一.前言
聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET),具有:(1)優(yōu)良?xì)怏w阻隔性;(2)耐壓性、耐蠕變性;(3)耐沖擊性;(4)透明性、表面光澤性;(5)本身無(wú)臭及保香性;(6)食品衛(wèi)生上的安全性,且美觀、成型輕易,已被廣泛應(yīng)用在食品容器上。
二.PET的特性
PET是高分子聚合物,最重要的特性是它的分子重量,分子重量是PET分子鏈的均勻分子數(shù)目,分子鏈連結(jié)的數(shù)目越長(zhǎng),則PET的物性越好。PET為結(jié)晶樹(shù)脂,比重約1.4,熔點(diǎn)為245℃,成型溫度約在290~315℃之間。
一般用在制造容器的PET塑粒,必須留意以下的特性:(1)分子量;(2)乙醛含量;(3)二甘醇含量;(4)羧基;(5)共聚合物百分比;(6)熔點(diǎn);(7)玻璃轉(zhuǎn)移點(diǎn);(8)結(jié)晶度。
三.PET原料干燥
PET是吸濕性材料,若含水率太高,在高溫加工下會(huì)產(chǎn)生水解,使PET分子鏈斷裂及熱分解產(chǎn)生乙醛,物性及機(jī)械性質(zhì)降低,結(jié)晶速率加快,在瓶胚射出時(shí),會(huì)使瓶胚部分結(jié)晶白化,影響產(chǎn)品的質(zhì)量。在瓶胚射出成型之前,PET粒必須先干燥至含水率在0.05%以下,如此才能制造出良好的非結(jié)晶透明瓶胚。
干燥機(jī)干燥PET粒是利用除濕后的高溫空氣,在料斗內(nèi)循環(huán)。干燥的空氣,其露點(diǎn)溫度必須在-29℃和-40℃之間。干燥機(jī)的溫度設(shè)定在177℃和182℃之間,干燥大約四小時(shí)。熱灌瓶坯
四.射出延伸中空成型
1.基本原理
首先射出成型加工制出瓶胚,這是將熔膠射進(jìn)模穴,然后迅速冷卻,使瓶胚溫度低于結(jié)晶溫度的范圍,制成透明的瓶胚;第二步驟是將瓶胚加熱,使其高于玻璃轉(zhuǎn)化點(diǎn)溫度,然后延伸、吹氣和冷卻成型。
2.加工方法
分為一段式和兩段式兩種。
一段式是射出和吹氣在同一臺(tái)機(jī)器完成,射出成型的瓶胚冷卻到低于結(jié)晶溫度范圍,但仍保持在熱彈性的狀態(tài),最后吹氣成瓶。
兩段式是由射出成型機(jī)和中空成型機(jī)兩臺(tái)機(jī)器完成。首先由射出成型機(jī)制成瓶胚后,將瓶胚冷卻至凝固溫度脫膜取出,冷卻到室溫,待要吹瓶時(shí),再送進(jìn)中空成型機(jī)將瓶胚加熱至吹瓶溫度,然后吹氣、冷卻成型。
五.PET瓶胚的射出成型工藝條件
PET瓶胚除了可用擠出成型工藝外,大部分均用射出成型制作瓶胚。
在整個(gè)瓶胚工藝設(shè)備中,除了射出成型機(jī),還包括:熱流道模具、酯粒除濕干燥機(jī)、模具冷卻冰水機(jī)、瓶胚取出機(jī)械手臂、瓶胚輸送帶及射出環(huán)境控制空調(diào)除濕機(jī)等,而各個(gè)機(jī)具均是要配合射出機(jī)的作動(dòng),所以射出成型機(jī)扮演瓶胚成型工藝中最重要的角色。
一般,射出機(jī)主要的工藝控制參數(shù)有:(1)螺桿轉(zhuǎn)速;(2)射出壓力;(3)射出速度;(4)料管溫度;(5)射嘴溫度;(6)保壓;(7)拉松退;(8)開(kāi)關(guān)模速度;(9)冷卻時(shí)間;(10)循環(huán)時(shí)間。每個(gè)參數(shù)均攸關(guān)射出產(chǎn)品的質(zhì)量,因此,參數(shù)的控制很重要,為達(dá)到良好的工藝參數(shù),所以射出機(jī)的性能須配合工藝需要而加以設(shè)計(jì)。
六.螺桿設(shè)計(jì)
PET射出機(jī)的螺桿設(shè)計(jì)對(duì)瓶胚射出成型工藝很重要。一般的螺桿用于PET的射出時(shí)質(zhì)量較差,易產(chǎn)生問(wèn)題,所以,PET射出機(jī)須有其專用的螺桿。因PET為熱敏感性材料,高溫時(shí)易使分子鏈斷裂,使分子量降低,產(chǎn)生乙醛,降低瓶胚的質(zhì)量;而在料管內(nèi),主要靠螺桿旋轉(zhuǎn)壓縮,使酯粒產(chǎn)生剪切熱而熔化,若螺桿壓縮產(chǎn)生的剪切熱過(guò)大,則PET熱裂解就可能發(fā)生,所以,PET射出螺桿須為低剪切設(shè)計(jì),且能熔化結(jié)晶的PET酯粒為目標(biāo)。太高的壓縮比或太短的壓縮長(zhǎng)度會(huì)造成大的剪切;而太低壓縮比的螺桿所產(chǎn)生的剪切熱不足,可能無(wú)法完全熔化酯粒,使瓶胚結(jié)晶白霧化,且無(wú)法完全排除料管內(nèi)的空氣,易使瓶胚產(chǎn)生氣泡。
七.結(jié)論
射出機(jī)的性能須配合成型工藝需求加以設(shè)計(jì)改良,而適當(dāng)?shù)穆輻U設(shè)計(jì)是影響塑化質(zhì)量的重要因素,是瓶胚射出成型工藝的重要關(guān)鍵,也是今后研究的重要課題。
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