型坯机头的结构形式、有无型坯厚度控制装置等是吹塑成型

在吹塑成型中，型坯机头是形成型坯的主要装置。型坯质量是影响最终制品质量的十分重要的因素。因此，型坯机头的结构形式、有无型坯厚度控制装置等是吹塑成型的关键问题之一。

1.机头的形式

（1）中心进料直角机头 直角机头是型坯挤出方向与螺杆轴线垂直的一种机头形式。中心进料直角机头的主要特征是机头内设置分流梭，如图10-1所示。分流梭一般由分流头（鱼雷头状）、分流筋、芯棒等组成。由机头挤出的熔体，从分流梭顶端的中心位置进入机头，并按圆周分布，经分流筋分成若干股料流，在芯棒处重新汇合，挤出成型坯。这种机头流道存料少，型坯厚薄易控制，出料稳定，比较适用于PVC等热敏性塑料，也可用于聚烯烃塑料，特别适用于生产透明无毒容器。

（2）侧向进料直角机头 在这类直角机头中，熔体由侧向进入机头芯棒后，经支管（又称分流槽）径向分流，并从径向流动逐渐过渡到轴向流动。分流槽可设计成不同形状，如环形、心形、螺旋形等，因此出现了不同结构特征的侧向进料机头。

图10-1 中心进料直角机头示意图

1—挤出机接头 2—直角连接体 3—分流梭 4—芯棒 5—调节螺栓 6—口模 7—分流筋

1）环形侧向进料直角机头。如图10-2所示，机头芯棒在熔体入口部位开设环形槽，使进入机头的熔体成为环形料流进入芯棒。环形槽流动截面积较大，熔体的流动阻力小，熔体可以快速地沿环形槽径向流动，并在与熔体入口相对的另一侧汇合，轴向挤出型坯。这种机头结构简单、制造方便、流道长度较短，型坯只有一条熔合线；缺点是难以保证型坯径向厚度的均匀性。它主要适用于中、小容量的聚烯烃吹塑容器。

图10-2 环形侧向进料直角机头示意图

1—挤出机接头 2—机头体 3—芯棒 4—口模 5—调节螺栓

图10-3 心形侧向进料直角机头示意图

1—挤出机接头 2—机头体 3—芯棒 4—口模 5—调节螺栓 6—模芯

2）心形侧向进料直角机头。如图10-3所示，机头芯棒在熔体入口部位设计成心形，进入机头的熔体被分成两段，在径向流动的同时，进行轴向流动，最后汇成一条熔合线，挤出成型坯。这种形式的机头挤出的型坯壁厚均匀，流道具有流线型，使熔体的流动通畅，流速高，残存熔体量少，容易拆下清理。这类机头适用于聚烯烃类塑料，也可用于PVC等塑料的成型；可成型纵向带双色条纹的型坯，或带透明嵌条的双色型坯；还适用于需经常更换型坯颜色及材质的吹塑容器。

3）螺旋形侧向进料直角机头。如图10-4所示，机头芯棒的入口处还可设计成螺旋形，熔体从螺旋形芯棒的中心孔进入机头，再从中心孔侧向流入单头或多头螺旋流道。这时大部分熔体沿螺旋流道流动，少部分熔体沿轴向漏流。最后，熔体沿芯棒呈轴向流动，挤出成型坯。螺旋形机头，结构紧凑，熔体流动均匀性好，不形成汇合线，压力消耗较低，制品性能较稳定，但制造费用较高，不易清理。

（3）带储料缸的直角机头 如图10-5所示，从挤出机挤出的熔体，经机头中心孔进入机头内的储料缸，储料缸内有能上下运动的环形活塞。进入储料缸内的熔体，达到一定控制量（可用活塞上行预设行程位置或预设时间控制）时，活塞向下运行，机头的液压系统开始工作，通过活塞快速地把储存的熔体压出，形成型坯。型坯的形成是按“先进先出”的原则进行的，在压出型坯的过程中，挤出机仍在连续运转。这样，型坯自重下垂和缩颈现象会明显减少，从而改善型坯壁厚的均匀性。若在储料缸直角机头上安装可编程序控制器，则在型坯纵向（或横向）截面上，可实现多点壁厚控制。这种机头适用于大、中容量聚烯烃容器的吹塑成型。

图10-4 螺旋形侧向进料直角机头示意图

1—挤出机接头 2—机头体 3—芯棒 4—口模 5—调节螺栓 6—模芯

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图10-5 带储料缸直角机头示意图

1—可动套筒 2—环形活塞 3—储料腔

2.机头口模工艺参数

机头口模通常是指模芯和模套。模芯一般与芯棒或分流梭相连。模芯和模套必须配套使用，并且是可更换的，模芯与模套的边缘要呈圆角，以减少残存物料，模芯端面一般比模套端面突出0.25～0.50mm。机头口模的主要工艺参数如下：

（1）口模间隙 口模间隙指模芯与模套配合使用时，模套内径与模芯外径形成的间隙。更换不同直径的模芯和模套，可形成不同的口模间隙，从而在一定范围内挤出不同直径或壁厚的型坯。

（2）吹胀比 吹胀比是型坯拉伸量的参数，吹胀比大，型坯的横向拉伸量也大。一般来说，型坯的吹胀比大，容器的壁厚均匀性较差，容器的收缩率增加，容器的物理力学性能提高，容器的图文清晰度提高；型坯的吹胀比小，容易制得壁厚均匀的容器，容器的收缩率可减少，但容器的物理力学性能相对降低，容器易出现表面不光滑或凹陷的不良品。对于未拉伸的吹塑容器，吹胀比表示型坯的横向膨胀程度。

挤出吹塑成型时，可根据容器的设计要求，选择不同直径的模芯和模套；或者根据吹胀比，确定模芯和模套的直径。

（3）离模膨胀比 型坯从机头口模挤出时，会产生膨胀现象，即挤出的型坯，其实际外径大于模套内径，壁厚大于口模间隙。一般把型坯实际直径与模套（内）直径之比，称为离模膨胀比（弹性膨胀比）。离模膨胀比又可分为厚度膨胀比和直径膨胀比。厚度膨胀比为型坯实际壁厚与口模间隙之比；直径膨胀比为型坯实际直径与模套（内）直径之比。

不同的塑料，其离模膨胀比不同，常用塑料的离模膨胀比见表10-3。

表10-3 常用塑料的离模膨胀比

型坯的离模膨胀比，除与选用的塑料品种有关外，还受型坯挤出速度、口模截面积、口模定型段长度、口模压力、熔体温度等因素的影响。不同塑料熔体在200℃、不同剪切速率下的离模膨胀比见表10-4。

表10-4 不同塑料熔体在200℃、不同剪切速率下的离模膨胀比

一般来说，提高物料的加热温度，降低型坯的挤出速度（降低储料缸机头压出速度），型坯的离模膨胀比降低；降低熔体的温度，使用熔体流动速率较低的塑料原料，增大熔体的粘度，提高型坯的挤出速度，型坯的离模膨胀比增大。型坯的离模膨胀比增大，有利于改善型坯自重下垂现象。

（4）口模定型段长度 口模定型段的长度是指模芯及模套定型段的长度。定型段长度增加，型坯的熔合线容易消除，型坯表面平整、光滑；但是，定型段过长，熔体在口模内受的阻力加大，容易产生积料，若熔体长时间滞留在口模内，就会产生降解。

口模定型段的长度与口模间隙及离模膨胀比有关，不同的口模间隙，应选取不同的定型段长度。口模定型段的长度与口模间隙的关系见表10-5。

表10-5 口模定型段的长度与口模间隙的关系

口模定型段的长度（L）与口模间隙（δ）存在一定的比例关系（L/δ）。通用塑料的离模膨胀比大，L/δ约为15；离模膨胀比小的塑料，L/δ可取8。