中空吹塑成型制品制作方法与特点

中空吹塑成型是将挤出或注射成型的塑料型坯趁热于半熔融状态时置于各种形状的模具中，并及时在型坯中通入压缩空气将其吹胀，使其紧贴于模腔壁上成型，经冷却脱模后即得中空制品。由于型坯的制造和吹胀两个过程可以各自独立地进行，所以中空制品吹塑技术也属塑料二次成型范围。

按型坯制造方法不同，吹塑可分为挤出吹塑和注射吹塑。两者的型坯制造方法不同，但吹塑过程是完全相同的，在此以挤出吹塑为例进行说明，挤出吹塑又可分为单层挤出和多层挤出吹塑。

单层挤出吹塑过程如图10-50所示。型坯由一台挤出机直接挤出，并垂挂在安装于机头正下方的预先开启的模具型腔中，当下垂的型坯长度达合格长度后立即合模，并靠模具的切口将型坯切断，压缩空气从模具分型面上的小孔插入的压缩空气吹管进入使型坯吹胀紧贴模壁而成型，保持充气压力使制品在型腔中全部定型后即可脱模。

在单层挤出吹塑技术的基础上发展起来了多层挤出吹塑，可用于成型由不同物料组成的吹塑制品。其成型过程与单层挤出吹塑并无本质的不同，只是型坯的制造须采用能挤出多层结构管状物的机头，三层管坯挤出设备如图10-51所示。

图10-50　单层直接挤出吹塑过程

图10-51　三层管坯挤出示意图

多层直接挤出吹塑的技术关键是控制各层物料的相互融合与黏结质量。若层间的融合与黏结不良，制品夹口区的强度会显著下降。可以从两个方面改善层间的熔合与黏结质量：其一是往各层物料中混入有黏结性的组分，这可以在不增加挤出层数的情况下使制品夹口区的强度有所改善；其二是在原来各层间增加有黏结功能的物料层，这就需要增加制造多层管坯的挤出机数量，但会使成型设备的投资增加，型坯的成型操作也更加复杂。

在吹塑过程中，影响制品质量的重要因素是型坯温度、充气压力与速度，吹塑模具温度和冷却时间等。(https://www.xing528.com)

1.型坯温度制造型坯，特别是挤出型坯时，严格控制其温度的目的在于既要使型坯在吹胀之前有良好的形状稳定性，又能保证吹塑制品有光洁的表面、较高的接缝强度和适宜的冷却时间。型坯温度对其形状稳定性的影响通常从两个方面表现出来：一是熔体黏度对温度的依赖性，型坯温度偏高时，由于熔体黏度较低，使型坯在挤出、转送和吹塑模闭合过程中因重力等因素的作用而变形量增大；二是离模膨胀效应，当型坯温度偏低时，型坯长度收缩和壁厚增大现象就更为明显，其表面质量也明显下降，严重时出现鲨鱼皮症和流痕等缺陷，壁厚的不均匀性也明显增大。

在型坯的形状稳定性不受严重影响的条件下，适当提高型坯温度，对改善制品表面光洁度和提高接缝强度有利。但过高的型坯温度不仅会使其形状的稳定性变坏，而且还因必须相应延长吹胀物的冷却时间，使成型设备的生产效率降低。

2.充气压力与速度中空吹塑成型，主要是利用压缩空气的压力使半熔融状态的管坯胀大而对管坯施加压力，使其紧贴模腔壁，形成所需的形状。压缩空气还起冷却成型件的作用，由于材料的种类和型坯温度不同，加工温度下型坯的模量值有差别，所以用来使材料变形的空气压力也不一样，一般在0.2～0.7MPa之间。黏度低和易变形的树脂（如聚酰胺、纤维素塑料等）取较低值；黏度大和模量较高的树脂（如聚碳酸酯、聚乙烯等）取较高值。充气压力大小还与制品的大小、型坯壁厚有关，一般薄壁和大容积制品宜用较高压力，而厚壁和小容积制品则用较低压力。最合适的压力应使制品成型后外形、花纹、文字等表露清晰。

充气速度（空气的体积流率）尽可能大一些好，这样可使吹胀时间缩短，有利于制品取得较均匀的厚度和较好的表面。但充气速度过大也是不利的，一是空气进口处会出现真空，从而使这部分型坯内陷，而当型坯完全吹胀时，内陷部分会形成横隔膜片；其次口模部分的型坯可能被极快的气流拖断，以致使吹塑失效。为此，需加大吹管口径或适当地降低体积流率。

3.模具温度和冷却时间模温通常不能控制得过低，因为物料冷却过早，制品的轮廓和花纹等均会变得不清楚；模温过高时，冷却时间延长，生产周期增加；如果冷却程度不够，则容易引起制品脱模变形，收缩率大和表面无光。模温的高低，首先应根据树脂的种类来确定，材料的Tg较高者，允许有较高的模温，相反的情况则应尽可能降低模温。

中空吹塑成型制品的冷却时间一般较长，这是为了防止聚合物因产生弹性回复作用引起制品变形。冷却时间可占成型周期的1/3～2/3，视树脂品种和制品形状而定，例如热传导率较低的聚乙烯，就比同样厚度的聚丙烯在相同情况下需要较长的冷却时间，通常随制品壁厚增加，冷却时间延长。为了缩短生产周期、加快冷却速度，除对模具进行冷却外，还可在成型的制品中进行内部冷却，即向制品内部通入各种冷却介质（如液氮、二氧化碳等）进行直接冷却。