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Tg 235
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