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1 绪论1

1.1　概论1

1.2　工业规模1

1.3　塑料原料2

1.4　基本吹塑成型过程7

1.4.1　吹塑成型类型9

1.4.2　挤出吹塑成型与注射吹塑成型10

1.5　其它的吹塑工艺11

1.5.1　浸渍注射吹塑11

1.5.2　压缩-拉伸吹塑12

1.5.3　旋转成型13

1.5.4　其它成型工艺16

1.6　过程控制16

1.7　制品设计17

1.8　成型基础17

1.9　加工基础18

1.10　变量18

1.10.1 原料19

1.10.2　工艺19

1.10.3　制品和模具设计19

1.10.4　塑料与加工的相互作用19

1.11　制品性能20

1.12　共挤出／共注射22

1.13　加工原则22

1.14　FALLO方法22

2　塑化装置的熔融操作24

2.1　喂料操作25

2.1.1　料斗25

2.1.2　喂料速率26

2.1.3　料斗进料器26

2.2　机筒27

2.2.1　机筒长径比27

2.2.2　机筒加料装置28

2.2.3　喂料冷却部件操作28

2.2.4　机筒开槽28

2.2.5　机筒的检测29

2.2.6　校准29

2.2.6.1　塑化装置摇摆30

2.2.7　用管道镜检查机筒30

2.2.8　机筒的加热／冷却30

2.2.8.1　机筒温度的测量31

2.2.8.2　加热方法31

2.2.8.3　冷却方法32

2.2.9　金属检测32

2.2.10　机筒-机头连接33

2.2.11　机筒安全33

2.3　螺杆33

2.3.1　螺杆分段35

2.3.1.1　加料段35

2.3.1.2　渐变段35

2.3.1.3　计量段36

2.3.2　螺杆运动36

2.3.3　螺杆设计38

2.3.3.1　螺杆混合38

2.3.3.2　塑料熔融39

2.3.3.3　压缩比40

2.3.3.4　螺杆长径比41

2.3.3.5　螺杆类型42

2.3.4　螺杆扭矩45

2.3.5　螺杆冷却46

2.3.6　静态混合器46

2.3.7　螺杆／机筒架桥（挂料）47

2.3.8　螺杆和机筒之间的间隙47

2.3.9　螺杆直径尺寸47

2.3.10　螺杆生产量48

2.3.11　螺杆材料和熔体流动48

2.3.12　螺杆更换51

2.4　塑化装置排气51

2.5　清洗54

3　挤出吹塑成型56

3.1 基本过程56

3.2　加工要求60

3.2.1　挤出机机头61

3.2.2　吹塑成型压力62

3.3　熔体流动65

3.3.1 型坯成型66

3.3.2　型坯胀大68

3.3.3　型坯下垂70

3.3.3.1　黏弹性70

3.3.4　褶皱70

3.3.5　型坯吹胀71

3.3.6　熔体破碎71

3.3.7　拉伸流动72

3.4 牛奶瓶73

3.5　工业吹塑制品成型74

3.6　多层制造工艺75

3.6.1　共挤吹塑76

3.6.2　共挤制品的应用77

3.6.2.1　化学品市场78

3.6.2.2　食品市场79

3.7　挤出机80

3.7.1　挤出机基础知识81

3.7.1.1　单螺杆挤出机82

3.7.1.2　多螺杆挤出机83

3.7.1.3　双螺杆挤出机84

3.7.2　挤出机的操作85

3.7.2.1　挤出机的检验86

3.7.2.2　启动87

3.7.2.3　关机88

3.7.2.4　其它操作细节89

4　注射吹塑成型91

4.1 基本过程91

4.2　共注射：生产多层制品94

4.2.1　共注射吹塑95

4.3　注射成型96

4.3.1 机械特性97

4.3.2　成型塑料97

4.3.3　产品设计概念98

4.3.4　成型基础99

4.3.5　塑化99

4.3.6　模具100

4.3.7　加工过程102

4.3.8　过程控制102

4.3.9　机器类型103

4.3.10　往复式（一段）螺杆注塑机103

4.3.11　两段注塑机105

4.3.12　注射液压蓄能器107

4.3.13　往复式和两阶注塑机107

5　拉伸吹塑成型111

5.1　基本过程111

5.1.1　吹塑阶段113

5.2　拉伸吹塑成型的优点116

5.3　取向行为116

5.4　取向与结晶118

5.5　共注射拉伸吹塑成型118

5.6　PET瓶成型119

5.6.1　成型温度122

5.6.2　型坯温度123

5.6.3　瓶重124

5.6.4　瓶颈的设计124

5.6.5　收缩125

5.6.6　热罐装PET瓶126

5.6.7　其它特性127

6　机头与模具128

6.1　概述128

6.2　挤出吹塑成型机头130

6.2.1　塑料熔体行为131

6.2.2 口模和挤出机132

6.2.3　歧管机头132

6.2.3.1　歧管和口模133

6.2.3.2　储料式机头136

6.2.4　机头控制139

6.2.5 口模和芯模设计140

6.2.5.1 口模和芯模的尺寸计算141

6.2.6 口模形状144

6.2.7 口模间隙146

6.2.8　共挤出口模148

6.3　挤出吹塑成型148

6.3.1　吹塑型坯149

6.3.1.1　压缩空气149

6.3.1.2　针管式吹塑152

6.3.2　型坯夹具153

6.3.3　瓶颈螺纹成型157

6.3.4　快速切边机162

6.3.5　负压与双层吹塑模具165

6.4　注射吹塑成型模具167

6.4.1　预成型167

6.4.2　模具类型／布局169

6.5　多层复合成型170

6.6　模具设计171

6.6.1　基本设计172

6.6.2　排气与模具表面175

6.6.3　模具冷却179

6.6.3.1　雷诺数180

6.6.3.2　压力降181

6.6.3.3　热量控制181

6.6.3.4　冷却系数182

6.6.3.5　内部冷却183

6.6.4　计算机辅助模具和制品设计184

6.7　模具制造184

6.7.1　模具材料184

6.7.1.1　钢制口模和模具186

6.7.1.2　铝190

6.7.1.3　其它材料191

6.7.2　冷却设计194

6.7.3　模具表面处理196

6.7.3.1　喷镀197

6.7.3.2　涂覆199

6.7.3.3　抛光200

6.7.3.4　抛光工艺202

6.7.4　常规制造方法204

6.7.5　预加工模具204

6.7.6　快速换模204

6.8　模具购买205

6.9　模具安全206

6.9.1　电子协会206

6.9.2　模具交流协会206

6.9.2.1　通用指南207

7　塑料品种及加工性能208

7.1 概述208

7.2　基本吹塑成型用塑料209

7.3　从聚合物到塑料211

7.3.1　密度／相对密度212

7.3.2　分子量212

7.3.3　流变学213

7.3.3.1　牛顿流体和非牛顿流体213

7.3.4　流变学和力学分析213

7.3.5　黏弹性214

7.3.5.1　黏性／弹性基础214

7.3.5.2　分子量分布216

7.3.5.3　弹性216

7.3.5.4　剪切敏感性217

7.3.5.5　塑料行为218

7.4　塑料类型219

7.4.1　热塑性塑料221

7.4.1.1　结晶和非晶高聚物221

7.4.2　热固性塑料222

7.4.3　交联热塑性塑料223

7.4.4　液晶聚合物224

7.4.5　纯塑料224

7.4.6　原料塑料224

7.4.7　共聚物225

7.4.8　复合材料和合金225

7.4.9　通用塑料和工程塑料225

7.4.10　弹性体226

7.4.11　发泡塑料228

7.5　熔体加工基础229

7.5.1　熔融变形229

7.5.2　黏度230

7.5.3　分子量分布231

7.5.4　熔体缺陷232

7.6　加工性能的影响233

7.6.1　熔融温度234

7.6.2　玻璃化温度235

7.6.2.1　力学性能和Tg235

7.7 阻隔容器材料236

7.7.1 单层容器238

7.7.2 涂覆238

7.7.3 多层材料239

7.7.4 阻隔材料240

7.8 取向度和结晶度241

7.8.1 吹塑过程中的取向241

7.8.1.1 加工过程241

7.8.1.2 性能的影响242

7.8.2 吹塑过程中的结晶244

7.8.2.1 结晶对性能的影响246

7.9 分子间结合力246

7.9.1 伦敦色散力247

7.9.2 静电力247

7.10 性能248

7.10.1 塑料选材251

7.10.2 性能预检测252

7.10.3 力学性能252

7.10.3.1 拉伸性能255

7.10.3.2 冲击能量256

7.10.3.3 硬度256

7.10.3.4 疲劳强度256

7.10.3.5　长时间应力松弛／蠕变256

7.10.4 收缩257

7.10.5　热性能257

7.10.5.1　热老化261

7.10.6　塑料的记忆261

7.10.7　线性热膨胀系数261

7.10.8　热应力262

7.10.9　性能和湿度262

7.10.9.1　水蒸气渗透性263

7.10.10　降解问题263

7.10.11　塑料原材料的检验263

7.10.11.1　制样264

7.10.11.2　合格者质量水平264

7.10.11.3　样品尺寸264

7.10.11.4　测试264

7.11　塑料加工性能评价265

7.11.1　塑料选材试验265

7.11.2　质量控制检测268

7.11.2.1　熔体指数268

7.11.2.2　熔体流动测试270

7.11.2.3　其它熔体流动测试方法270

7.12　塑料回用271

7.12.1　粉碎操作272

7.12.2　粉碎273

7.13　干燥273

7.13.1　吸湿塑料的干燥274

7.13.2　非吸湿塑料的干燥275

7.13.3　PET的干燥275

7.13.4　尼龙干燥276

8　制品设计基础278

8.1　概述278

8.1.1 材料和工艺与制品设计的内在联系280

8.1.2　设计、形状和刚度281

8.1.3　残余应力和应力松弛282

8.1.4　设计参数284

8.1.4.1 双轴取向285

8.1.5　设计和树脂加工之间的关系285

8.1.6　设计方法287

8.2　设计概要287

8.2.1　设计基础291

8.2.2　密封294

8.2.3　挤出吹塑成型和注射吹塑成型容器的把手296

8.2.4　铰链设计298

8.2.5　搭扣300

8.2.6　模内贴签300

8.2.7　大型工业容器302

8.2.8　双层成型302

8.3　模具制备及其它工作306

8.3.1　复杂的不规则形状307

8.3.1.1　移动模块307

8.3.1.2　一体式HDPE把手盖307

8.3.2　一体式把手，双层内螺纹HDPE盖309

8.3.3　一体式HDPE桶提手环310

8.4　多分模面吹塑法311

8.4.1　移动滑块312

8.4.2　安装移动模块313

8.4.3　新技术314

8.4.4　三维吹塑技术315

8.4.4.1　3D技术优点316

8.4.4.2　现有3D吹塑系统318

8.4.4.3　共挤出320

8.4.4.4　径向壁厚控制320

8.4.4.5　参考文献320

8.4.5　其它方法321

8.4.5.1　可折叠容器321

8.4.6　热灌装PET瓶322

8.4.7　广口PET容器325

8.5 收缩326

8.5.1　公差328

8.6　塑料特性329

8.6.1　塑料的记忆性330

8.6.2　黏弹性331

8.6.3　等时应力-应变关系332

8.7　制品的修饰334

9　过程控制338

9.1　概述338

9.2　控制流程图338

9.3　控制系统问题及解决方案339

9.4　基本控制元件340

9.4.1　传感器和测量仪表340

9.4.2　信号转换器341

9.4.3　压力传感器341

9.4.4　温度传感器342

9.5　计算机控制器343

9.5.1　概述343

9.5.2　控制选择344

9.5.3　网络控制系统345

9.5.4　Fieldbus通讯控制345

9.6　预制体／型坯厚度控制346

9.7　加工控制器352

9.8　逻辑控制系统354

9.8.1　模糊逻辑控制355

9.9　智能加工355

9.9.1　整体成型概念355

9.10　启动和关闭程序359

9.10.1 启动（HDPE）359

9.10.2　关闭360

9.11 质量控制和统计过程控制360

9.11.1　质量控制360

9.11.2　统计过程控制和质量控制361

10　计算机应用362

10.1 概述362

10.2　计算机和产品362

10.2.1　交流的优点365

10.3　有限元分析366

10.3.1　方程的求解366

10.3.2　基本原理367

10.3.3　操作方法367

10.4　模型化368

10.4.1　计算工具分析368

10.4.2　模型加工370

10.4.2.1　快速模型成型和快速加工370

10.5　熔体流动分析371

10.5.1　基本的熔体流动分析371

10.6　计算机辅助设计及制造373

10.6.1　计算机辅助设计373

10.6.2　计算机辅助设计绘图374

10.6.3　计算机辅助工程374

10.6.4　计算机辅助过程策划374

10.6.5　计算机辅助制造374

10.6.6　计算机集成制造374

10.6.7　计算机辅助测试375

10.6.8　计算机辅助质量控制375

10.7　计算机光数据存储375

10.8　基于计算机的培训376

10.9　计算机软件程序376

10.9.1　软件和数据库379

10.9.2　Rapra免费网络搜索引擎379

11　工艺选择、辅助设备和二次加工380

11.1　概述380

11.2　工艺选择381

11.3　辅助设备383

11.3.1　干燥系统383

11.3.1.1　热空气干燥器384

11.3.1.2　脱水干燥器385

11.3.2　水冷却、水循环386

11.3.2.1　换热386

11.3.2.2　水回收387

11.3.2.3　水处理389

11.3.2.4　水冷却390

11.3.2.5　节能器——热泵冷却器393

11.3.3　造粒机394

11.3.4　装具的除湿395

11.3.5　喂料／混合396

11.3.6　材料处理397

11.3.7　仓储400

11.3.8　制件处理装置400

11.4　二次操作装备401

11.4.1　机械加工和原型制造401

11.4.2　成型产品的连接和装配401

11.4.3　印刷和修饰402

12　故障检测与维护403

12.1 概述403

12.2　维护403

12.2.1　模具404

12.2.2　清洁404

12.2.2.1　手工清洁405

12.2.2.2 溶剂清洁405

12.2.2.3　超声波溶解406

12.2.2.4　盐浴406

12.2.2.5　烘箱406

12.2.2.6　流化床清洁407

12.2.2.7　研磨剂清洁407

12.2.2.8　二氧化碳清洁407

12.2.2.9　低温飞边清除407

12.2.2.10　黄铜407

12.2.2.11　真空热解408

12.2.2.12 口模／模具的装配408

12.2.3　物理蒸气沉积涂层408

12.2.4　设备改造和修理408

12.2.4.1 口模、模具、螺杆与机筒408

12.2.4.2　剥除、抛光和电镀409

12.2.5　储存409

12.3　检查409

12.3.1　螺杆409

12.3.2　机筒410

12.3.3　清除410

12.4　检查故障410

12.5　失效原因分析431

12.5.1　弯底和扁颈431

12.5.2　吹塑器壁的缺陷432

12.5.2.1　气泡432

12.5.2.2　冷斑433

12.5.2.3　变薄433

12.5.2.4　撕裂433

12.5.2.5　切除433

12.5.2.6　锯齿状不齐的分界线434

12.5.3　瓶子表面质量差434

12.5.4　垂落和壁厚分布不均匀435

12.5.5　吹破435

12.5.6　型坯卷曲、拉丝、弯曲、下垂和长度一致性问题436

12.5.6.1　型坯卷曲436

12.5.6.2　型坯拉丝437

12.5.6.3　型坯弯曲437

12.5.6.4　型坯下垂437

12.5.6.5　型坯长度不均匀437

12.5.7　熔体中有异物438

12.5.7.1　首先寻找污染物的外部来源438

12.5.7.2　降解树脂——来源广438

12.5.7.3 故障原因——人或机器439

12.5.8　型坯上的口模线或条纹439

12.5.9　收缩440

12.5.10　应力开裂的原因440

12.5.10.1 环境应力开裂（ESC）440

12.5.10.2　溶剂应力开裂（SSC）441

12.5.10.3　机械应力开裂（MSC）441

12.5.11　如何处理过热或供热不足442

12.5.11.1　重新校准仪器443

12.5.12　波动443

12.5.13　鲨鱼皮444

12.5.14　螺杆磨损对性能的影响446

12.5.14.1　测量滚筒446

12.5.14.2　直径446

12.5.14.3　深度447

12.5.14.4　同心度和直线度447

12.5.14.5　硬度448

12.5.14.6　磨光和涂层厚度448

12.5.14.7　螺杆制造公差450

12.5.15　机筒检测450

12.5.15.1 内径450

12.5.15.2　直线度和同心度450

12.5.15.3　机筒硬度451

12.5.15.4　机筒规格451

12.5.16　容器泄漏的检测451

参考文献454