)開始接(jie)觸為(wei)(wei)(wei)(wei)比(bi)(bi)稱為(wei)(wei)(wei)(wei)自由吹脹(zhang)階段(duan)。在這(zhe)一階段(duan)，型(xing)(xing)坯具有相(xiang)同(tong)的(de)吹脹(zhang)比(bi)(bi)，在各個(ge)方(fang)向(xiang)的(de)變形都不(bu)(bu)受(shou)約束(shu)，可在任意(yi)方(fang)向(xiang)膨脹(zhang)變形，且較均(jun)勻。從型(xing)(xing)坯與(yu)模(mo)具型(xing)(xing)腔(qiang)開始接(jie)觸到(dao)(dao)型(xing)(xing)坯完全(quan)與(yu)模(mo)具內(nei)壁(bi)貼合為(wei)(wei)(wei)(wei)比(bi)(bi)稱之為(wei)(wei)(wei)(wei)約束(shu)吹脹(zhang)階段(duan)。在這(zhe)一階段(duan)，型(xing)(xing)坯外表面受(shou)模(mo)具冷卻作用，溫度(du)下降，粘(zhan)度(du)增大，變形較為(wei)(wei)(wei)(wei)困(kun)難，甚至(zhi)不(bu)(bu)再(zai)變形，導(dao)(dao)致制(zhi)(zhi)品(pin)壁(bi)厚較大;沒有接(jie)觸模(mo)具型(xing)(xing)腔(qiang)的(de)坯料，溫度(du)相(xiang)對(dui)較高，粘(zhan)度(du)較小，變形較為(wei)(wei)(wei)(wei)容易，迅速變薄，緊貼模(mo)具內(nei)表面，導(dao)(dao)致制(zhi)(zhi)品(pin)壁(bi)厚較小，最終使整個(ge)制(zhi)(zhi)件(jian)壁(bi)厚不(bu)(bu)均(jun)勻。

    如(ru)果(guo)型(xing)坯(pi)(pi)同時結(jie)束自由吹脹，就能得到(dao)壁厚完全均勻(yun)的(de)制件。技(ji)術人員采用(yong)預先(xian)抽真空法，使型(xing)坯(pi)(pi)在真空負壓的(de)拉力作用(yong)下(xia)，先(xian)向(xiang)吹脹比較(jiao)大部位發(fa)生變形(xing)，然(ran)后注入壓縮空氣，改善型(xing)坯(pi)(pi)各處的(de)吹脹比，成功得到(dao)壁厚較(jiao)為均勻(yun)的(de)制件。

6、型坯溫差法

    型坯的變形(xing)(xing)抗(kang)力可(ke)用粘(zhan)度(du)來表示，粘(zhan)度(du)的大小與其溫度(du)的高(gao)低有關。型坯溫度(du)高(gao)，瓢(piao)度(du)小，變形(xing)(xing)抗(kang)力小，吹塑過程中容(rong)易變形(xing)(xing)，變形(xing)(xing)量較大;相反，型坯溫度(du)低，瓢(piao)度(du)大，變形(xing)(xing)抗(kang)力大，吹塑過程中不容(rong)易變形(xing)(xing)，變形(xing)(xing)量較小。

    在擠出過(guo)程中，通過(guo)冷卻(que)(que)設(she)備強制(zhi)(zhi)冷卻(que)(que)型(xing)坯吹(chui)(chui)脹比較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)部(bu)(bu)位(wei)，使型(xing)坯具有合理的(de)(de)(de)溫度(du)(du)梯度(du)(du)。型(xing)坯吹(chui)(chui)脹比較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)部(bu)(bu)位(wei)溫度(du)(du)低，粘度(du)(du)增大(da)，變(bian)(bian)(bian)形(xing)抗力增大(da)。在自由吹(chui)(chui)脹階(jie)(jie)段，吹(chui)(chui)脹比較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)部(bu)(bu)位(wei)難于變(bian)(bian)(bian)形(xing)，變(bian)(bian)(bian)形(xing)量減小(xiao)，而吹(chui)(chui)脹比較(jiao)(jiao)小(xiao)的(de)(de)(de)部(bu)(bu)位(wei)變(bian)(bian)(bian)形(xing)量增大(da)。當變(bian)(bian)(bian)形(xing)量較(jiao)(jiao)小(xiao)部(bu)(bu)位(wei)完成變(bian)(bian)(bian)形(xing)，進入約束吹(chui)(chui)脹階(jie)(jie)段，吹(chui)(chui)脹比較(jiao)(jiao)大(da)部(bu)(bu)位(wei)繼續變(bian)(bian)(bian)形(xing)，直至吹(chui)(chui)脹成形(xing)制(zhi)(zhi)件(jian)，以(yi)此提高(gao)制(zhi)(zhi)件(jian)壁厚分布(bu)的(de)(de)(de)均勻性(xing)。

    技(ji)術人員以典型復雜中空(kong)工業制(zhi)件(jian)為研究對(dui)象(xiang)，根據(ju)聚合物流變(bian)學理(li)論(lun)，提出了采用型坯溫差(cha)法優化擠出吹塑中空(kong)工業制(zhi)件(jian)壁厚分布(bu)的均勻性，并獲得(de)了成功。

7、高(gao)壓低溫擠出吹塑技術

    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(suo)(suo)(suo)空(kong)氣(qi)(qi)。壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)空(kong)氣(qi)(qi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)系統(tong)可以將壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)空(kong)氣(qi)(qi)在3個工(gong)序(xu)中干燥和冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)至-45℃，冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)時(shi)間縮(suo)(suo)(suo)短2%。同(tong)時(shi)，由(you)于內(nei)側的冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)程度得到加強，制品(pin)內(nei)外壁的冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)更(geng)加均(jun)勻，因(yin)而大(da)大(da)改善了成形制品(pin)的品(pin)質。

    此外(wai)，作為容器用的工業(ye)制件(jian)，容易(yi)在最薄壁處發(fa)生(sheng)滲透。為解決此問(wen)題，開發(fa)出了多層共擠(ji)工藝、表面鍍膜技術(shu)等(deng)，發(fa)展(zhan)也比(bi)較(jiao)快。

    綜上(shang)分析(xi)，國內外在(zai)(zai)控制(zhi)擠(ji)出吹塑制(zhi)件壁厚均(jun)勻性(xing)方(fang)面(mian)，在(zai)(zai)原材(cai)料和成形工(gong)藝(yi)上(shang)都取(qu)得(de)了(le)長足發展(zhan)。在(zai)(zai)提高塑料中(zhong)空容器的(de)性(xing)能(neng)和生產速率的(de)同時，也大大擴大了(le)其(qi)應用范圍(wei)。