1.塑料片材
塑料片材常指是由热塑性树脂经挤出或压延成型而制成的平面薄片材料,其厚度介于薄膜与板材之间,见表17-56。
表17-56 薄膜、片材、板材的厚度 (单位:mm)

塑料片材应用很广,主要用作包装材料。多数片材都采用热成型工艺,经二次加工后作成包装制品,有部分塑料,如PET、PF、PC、PMMA等也常直接用作片状制品。
(1)塑料片材的分类 按不同的分类方法,片材可分为如下几类:
1)按树脂品种的分类。塑料片材所用树脂品种有PVC、PP、PE、PS、ABS、PET、PC、PMMA、PA、PSF、CA、F4等及其改性塑料和复合塑料。各种树脂按不同配方还可配制不同性能的片材,如PVC可分为硬片、软片,还可分为通用型、无毒型、透明型、半透明型、彩色不透明型等品种。虽然品种很多,但用作热成型用的片材主要有PP、PVC(硬)、BOPS、ABS、PC、PMMA、PE及多层复合片材和发泡片材等。
2)按成型工艺分类。可分为挤出料、压延料、共挤料、涂布料、发泡料和挤出拉伸料等品种。
挤出法可用多种形式机头挤出片材,主要有T形机头,用于加工PE、PS、PP和PET等热稳定较好的塑料。鱼尾形机头可加工PVC、POM等热稳定性较差的片材。衣架式机头可加工大多数热塑性塑料片材。共挤机头是用于加工共挤多层复合片材的。发泡挤出机头的则用于挤出泡沫片材。此外,在片材挤出时,如经单向或双向拉伸成型,则可制作性能较好的双向(单向)拉伸片材。
压延法主要用于制作热稳定性及流动性较低的塑料,如PVC、PU发泡片材等。
涂粘法是以片材为基材在表面涂粘其他材料的膜(片)料组成的复合片材,如PVC片材表面粘贴铝箔的复合片材、涂布PVOC制作的阻隔性片材等。
3)按塑料片材料的结构可分为密实结构(如硬片、软片、双向拉伸片材等)、发泡结构(如结皮泡沫片材)、多层复合结构(如共挤片材、涂布或粘贴片材)等。
(2)常用塑料片材的性能及应用 主要介绍以下几种:
1)PVC片材。PVC片材可用挤出法及压延法成型,目前以压延法为主。PVC的原料配方可变性大,可通过改变配方配制不同性能的片材,如硬片、软片、透明、不透明、无毒卫生、热成型板等,品种日渐增多,其应用范围也日趋广泛。
①基本性能。PVC硬片力学性能良好,硬度刚性适中,拉伸强度为50~70MPa,抗冲击性好,落球冲击破碎率<40%。透明硬片透光率高(90%左右),雾度<3%,表面光泽性好,平整光滑,且印刷、着色性好,故展示性好;吸水率低,对氧和水蒸气阻隔性好,可作防潮、防霉、保质包装材料。卫生级PVC无毒,无味,符合食品药用包装标准,可作食品和药物包装;耐腐蚀,耐油,耐候性好,阻燃自熄,介电性好,价格便宜;热成型性好,尺寸稳定,是热成型片中成型性最好的品种,可真空吸塑复杂形状制品;但耐热性差,一般使用温度为-15~55℃,最高品种达90℃,另外环保适应性差,易分解,热分解时会释放有刺激性有害气体,回收利用处理麻烦,因此有些场合被BOPS、APET等环保性更好的片材代替。
②应用举例。硬透明片主要用作透明包装及容器,如吸塑杯、盘、碟、盒等容器;用于贴体包装或泡罩包装;也可直接用作开窗包装透明材料;衣物,纺织品包装;小百货、日用杂品包装;0.1~0.3mm透明片材可作含汁烧鱼、肉、蛋、奶油、糖果、化学药品及医药包装。此外,PVC涂贴铝箔可作药品热封包装的基板,涂布PVDC可作阻隔包装;硬片经二次加工后常用作工业产品包装、室内装饰、立体地图、广告片材。另外,用带有木纹图案或其他图案的PVC装饰片材吸塑浮雕图案后,再真空涂胶贴合木质三合板或纤维复合板上,则可制成PVC浮雕制品,具有防潮、防腐蚀、隔热、不用油漆、不褪色、不开裂、不变形、耐老化、易清洗等优点,也可作室内门、墙裙、天花板、板式家具等的装饰材料。
2)PS片材。PS片材有通用型、高抗冲击型BOPS型、耐热型、发泡片材(EPS)、可降解EPS等品种。
①基本性能。材质硬脆,透明性及光泽度高(透光率为88%~92%,折射率1.59~1.60,雾度≤3%),易着色,印刷性好,故展示性好;表面硬度高,耐腐蚀,耐候性好,吸湿性小,介电性能良好;无毒,无臭,无味卫生安全性好拉伸强度为50MPa,但冲击强度低,易破碎;使用温度范围为-30~75℃;导热性差,隔热性好,但易燃,有浓烟。通用PS片材热成型性差,常采用改性PS片材用作热成型制品。
②常用热成型PS片材性能举例。HIPS片材具有较高的韧性和冲击强度,不易破裂,耐热性及热成型性(吸塑性)好,不透明(呈乳白色),对气体、水蒸气阻隔性低,卫生安全性好,价格比PVC、PP高,环保适应性好,主要用作牛奶杯、一次性饮料杯等吸塑制品及文件盒、防护罩等。
双向拉伸PS片(BOPS片)用T形机头挤出后经双向拉伸而成,克服了通用PS质脆、热成型性差的缺点,且进一步提高了PS的透明度、强度、耐热性、冲击强度和硬度,且保香性、透湿和防雾性好,因此包装商品时展示性好。另外,它卫生安全(无毒、无味、无臭)耐油性好,废弃物易回收处理,回收焚烧及加工时不产生危害环境的有害物质。其缺点是热成型性差,热封温度高(120~150℃),不宜直接采用真空吸塑成型,只能用于气压成型或气压/真空吸塑成型。另外,BOPS对氧及水蒸气的阻隔性差。BOPS热成型片与HPVC、PP片的性能比较见表17-57。
表17-57 三种片材的性能比较

BOPS主要用于制作各种形状的盘、碟、杯、盒等容器,可作冷饮包装及超市用水产、肉类、果蔬销售包装、休闲食品包装、折叠粘合各种容器、泡罩包装,不宜作长期防潮、隔氧食品包装,但宜作新鲜蔬菜等含水分高,需透湿食品的包装及作展示包装。
EPS片材用T形机头挤出的自结皮结构泡沫塑料片材具有质轻、卫生安全(无毒、无臭)耐油、耐油脂、保温绝热、抗液体渗透、防振、隔声等特点。可吸塑成型,有一定的强度及刚性,一般厚度为1~4mm,使用温度为-10~100℃,可耐沸水,价格便宜,但热成型温度高,加热时间长。片、板可作保温、防振包装(如包装玻璃及陶瓷制品、针剂药品等)、吸塑天花板等。食品级片材可制作短期保温容器,如快餐盒、汤碗、方便面碗、托盘等一次性容器。
光-生降解PS片材。为了解决EPS回收再利用工作量大及降低回收处理成本等种种难题,人们开发了光-生化降解EPS,其废弃物在紫外线光作用下可分解成碎片,再经微生物生化作用可降解成低分子物,如CO2及水等,回归于大自然中,在半年到一年内即可与土壤同化。目前,沧州塑料二厂等单位已研发成功,接近于实用水平,有待推广应用。
3)PP片材。PP片材可用共聚PP或均聚等规PP经挤出压延,或挤出流延法制成。纯PP热成型性较差。均聚PP只能用气压成型,透明度低,对氧阻隔性差。所以,目前市场上供应的PP片材均为改性片材。
PP片材的基本特点是质轻,无色,无臭,无味,无毒,可燃,外观为白色半透明体,其强度、刚性、抗应力开裂性良好,尤其是抗折弯性优异;耐热性优良,长期使用温度为-15~120℃,甚至经135℃×100h蒸汽消毒处理后也不破坏;耐化学性好,可作多种化学品包装;防水耐水性好。其缺点是热成型性、耐老化性、耐低温冲击性和透明性差。PP片材一般需采用专用配方树脂,对冲击强度及耐低温性要求不高的制品,可采用MI值为0.5~1.5g/10min的均聚PP。反之,则采用共聚PP。目前,常用改性PP,其主要品种如下:
①PP/LDPE片材。可改善热成型性,可采用真空吸塑成型,但刚性及耐热性略有下降。
②透明PP。采用加入成核剂或骤冷工艺细化结晶,提高透明度的方法制成的透明PP。北京燕山石化公司(采用成核剂)、日本普拉克公司、济宁塑料机械厂(采用骤冷工艺)均有产品生产。
③耐热、刚性PP。在PP中加入滑石粉、CaCO3等填料,可提高PP的刚性和耐热性(140℃),且可保持卫生安全、耐油、价廉等优点,可用作微波炉用容器。
共聚PP及改性PP可吸塑成型,可作简便饭盒、水杯、汤匙、碗及土特产品、酸奶、果冻、果酱、冷饮食品等包装。另外,PP盒易封口,耐高温消毒,所以是内酯豆腐盒的主要材料。目前,还开发了环保型PP豆腐包装盒系列。还可作农业用育秧杯、育种杯及工业产品、日用品等包装;超市配送蔬菜、水果、畜禽肉类、水产品及各种半成品用的包装盒、托盘等一次性容器,应用市场极大。
4)PET片材。目前市场上供应的PET片材可分为APET、PETG、CPET三种。
①APET片材是骤冷制成的无定形高透明度PET片材,它具有PET的基本特性(与PVC也相似),且具有透明度高(>85%),雾度低(<3%)、表面光泽、印刷性好、金属化处理性及压花装饰性好、无毒、卫生安全等特点,同时其强度也良好(拉伸强度为53MPa),阻隔性(透氧率4~4.5,透湿率3)及耐化学性好,可用于γ射线消毒,最高使用温度>70℃,受热后尺寸变化小(<5%,小于PVC、PP,大于BOPS),热成型性好(与PVC相似),可用加工PVC的吸塑模直接加工APET制品。APET的性能中耐热、耐低温、耐摩擦性都比PVC好,尤其是环保适应性远比PVC好。PVC废弃物不易焚烧,燃烧时会产生大量有害气体,造成含HCl的酸雨,而APET回收处理燃烧时只产生CO2及H2O,且处理成本低,回收利用率高,因此是代替PVC的理想材料,但目前价格还比PVC高。
APET片材的一般厚度为150~1000μm(常用厚度为200~600μm),制品用途与PVC相似,除可作食品容器外,常用于药品和医疗器械、五金工具、工艺品、日用品的泡罩包装、食品水杯、盘及开窗包装用透明材料,还可作照相胶片、电影胶片、X射线胶片、磁盘、磁卡基材等工业用片材。
②CPET片材是结晶PET,不透明呈乳白色,使用温度范围广(-40~240℃),成型性差,需用气压成型,可作高温处理或微波炉用容器。
③GPET(或PETG)片材是改性非结晶PET片材,透明度高,熔点低(180~200℃),热封合性优异,热成型不易发生“拉白”现象,成型工艺简单,无需采用骤冷工艺,用途与APET相似,但价格比APET高,常用作PET复合材料的粘合树脂。
④PET共挤板。共挤可降低片材的成本,提高片材的性能。常用共挤板有PET/回收PET/PET、GPET/APET/GPET等品种,前者既可保持PET性能,又可降低成本,后者可保持APET性能,且具有GPET的热封合性,可用于食品和药品包装。
5)ABS片材。ABS片材具有刚韧兼备性能,不透明,无毒,无味,有良好的耐蚀性、耐磨性和抗冲击性,耐低温性适中,电性能好,成型性及着色性好。制品光泽光滑,但耐热性、拉伸强度、耐候性和耐紫外线性差。
ABS挤出板热成型性好,可用各种热成型工艺制作拉伸比较大的制品,常用作汽车、飞机用仪表盘、装饰板、电冰箱内衬、洗衣机内衬、外壳及装饰板等。
6)PE片材。PE片材主要是低密度发泡PE片材,具有柔软性好、韧性高、吸收冲击性能好、不吸湿等特点,常用作抗振、防破碎包装,也可作天花板等装饰材料。
7)PC片材。它透明(透光率为75%~89%),无臭,无味,无毒,透气性好,力学性能优良,抗冲击性好,且耐热、耐寒,长期使用温度为-100~130℃,但易吸湿,热成型温度高,成型时片材必须充分干燥,否则会出现雾状微孔,降低韧性及透明度。适用作高温处理或微波炉用容器及飞机、仪表、医疗器件,照明器具用透明材料。
8)PMMA片材是高透明度、抗冲击、耐光老化、耐候性材料,其使用温度为-50~100℃,但表面硬度低,易划伤,质脆易开裂,可用模压、真空、无模气压成型等热成型工艺加工制品,主要用作工业用透明材料,也可作人体经络穴位头像模型、照明灯罩、天花板及装饰材料等。
9)其他片材,如CA片材、PA片材、PSF片材和F4片材等。CA片材,具有透明、无毒、光泽、强度高、抗冲击韧性好等优点,且光、热稳定性好,耐水,难燃,但使用温度<70℃,耐溶剂性差,可作照相胶片、电影胶片、透明包装容器、展品容器和乒乓球等。
PA片材(主要品种PA6、PA66)具有韧性好、强度高、阻隔性好、耐热(120~140℃,短期170℃)、耐溶剂、薄壳强度高等特点,可作工业制品,也可作鱼、肉包装、烤箱用容器及耐蒸汽高温消毒和辐射消毒容器。
PSF片材具有使用温度高(150℃)、抗蠕变、电性能好、尺寸稳定性、耐化学药品性好、耐燃、耐油、耐磨、坚韧等优点,可用气压或真空成型加工制品,可作要求刚性、耐高温、电气绝缘和耐汽油的制品。
F4片材具有阻隔性好、憎水、耐腐蚀、低摩擦、高粘度特点,且成本高,片材一般用作工业材料,不作包装材料。
10)多层复合片材。多层复合片材的结构形式及复合目的与复合膜、复合料中空制品相同,都是利用各层物料不同的物性之间的互补性来降低材料成本,提高材料各种性能(如阻隔性、耐热性、防潮性等),制得价廉物美、综合性能优良的复合材料的。因其可设计性强,可按不同要求设计复合配方,所以颇受人们的关注,发展也很快,应用也较广。
多层复合片材的加工方法与复合膜相似,有共挤法、涂布法等。共挤法片材层数一般为3~5层,层数越多,工艺难度越大。
复合片材的基本结构由外表层/粘合层/中间层/粘合层/内表层组成,按表层和中间层的材料不同又可分为内外层同种材质和内外层不同种材质两种形式。同种塑料组成的复合料,内外层(又称主层)用新料,中间层一般用再生料。这种结构可利用内外表层新料保证制品使用性能及外观质量,又可利用回收料作中间层(其用量可达30%~40%)从而明显地降低片材成本。
异种塑料配制的复合片材,一般都是为了提高阻隔性、防潮性、耐热性、刚性、透明性或遮盖性而配制的。一般内外层(主层)厚度占70%左右。目前常采用价格便宜、成型加工性好、其有良好均衡物性(如强度、刚性、抗冲击性、防潮性、耐热性)的聚烯烃树脂(PE、PP等),中间层则可采用EVOH、PA、PVDC等阻隔性树脂。内外层材料可酌情搭配,例如要求主层耐高温、透明、刚性好、防潮、防止中间层吸湿时,则用PP料;而要求主层耐低温时,则宜用PE料;要求主层强度、刚性高、对水蒸气阻隔性强时可选用HDPE;而要求主层柔软、透明时,则可选用LDPE。
另外,选用各种主层材料还可调节片材外观、着色性及遮盖性,如外层用LDPE,内层用HDPE,则可提高光泽度及外观。对着色制品,则外层应为着色层,内层为本色,可减少着色剂用量及不污染包装物。对遮光包装,则可采用内层为本色,中间层及外层为着黑色和白色不透明层,或涂布铝箔等结构,可达到既遮光又保证内层不着色,不污染被包装物的效果,这对保证食品及药品的卫生安全性至关重要。
中间层一般用阻隔性树脂,其品种较多,目前常用树脂有EVOH、PVDC、PA6等。可按制品阻隔性能要求酌情择取。一般在复合材料中,中间层较薄,用量较少,因此常用价格较高的高阻隔性材料作阻隔层组成复合结构阻隔材料。
粘合层是保证主层与中间层紧密粘合不分层的,它对制品强度、阻隔性有重要的影响,一般采用粘合性好、粘合力强、且对主层和中间层树脂都有相容性的树脂(常用AD代号表示)。其常用树脂有马来酸酐、丙烯酸改性PE或PP或EVA等,也可利用酸性来强化树脂极性,从而改善主层及中间层的相容性。
多层复合片材广泛用作阻隔性材料,其品种也很多,具有外观好、阻隔功能强等优点,它们能在较长时期内保持被包装物的色、香、味不变,延长保鲜期及货架期,在常温下包装食品的保质期可在12个月左右。如用PP/EVA(AD)/EVOH/EVA(AD)/PP复合片材作的快餐盒可耐121℃×30min或135℃×10min的高温杀菌消毒处理。又如PS/EVA/EVOH/EVA/PE结构的板(片)材,常用于奶制品及果汁、果酱的包装。结构层PS可根据内装品或用户的要求,选择不同的颜色,使包装的外表更显华丽,充满艺术魅力。再如PS/EVA/EVOH/(PVDC)/EVA/PE/PP结构的板(片)材,此板(片)材为法国Erca公司的专利技术产品,其名称为中性无菌包装板(片)材(Neutral aseptic packanging sheet),其PP层为剥离层,它在真空成型、充灌包装过程中,一边剥离一边露出内封层PE层。成型、充灌在无菌室中操作,它是利用共挤复合时加工成型热量,把板(片)材内封层(PE)上的细菌杀死的。在使用时,把复合上的PP层剥离下来,露出来的一层同液体或固体食品相接触的无菌塑料面层,在无菌下充灌和热封。
2.热成型制品
热成型制品是指用型材经热成型二次加工制成的制品。热成型加工工艺有多种,如板(片)材模压成型、真空吸塑成型、气压加压成型、变异成型(指片材经预成型后再进行吸塑或气压成型的工艺)、板(片)材和管材弯曲成型、板材卷筒成型(如加工直径<1m的PVC圆筒)、管材或容器口部或底部卷边及翻边成型、扩口成型、板材或管材波纹成型、制作热收缩管等。因此,热成型制品的品种很多,但本节主要介绍板(片)的模压成型、吸塑成型、气压成型及变异成型工艺及制品。
大多数热塑性塑料板(片)材都可用热成型工艺制作热成型制品,其用量很大,应用范围广。不同的方法可制作特大或特小、特厚或特薄的制品。其制品的壁厚范围可达0.05~20mm。
加工面积大至(3×9)m2,小至药丸、针头等的包装用品。但制品精度较低,壁厚不匀,目前主要用于加工形状较简单、敞口、无内外侧凹、侧凸、侧孔的制品。而且还存在加工剩余边角料较多的缺点,但由于具有成型工艺简单、设备和模具投资少、便于制品更新变型、适用于不同批量、生产效率高(如多模腔模具可每小时吸塑20000个以上饮料杯)等优点,因此目前仍广泛应用于工业、农业、包装、交通、电子、建筑、日用品等行业。制品适应性强,应用范围及用途广阔,常用品种有如下一些:
包装用品,包括各种一次性杯(如果冻杯、牛奶杯、冷热饮料杯)、碗、饭盒、碟、盘、盖等器皿,可作食品、糕点、医药针剂、口服液、快餐食品、药品等物品的包装。还可作五金、电子、化妆品、仪器、仪表、玩具、文具、工艺品等的包装盒。
工业用品,包括电冰箱内衬、手提式收音机、录音机外壳、洗衣机部件、电视机座、汽车上方门板、仪表板、遮阳光板、椅子反冲垫、分隔板、后车盖、车顶内衬、大透镜、光散射器、弧形视窗、汽车玻璃窗、飞机座舱罩。机头罩、面部防护罩、内板内衬等。
建筑用品,包括天花板、照明墙壁、散光板、特殊或公用建筑用灯罩、太阳光采光板、透明屋顶、电话亭罩、道路指示标志(牌)及各种形状舷窗、视窗等。
广告用品,包括灯箱、广告牌、展板、立体模型、包装装潢、立体图型广告板、展示橱窗等。
其他还有箱包、工具箱、立体地图、船体、冲浪板、人体经络模型、医用人体器官模型、装饰品、浴具(浴缸)等。
(1)热成型工艺 热成型工艺方法很多,其基本成型原理是将热塑性塑料板(片)材夹持后,在热成型机中加热使之达到软化温度以上(但不发生熔解和分解),呈轻微下垂状态时,立即移至成型模具上方用气压、真空吸塑、机械(液压)压力或加压/吸塑作用力为成型压力,使板(片)拉伸变形,且随模型紧贴于模具型面,待冷却成型后即可获得形状与模型形状一致的制品。几种方法的成型过程如图17-16~图17-18所示。

图17-16 气压成型
a)预热 b)夹持 c)气压成型

图17-17 单凹模真空成型
a)预热 b)抽真空 c)脱膜
1)热成型工艺的分类。热成型工艺方法分类如下:
①按成型用动力可分为机械压力法。差压法(包括真空吸塑成型、压缩空气气压成型、真空袋-热压罐成型、双片吸吹成型等)。
②按成型用模具结构可分为单凸模成型、单凹模成型、无模成型(自由成型)、对模成型和多模腔成型。
③按拉伸变形形式可分为直接拉伸成型及预拉伸成型(包括柱塞辅助预拉伸、气压预拉伸、预吹预压拉伸等)。
2)常用热成型工艺。常用工艺简介如下:
①真空吸塑成型。真空吸塑成型可分为单凸模、单凹模、无模吸塑、双片吸塑、预拉伸吸塑、真空袋/热罐成型等多种形式、其成型过程简图如图17-19~图17-24所示。

图17-18 凸凹模对压成型
a)预热 b)对压 c)开模 1—压机柱塞 2—凹模 3—加热器 4—片材 5—夹持器 6—凸模 7—制品

图17-19 单凸模真空成型
a)预热 b)夹持装置下降密封 c)抽真空

图17-20 自由真空成型(无模吸塑)
1—真空 2—真空解除阀 3—光电管控制的阀门 4—光源 5—板(片)材 6—夹具 7—拉伸环 8—光电管 9—真空室 10—观察窗

图17-21 柱塞辅助真空成型
a)预热 b)预延伸 c)真空成型

图17-22 气压预拉伸凸模真空成型
a)预热夹持 b)鼓泡预延伸 c)凸模上升 d)真空成型

图17-23 气压预拉伸凹模真空成型
a)预热夹持 b)鼓泡预延伸 c)片材反吸 d)真空成型

图17-24 双片成型工艺
a)预热片材置于上下模之间 b)合模 c)加压、抽真空 d)制件脱模
真空成型,又称吸塑成型,是最常用的热成型方法。它利用抽真空形成的压差,使片(板)材紧贴模型表面吸塑成型。其成型工艺简便,应用广泛,但由于抽真空形成的压差仅为0.01~0.03MPa,所以吸拉片(板)材的力小,制品成型压力小,一般只适用于加工薄材、形状简单、深度小的制品。
其中,单凹模成型法(见图17-17),制品上口边缘壁厚,侧壁随拉深逐渐变薄,底部及底部四周隅角处严重变薄,极易拉破。
单凸模成型法(见图17-19),制品底部及隅角处壁厚,侧壁随拉深变薄,上口处严重变薄,刚性不良,但凸模成型时制品底部壁厚变化小,整体壁厚比凹模吸塑均匀,制品收缩率小,内型尺寸较精确,最好在片材吸塑时反面施以压缩空气气压,使片材更紧密贴于凸模上。
图17-18所示为凸凹模对压成型工艺示意图,其模具由凸模、凹模和夹具等组成。成型时加热的板(片)材被强制挤入凸、凹模间隙之间,形成型腔轮廓,冷却后脱模即得制品。其优点是制品形状尺寸精度高,可加工结构复杂、图纹清晰精细的制品。其制品壁厚均匀,但与制品形状和模具排气孔尺寸位置有关。缺点是模具型面必须光结无加工痕迹,否则全部会复印在制品表面。另外,其加工制品范围有限,仅适用于加工拉伸强度较高的板(片)或不透明、壁厚不大的中小型盒类制品。
无模吸塑成型,又称自由吸塑成型,如图17-20所示,不用模具,板(片)材夹持压紧在抽空柜上,抽真空即可吸塑成半圆球形的罩壳类制品。需用有经验的操作人员控制加热温度,快速操作(防止冷却),通过调节真空度来控制制品深度(可由人工观察或用光电管等装置自动控制拉伸深度)。其制品表面光滑,无接触模具型面残余痕迹,外观及光学性能好,冷却均匀,可制作大尺寸、形状简单、尺寸精度要求不高的罩类制品,如飞机防风罩、仪器罩、圆球形天窗等。
预拉伸吸塑成型,预拉伸的方法很多,举例如图17-20~图17-23所示,即在吸塑前先采用柱塞或气压方法使片材先发生预拉伸,目的是使片材不发生瞬间剧烈拉伸变形,而先发生预变形,然后再吸塑变形。该工艺可有效地降低热成型制品的壁厚差异,宜用于加工较深的制品。气压法预成型时不用模具(柱塞),制品表面光滑无模具痕迹。
双片成型如图17-24所示,是将两片材料夹持后,从中间加气压,上下两面吸塑而成型的中空和双壁结构的热成型制品。其制品结构强度好,可作结构零件,如车尾扰流器等。
真空袋-热罐成型工艺已于聚氨酯成型工艺中介绍过,在此不再赘述。
②气压成型。气压成型是利用充气方法使片(板)材拉伸变形的成型方法。其成型压力大,差压>0.25MPa,可成型较厚的片(板)材,加工形状复杂,图案花纹精细,有加强筋,隅角为锐角的制品成型效率高,比吸塑快3倍,可成型拉伸强度高的材料,如BOPS、PC、PMMA等。但其成型压力大,对设备及模具要求高,故一般宜用于大批量生产。气压成型工艺主要有单凹模成型、单凸模成型、无模成型及预拉伸成型等,如图17-25~图17-27所示。气压成型与真空成型的特性比较见表17-58。

图17-25 单凸模的气压成型
1—气室 2—支撑环 3—拉伸环 4—快速加紧件 5—板(片)材 6—凸模 7—升降台 8—柱塞 9、10—压缩空气进口

图17-26 无模气压成型
1—金属支架 2—支承环 3—橡胶垫圈 4—拉伸环 5—制件 6—光源 7—绝热罩 8—光电管 9—压紧架 10—气缸(用于调解压紧压力) 11—进气接管(由光电管控制)
③机械压力成型,又称模压成型,是借助机械压力或挂重的作用,将软化的片(板)料压于模型上冷却后即可制成制品。具体成型方法可分为单凸模成型、单凹模成型及对模成型等方法,如图17-28~图17-31所示。

图17-27 模塞辅助凹模压力成型
a)加热 b)压柱塞/吹气 c)吹气 d)制品

图17-28 旋转体单凸模成型
1—制件 2—板(片)材 3—拉伸环 4—压边圈 5—阳模 6—夹具

图17-29圆筒体单凸模成型方法
1—帆布 2—制件 3—绒布(也可不用) 4—木制空心模 5—重锤 6—支座
表17-58 气压成型与真空成型的特性比较


图17-30 圆筒体单凹模成型方法
1—施压方向 2—活络铁条 3—制件 4—帆布衬 5—钢凹模(厚4~10mm) 6—角钢(固定于凹模上) 7—角钢支架

图17-31 旋转体单凸模成型方法(h2<h1<h)
a)初级阶段 b)中期阶段 c)后期阶段 1—凸模 2—压边圈 3—板(片)材 4—拉伸环
图17-28和图17-29所示为两种单凸模成型方法,又称弯曲成型或垂制成型,用于压制大型制品。图17-29所示为利用挂重方法使板料弯曲成型的一种方法。(https://www.xing528.com)
单凸模成型模具由凸模、拉伸环和压边圈等组成,模具可用木材和钢材制作。用钢材时模具表面应包覆棉布等隔热材料,防止板材冷却过快。一般拉伸环的棱角应有较大的圆角半径(10~12mm)和很低的表面粗糙度。凸模和拉伸环间隙比板厚大15%~20%。凸模进入拉伸环深度一般比制品公称深度大1~1.5mm。成型后必须保压直至制品冷却后才可脱模。
图17-30所示为加工直径大于1m的圆筒体的凹模成型示意图。
图17-31所示为大量用于加工形状简单、批量不大的较大型制品的工艺方法示意图,常用于加工HPVC、PMMA制品。
复合式成型机是指具有抽真空及压缩空气系统,可同时提供吸塑及气压成型的设备,或配备各种形式的预拉伸辅助系统的设备。复合式成型的形式很多,举例如图17-32和图17-33所示。

图17-32 预吹真空吸塑成型
a)加热 b)自由吹胀 c)成型
热成型机由各专业厂生产,规格型号及品种齐全,用户可按制品材料、尺寸形状及批量等酌情选用适当的品种。
3)模具结构及材料。模具按成型型腔数可分为单腔模及多腔模,按成型用模型的形式可分为凸模和凹模等。图17-34所示为拉抻/吸塑单腔和多腔凹模成型结构示意图。

图17-33 柱塞预拉/真空吸塑/气压成型
a)自由吹胀 b)模芯压下 c)真空成型
不同热成型工艺所用的模具结构不同,但基本结构相似,以单型腔凹模吸塑及气压成型模为例,其基本结构由板(片)材夹具、凹模、抽真空吸塑或气压成型系统、冷却系统和脱模系统组成。图17-35所示为带有切制品周边余料型刃的气压模结构。
其基本结构简介如下:
①板(片)材夹具一般为机床附件,要求具有足够的刚性,可紧密夹持片材,尤其对热胀系数较大的材料必须夹持使板材不滑动,要有可靠的气密性,夹持力可调节,且不会随板厚不匀而出现夹持不均匀的现象。
②成型模具的形式可分凹模或凸模两种形式。它们各有利弊,应按制品形状尺寸及壁厚酌情选用。

图17-34 预拉伸/吸塑成型模
a)单模腔 b)多模腔

图17-35 带型刃的压缩空气成型模具
1—压缩空气管 2—加热板 3—热空气室 4—面板 5—空气孔 6—底板 7—通气孔 8—工作台 9—型刃 10—加热棒
凹模成型是应用较普遍的简便成型方法,加热的片材直接与型面接触,制品外形及外表面图形清晰,易脱模,侧壁厚度变薄,四周角落处最薄,故不宜加工深腔制品。凸模成型又称覆模成型,成型时一般片材先预拉伸后覆盖在模具上,且拉贴在模具平台的边缘以获得必要的密封,然后从片材和模具间抽走空气成型。凹模与凸模成型的比较见表17-59。
③拉伸方式可分为向上拉伸或向下拉伸两种形式,具体由制品大小、形状、材料性质、料厚等因素决定,宜通过试验确定。
④拉伸比。当片材吸塑或气压成型时,制品的壁厚会发生明显的变薄变形,深度较大的制品变薄更严重。可采用预拉伸/吸塑复合成型等工艺使变薄情况改善一些,如图17-36所示。
表17-59 凹模与凸模成型的比较


图17-36 壁厚变薄情况(H∶D=1∶1)
a)吸塑制品 b)预拉伸吸塑制品
由此可见,必须控制变薄程度。通常,制品和模具设计中用拉伸比(牵伸比)参数来控制制品的变薄程度。选用合理的拉伸比可保证制品壁厚在允许范围内不会破裂。
拉伸比有径深比、面积比等多种计算方法,如图17-37所示。

图17-37 拉伸比、面积比计算图形
径深比计算式为H/D(见图17-37a)。对非圆形制品用夹持位处的最小宽度代替直径(见图17-37b)。
面积比(也称展开倍率)是制品表面积与夹持部位内原料片材的表面积之比。以图17-37b为例,其面积比x为
x=(2W1H+2W2H+W1W2)/(W1W2)
如按拉伸前后材料体积不变的原理,则面积比也可简化为坯料厚度与制品平均壁厚之比。
对每一制品而言,设计的拉伸比必须在允许范围内。拉伸比的允许值与材料性能、制品尺寸及深度、壁厚、成型方法等因素有关。其一般取值规律如下:
材料性能方面,对于伸长率大、拉伸强度高、相对分子质量较高、弹性韧性较好的材料拉伸比可取大些,一般聚烯烃等的径深比<2,PU弹性体的深径比可达4;PVC的面积比为3,ABS的面积比为5~7,PC的面积比为3~5。
制品结构方面。形状简单、圆角半径大、脱模斜度大,侧表面平滑的制品拉伸比可取大些。
成型工艺方面。吸塑单凸模成型拉伸比一般不大于1,预拉伸吸塑成型拉伸比可取大一些(如1.5左右)。吸塑单凹模一般拉伸比<2,气压成型可比吸塑成型提高50%,双片成型拉伸比可取2。
由此可见,设计拉伸比时,需对片材大小、厚薄、材质性能和成型方法等因素予以综合考虑。
⑤抽真空及气压系统。前者用于吸塑成型,后者用于气压成型,两者都是在模具的适当部位开设一系列抽气孔或进气孔,并经模具内抽真空或供压缩空气管道系统与抽真空泵或空压机相连。另外,对气压成型模在片材下压成型方向需开设排气孔,以便于及时排出滞留空气,降低成型阻力。这些气孔的位置、直径、间距与成型时间和制品质量有密切的关系,应视制品的尺寸形状、材质性能和料厚而设计。
对吸塑成型抽气孔要保证迅速抽走模型内空气,但直径不能太大,以免制品表面残留赘迹。其孔径一般为φ0.3~φ1.5mm,料厚取大值,但不得大于料厚,以免将片材陷入孔内。吸气孔应设置在片材变形过程中最后接触型面的部位,如最低点、隅角处、偏凹处、形状复杂处等不易吸塑成型的部位;大平面抽气孔应均布,间距为30~40mm;小型制品和小平面抽气孔间距为20~30mm。几种塑料真空成型时的抽气孔直径见表17-60。
表17-60 几种塑料真空成型抽气孔直径 (单位:mm)

气压成型时排气孔的设计与真空吸塑的抽气孔相似,一般取φ0.5~φ1.0mm。料厚、流动性差时可用较大的排气孔,但孔径一般为料厚的1/3~1/2。
⑥模具冷却系统。在成型时板材接触模具型面即会导致料温下降,直接影响板材变形成型。另外,由于塑料导热性差,成型时如模温高,则制品冷却慢、成型周期长,尤其对厚壁制品更明显,而且过高模温或过低模温还会导致制品粘模或收缩而包模,导致脱模困难。因此,必须控制模温并防止长期工作导致模温升高。
模具冷却方法有外冷法和内冷法两种。外冷法用吹气、喷雾、水冷等手段进行;内冷法常在金属模模型内开设冷却水道进行冷却。模温视不同塑料品种、制品尺寸形状和成型方法而定,一般取45~75℃。对非金属模具,因其导热性差,只能采用交替冷却、加热的方法来保证模温(如红外加热吹风冷却等)。另外,如在预拉伸成型时预拉伸柱塞需保持高温度(与板材相同或接近)而成型模型腔要低模温,则模具需采用柱塞加热(或包覆保温材料)型腔冷却的复合系统。
⑦边缘密封及切边。当吸塑及气压成型时,片(板)材的四周边缘面必须与模具型腔口四周的承压面紧密贴合密封,防止抽真空或充气时发生漏气,故在承压面上设置密封垫,且保持足够的压紧力,防止充气时顶开。
成型用的坯材四周必须留有适当宽度的边缘料,供夹持板材和密封用,而成型后的边缘就成为制品的废料,必须切去。小批量及小型制品,常用人工修切或另设切边工序用边切模修边。对气压成型模可设计带型刃切边的结构,如图17-38和图17-39所示。

图17-38 型刃结构与尺寸

图17-39 型刃安装和成型位置
a)型刃安装情况 b)成型时型刃位置 1—型刃 2—型腔平面 3—型腔 4—加热板 5—间隙 6—板材
型刃的角度影响切断力,通常采用20°~30°,如小于20°,切断力可以减少,但型刃的寿命将减少。如果大于30°,如取45°,则施加的负荷比30°时增加50%。
型刃的材料必须有一定的刚性和耐磨性,且热处理时变性要小,但硬度要求比热面板的表面硬度低10%~20%,以免型刃接触面板时损伤表面。
为了压紧片材,防止片材中的收缩和其他问题,必须凭借型刃将片材均匀地压在加热板上,为此要求型刃与加热板表面之间要有极高的平行度和平面性。然而,无论型刃的机械加工及研磨精度如何高超,由于热板受热变形以及加热板和整个模型因承受负荷而发生形变,都会使型刃的平行度出现一些误差,因此可将橡胶等弹性体置于型刃之下。型刃和模腔之间,应有0.25~0.5mm的间隙作为空气通路,以利于模具的安装及调整,侧刃的顶端应比模型端面高出制品料厚加0.1mm的距离。
⑧其他结构。模具圆角半径最小不能小于1.5mm或与板厚相同,一般不小于板厚的3~5倍。
脱模斜角0.5°~4°,凹模成型脱模斜度取1/120~1/60,凸模成型脱模斜度取1/30~1/20。
成型收缩率比注射、模压等制品大,制品尺寸精度低。制品收缩量可分为模内及模外两部分。真空吸塑制品收缩量中50%是脱模后产生的,25%是脱模后在室温下1h内产生的,其余是在24h存放期内产生的。凹模成型制品收缩量比凸模成型制品大。收缩量大小与塑料品种、制品壁厚、成型温度、拉伸比和成型方法有关,只有在各项因素合理搭配时收缩量为最小,对精度高、批量大的制品,应通过试验核实来确定收缩量。几种塑料凸、凹模真空成型时的收缩率见表17-61。
表17-61 几种塑料凸、凹模真空成型时收缩率

吸塑模型面的表面粗糙度对制品表面的复印性比气压法小,一般加工型面的表面粗糙度为Ra0.8μm,且为了便于脱模,表面还需进行粗化处理(如喷砂等),但对高表面质量制品,型面必须抛光,而对PE、PP等聚烯烃制品,因片材与型面易发生滑移,型面仍应粗化处理,否则成型困难。
⑨模具材料。热成型与注射,模压成型相比,成型压力要低得多,制品形状也较简单,所以模具承压不高,对模具强度及刚度要求也较低,可用多种材料来制作模具,常用材料有石膏、木材、塑料(PF、EP、UP、AF树脂等)、金属(钢、铝、铜、低熔点合金等),应按生产数量、制品质量、板材性能及厚度、成型方法、模具成本等因素酌情选用。热成型模性能比较见表17-62。
表17-62 热成型模具性能比较

(续)

4)成型工艺。热成型工艺过程由加热、成型、冷却、修边等工序组成,主要工艺参数有加热温度及加热时间、成型温度、成型速度、成型压力和冷却条件等,现简介如下:
①加热时间及加热温度。在整个热成型过程中加热工序所用时间约占总成型时间的50%~80%,控制适当的加热时间及加热温度,应以保证板材充分软化但无严重下垂和分解,不发白及质量变化为准,且要提高生产效率。
影响加热时间及加热温度的因素很多,主要的有以下一些:
在塑料性能方面包括塑料的热导率、伸长率、线胀系数、软化温度及分解温度、熔融流动性、板材定向程度、拉伸强度及其对温度变化的敏感性等。通常,对热导率低、热容量大、软化温度高、伸长率小、拉伸强度高、定向性强、线胀系数小、熔融流动性小、拉伸强度及伸长率对温度变化不敏感的材料,应选择较高的加热温度及较长的时间。
在板材尺寸及精度方面,板材厚或厚薄不匀,则加热时间长,一般厚度公差应为板厚的4%~8%。另外,在制品拉伸比、深度、制品尺寸等大的情况下,加热时间也应延长。
在加热方式方面,一般采用电加热或红外线加热,加热器的种类、功率大小、加热器与板材的距离、加热器表面温度、环境温度、单面加热、双面加热、高频加热、加热前先进行预热等都会直接影响加热时间。
加热时间与加热温度之间是互相影响的。加热温度高时,时间可短一些,反之加热时间可长一些。一般都以加热温度为准,酌情调节时间。加热温度是按板料加热时变形状态及成型时变形要求而设定的,下限应以板材在拉伸变形最大区域内不发白或不出现明显缺陷为度,上限以板材不发生分解和严重下垂为度。一般先取下限温度再酌情调节,但也视当时情况而变,如加工拉伸比小的制品,则温度可低一些;加工薄壁或比热容小的料,或加热工位与成型工位距离远,或冬季环境温度低时,则加热温度都应取高一些。另外,如果要求板材局部区域加热温度要低一些时,则可用厚纸板等隔热材料将该部位遮盖起来,降低其受热程度。
②成型工序中主要工艺参数为成型温度、压力、速度及模温等,它们彼此有互动关系,在材料、加工方法、设备等条件确定后,这些工艺条件将直接影响制品的质量、合格率及生产率。
成型温度是指材料加热后经一段时间间隔再成型时材料所持有的温度。成型温度随材料的品种、厚度、制品形状、成型方式、拉伸比、成型速度、制品尺寸精度等因素而变化。不同成型温度产生的结果也不同,如ABS料成型温度在90℃左右时,制品尺寸误差达9%;当成型温度>90~130℃时,制品尺寸误差可降低至<1%;而成型温度>130℃时,制品尺寸误差又增至>1%。又如PVC(厚度为0.2mm)料,在成型温度为110℃时,拉伸比可达1∶1;当成型温度为160℃时,则拉伸比降至1∶2。因此,成型时需将成型温度调整到材料变形最佳状态,也就是在该温度下,材料的拉伸强度及伸长率与选用的成型压力及速度相匹配。此时,材料能很流畅地均匀变形,保持壁厚较均匀,形状轮廓清晰,不破裂,尺寸稳定。如果成型温度过高,材料强度下降,伸长率过大,则会发生过度变形而破裂;而如果成型温度过低,则强度大,伸长率小,导致成型困难。因此,必须严格控制成型温度,尤其对PVC、PMMA等性能对温度变化敏感的塑料更为重要。另外,由于板料一旦与模具接触,其接触部位的料温会迅速下降,因此通常应选用高一些的料温。合理的成型温度应由试验确定为宜。
成型压力是指在机械压力成型、气压成型、吸塑成型时作用于板材上致使发生拉伸变形所需的压力。成型压力大小与成型温度有关,且由于各种塑料的弹性模量不同,对温度的依赖性也不等,所以成型压力也随塑料品种、板材厚度而变化。一般而言,树脂相对分子质量大、分子链刚性大、极性强的塑料需要较高的成型压力。
成型速度是指板(片)材拉伸变形时的拉伸速度,成型速度快可提高效率,但成型速度过高时材料来不及变形而破裂,导致变形困难。一般对刚性树脂、厚料、成型温度低、大型制品宜采用适当慢的成型速度,保持适当的伸长速度。但成型速度过慢,也会降低料温导致成型困难并延长成型周期,因此对一定厚度的板材,在适当提高料温的同时,可采用较快的成型速度。
③模温及冷却。成型时,板材会直接接触模具型面,模温的高低直接影响板材的温度,模温过高或过低会产生种种弊端(如前所述),因此需选择适当的模具温度,且与其他工艺条件相匹配。
由于热塑性塑料具有形状记忆功能,成型后制品必须冷却后才能脱模,否则会产生回复变形,导致制品变形、尺寸超差,因此必须采取冷却措施。
几种热成型塑料的温度特性见表17-63。
表17-63 几种热成型塑料的温度特性

(续)

5)热成型制品结构特点。由于热成型工艺的特殊性,所以其制品结构应具有以下特点:
①制品形状相对简单,宜采用口径宽、深度浅的结构(如盘、杯、盒、碟等)。
②对制品表面积没有太多限制,既可作药片等小型包装制品,也可作船体、汽车门板、箱包、壳体、建材结构件、冲浪板、浴缸等大型制品,但无论什么形状及大小的制品,其结构都应满足热成型工艺可行性的要求。
③成型收缩大,尺寸及形位精度相对较低。由于成型压力小,尤其是单模成型时制品在拘束很小的情况下成型,所以收缩较大,且脱模后收缩量占50%以上,又因薄壳结构易变形,所以热成型只能制作尺寸精度低的制品。另外,气压成型压力较高(0.3~0.4MPa),故比吸塑成型(0.1MPa)制品精度高一些。吸塑成型加工较厚板材,或形状复杂制品也较困难。真空成型塑件的尺寸公差见表17-64。
表17-64 真空成型塑件的尺寸公差 (单位:mm)

④壁厚变薄不均。热成型制品的壁厚一般在0.1~10mm范围内,厚制品的壁厚可达20mm,常用壁厚为1~2mm。壁厚过薄或过厚都会使成型困难,不同塑料品种适用的壁厚不同。另外,成型后制品壁厚都会发生明显变薄不均(与片材相比),因此设计时需选用适当厚度的片材。一般情况下可用拉伸比来计算片材厚度,其计算式为

式中,S1是材料原始厚度(mm);A是成品的表面积(mm);B是成品的投影面积(mm);
是成品的平均厚度(mm)。
该计算式是在夹片框部分的边角料完全未被拉入制品的情况下计算的,但在大多数情况下,边角料部分总会被拉入制品,特别是用多模腔模具成型时,所以该计算式计算所得板(片)材厚度,再乘以0.8~0.95,结果会更准确,但也不能一概而论,有时还会随其他条件而有所变化。
对聚氯乙烯、有机玻璃、高抗冲击聚苯乙烯、ABS来说,由材质特性引起壁厚不均的可能性较小;而对聚乙烯、聚丙烯来说,由材质特性引起壁厚不均的可能性则较大。
由于制品壳体、底部、转角处变薄情况不同,圆筒体及不规则形状或矩形筒体变薄规律也不等,因此对于壁厚精度较高的制品或大型制品则需进行壁厚及隅角处壁厚变薄等计算。
⑤拉伸比及取向性。如前所述,热成型制品的拉伸比是主要的参数,且制品的各部位沿拉伸方向会产生相应的定向性,且各向异性致使各部位性能不等,从而易产生变形等缺陷。
⑥废料。热成型制品无分型面、溢料、飞边、浇口料把等废料,但有大量的夹边料,需专设边切工序修边。制品设计时应进行废料比率核算。一般矩形壳体比圆筒形或不规则形壳体的废料少,材料利用率高。
⑦外形结构。按热成型工艺特点,对制品外形结构有如下要求:
圆角。片材成型时发生纵横拉伸,内应力大,转角处严重变薄或发生皱褶,因此各转角处应采用大圆弧半径相连,一般圆角半径R为5~10mm或料厚的3~5倍。为了加强隅角处的刚性,也可用倒角代替圆弧。
脱模斜度。热成型制品需选用较大脱模斜度,一般斜角为0.5°~4°,凸模成型制品比凹模制品的脱模斜度大。
加强筋。热成型制品多数为敞口壳(桶)类制品,壁薄刚性差,所以在敞口边缘、底部、侧壁等部位都需设计加强筋结构。对大平面型制品在四周边缘应设计凸缘,平面上设计波纹、筋条或设计图案花纹等结构。这样可保持较薄制品仍有刚性和强度,不易变形。加强筋设计还需考虑外形美观、便于脱模及制品能堆叠存放等因素。
侧凹和侧孔。制品尽量避免设置侧凹和侧孔。在凹模成型时,侧凹部分不宜太大,应在收缩范围内,它一般不妨碍脱模。但对凸模成型或侧凹太大时,则脱模困难,如果确有需要,则只能采用特殊脱模的模具结构。
表面粗糙。吸塑、气压制品的成型面与模具型面贴合不紧密,且为了便于脱模,型面常经粗化处理,所以制品表面呈粗糙毛面,但不接触型面的表面,则可保持原板(片)材的原光洁面,尤其在用非金属材料模具成型时,这种现象更为明显。因此,常需考虑外观装饰,如将模具型面制成麻面或制作花纹图案,或制品进行表面印刷、涂饰等处理来修饰表面。另外,在加工透明着色制品时,因壁厚不均也会导致色彩不匀,则应选用不透明色彩的板。
6)选择热成型制品材料。热成型制品可用的塑料品种很多,常用材料有PVC、PP、PE、PS、ABS、PET、PC、PMMA、PA、CA、CAB及多层复合材料等,目前主要的品种有PVC(HPVC、SPVC)、PP、PS、BOPS、HIPS、EPS、ABS、APET及PC、PMMA等。
热成型制品选料时除了根据制品用途及使用性能、经济成本、卫生安全、环保适应性等要求外,塑料的成型性是必须考虑的因素。也就是说,塑料的成型特性应适应制品尺寸形状、壁厚、成型方式、尺寸精度等工艺性的要求。在设定的成型条件下,能保证达到制品质量及性能,进行正常生产,达到预设的生产率和合格率水平。
例如,PVC、PMMA的伸长率对成型温度变化不敏感,即使成型温度有波动也能顺利成型,但其拉伸强度对温度变化很敏感,当板材接触模具后,因料温下降,致使拉伸强度速增,变形困难,甚至拉破侧壁,因此这类材料的成型特性不适宜用于制作大型薄壁制品,但适用较小成型压力的快速拉伸。
又如,PVC及其共聚物、聚烯烃、PS及改性PS、ABS、聚丙烯酸酯、CA、CAB、EVA、SPVC等成型性较好的材料,虽都可用于吸塑及气压成型,但适应性也各不相同,HPVC、GPS、CAB可用于薄片材(0.13mm)加工制品;CA、PS需用中等拉伸速度成型,而PP则需用低拉伸速度成型;GPS可适应深拉伸,而PSF、PC、PA等塑料需用较高的成型温度和压力加工,不适用于吸塑加工。
总之,因各种塑料成型特性不同,选料时必须考虑材料成型特性是否适应制品尺寸形状及成型方法的要求。表17-65~表17-67列举了几种塑料热成型时的适应范围。
表17-65 不同厚度材料真空成型的用途范围

(续)

表17-66 工艺类型选择参考表

表17-67 几种热成型塑料的工艺特性

(续)

选料时还需注意不同工艺生产的片(板)材性能也不同。最常用是挤出后压光辊压的片材,也可用压延式双向拉伸片材,但成型温度及压力会增高(对同一品种塑料而言)。对性能要求不高的制品,也可将挤出的热片材直接送至热成型机成型。对于加工表面质量要求高,不允许划伤,不影响外观及光学性能的制品(如PMMA、PC、ABS等制品),则应选用表面贴保护膜的片材。另外,选料时应选用标准规格的片材。
目前多层复合材料片材也已广泛用作热成型制品,常用品种有以下几种:
PP/EVA/EVOH/EVA/PP,其中有耐高温消毒板(121℃×30min、135℃×10min)、耐微波板(可作快餐食品包装)、透明板(可作罐头食品包装)。
PS/EVA/EVOH/EVA/PE板,着色性好,外表华丽可作奶制品、果汁、果酱包装。
PS/EVA/EVOH(PVDC)EVA/PE/PP板(法国Erca公司专利产品)是中性无菌板,PP为剥离层,在挤板时杀死内层(PE)上的细菌,且用PP层密封,使用时把PP层剥离下来即可露出无菌塑料层进行无菌充灌或热封包装食品和药品。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。
