PET礦泉水塑料瓶的設(shè)計(jì)

高分子科學(xué)與工程學(xué)院何丹1143002109PET礦泉水塑料瓶的設(shè)計(jì)通常我們所見(jiàn)的礦泉水塑料瓶為透明，上部有橫向紋路，下部光滑輕便啊瓶子本事柔韌性很好，不會(huì)摔破摔爆，但不耐熱也不耐冷。(見(jiàn)圖1)運(yùn)用吹塑成型的工藝模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介用于第三種自動(dòng)吹瓶機(jī)的飲料瓶模，模具結(jié)構(gòu)如圖2所示。為了提高模具制造效率，對(duì)模具的結(jié)構(gòu)做了兩方面的改進(jìn)。一是將模具的主體型腔由立方塊改為圓柱體，冷卻系統(tǒng)設(shè)在固定模具的鋁制模架上，模具本身不含冷卻系統(tǒng)，省去了鉆冷卻水道的麻煩。二是將與模具瓶底聯(lián)接在一起的冷卻座及相關(guān)配件作成標(biāo)準(zhǔn)件，這樣既可提前大量制作節(jié)約制造成本，又可以大大縮短模具的制作周期。為了減輕模具的重量，保證模具的質(zhì)量，型體的材質(zhì)采用牌號(hào)的美國(guó)進(jìn)口合金鋁。因型腔體的瓶口部位在吹瓶前需安裝瓶坯，磨損較大，所以，瓶口部位嵌入了用不銹鋼制成的鑲件。襯片、支撐環(huán)及卡環(huán)座這個(gè)零件是用內(nèi)六角螺釘緊密固定在型腔體上的。瓶底型腔塊、卡環(huán)與封水蓋裝配在一起，為保證三者的同軸度，先用銷釘定位，再用內(nèi)六角螺釘鎖緊。吹瓶時(shí)，卡環(huán)座與卡環(huán)相配合，因沖擊磨損較大，又要防銹，故二者均用不銹鋼制作。襯片的作用是根據(jù)季節(jié)的氣溫變化調(diào)節(jié)瓶腔的容量，每副模具一般配厚度為和各一付。其材質(zhì)用普通合金鋁即可。支撐環(huán)的作用是聯(lián)結(jié)模具主體與卡環(huán)座，因無(wú)沖擊、磨損，可用普通合金鋁制作。瓶底型腔塊也用與型腔體一樣的材質(zhì)鋁合金制作，這樣既可保證瓶子的質(zhì)量，又可以保證瓶底型腔的散熱冷卻。1.工藝孔2.導(dǎo)柱孔3.型腔體4.瓶口鑲件5.排氣槽6工藝孔7.導(dǎo)柱孔8.襯片9.支撐環(huán)10.卡環(huán)座11.瓶底11.型腔塊12.卡環(huán)13.封水蓋選用PET作為原料聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）表面為是乳白色或淺黃色、高度結(jié)晶的聚合物，表面平滑有光澤（見(jiàn)圖1）。在較寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)120℃，電絕緣性優(yōu)良，甚至在高溫高頻下，其電性能仍較好，但耐電暈性較差，抗蠕變性，耐疲勞性，耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性都很好。 圖1PET晶體圖PET化學(xué)式為-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-,是由對(duì)苯二甲酸乙二醇酯發(fā)生脫水縮合反應(yīng)而來(lái)。目前，世界各國(guó)PET生產(chǎn)采用的技術(shù)路線主要有3種。（１）、DMT法采用對(duì)苯二甲酸二甲酯（DMT）與乙二醇（EG）進(jìn)行酯交換反應(yīng)，然后縮聚成為PET。（2）、PTA法采用高純度的對(duì)苯二甲酸（PTA）或中純度對(duì)苯二甲酸（MTA）與乙二醇（EG）直接酯化，連續(xù)縮聚成聚酯。自從１９６３年開(kāi)發(fā)了PTA法生產(chǎn)PET工業(yè)化技術(shù)后，PET生產(chǎn)得到了迅速的發(fā)展，由于PTA法較DMT法優(yōu)點(diǎn)更多（原料消耗低；EG回收系統(tǒng)較??；不副產(chǎn)甲醇，生產(chǎn)較安全；流程短，工程投資低，公用工程消耗及生產(chǎn)成本較低；反應(yīng)速度平緩，生產(chǎn)控制比較穩(wěn)定），70年代后期新建PET裝置紛紛轉(zhuǎn)向PTA法，目前世界PET總生產(chǎn)能力中約７５%以上采用PTA法。化學(xué)反應(yīng)如下：（１）、酯化時(shí):酯化反應(yīng):酯化縮聚反應(yīng):縮聚反應(yīng)(低聚合度):在酯化階段,不但存在著酯化與縮聚兩種主反應(yīng),同時(shí)還存在著生成二甘醇(ＤＥＧ)和乙醛的副反應(yīng)。對(duì)生成優(yōu)質(zhì)ＰＥＴ而言,ＤＥＧ含量是一個(gè)相當(dāng)關(guān)鍵指標(biāo)。如果有較多的ＤＥＧ存在,由于它介入聚合,將會(huì)影響聚合鏈質(zhì)量,降低ＰＥＴ熔點(diǎn)。（2）、縮聚時(shí):該聚合度取決于乙二醇(ＥＧ)投料摩爾比,一般聚合度為4～6左右。（３）、EO法用PTA與環(huán)氧乙烷（EO）直接商化，連續(xù)縮聚成PET。日本過(guò)去曾用此法進(jìn)行過(guò)生產(chǎn)，但由于此法具有易爆，易燃、有毒等缺點(diǎn)，目前已淘汰。60年代初，PET的生產(chǎn)以間歇法為主，60年代后，西歐各國(guó)、日本繼美國(guó)之后，也成功地開(kāi)發(fā)出了連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)，由于連續(xù)化工藝較間歇法工藝優(yōu)越，產(chǎn)量大、質(zhì)量好、可直接紡絲、產(chǎn)品成本低，所以得到迅速發(fā)展。目前已成為PET生產(chǎn)的主流。７０年代以后建的PET裝置，規(guī)模大的都采用連續(xù)化工藝。進(jìn)入80年代以后，新建的PET裝置即以PTA法的連續(xù)化為主。另外，隨著PET工業(yè)用絲及瓶用的發(fā)展，又出現(xiàn)了PET固相縮聚增粘技術(shù)，而且其工藝也有間歇和連續(xù)法之分。工藝條件1.PET的吸濕性比PBT略大，粒料在高溫下對(duì)水比較敏感，當(dāng)含水量超標(biāo)時(shí)，在成型加工時(shí)會(huì)發(fā)生水解，使質(zhì)量大幅下降，因此，在成型加工前，必須對(duì)原料進(jìn)行干燥。

2.PET的結(jié)晶度比PBT丁小，且隨相對(duì)分子量增高而降低，故成型周期較長(zhǎng)，不能像PBT那樣快速成型。。

3.PBT的成型收縮率較大，一般為1.8%左右，玻纖增強(qiáng)PET為0.2%~1.0%,高模溫所得塑件的收縮率大，而低模溫塑件的收縮率小。

4.PET制品中往往殘留一定的內(nèi)應(yīng)力，因此一般成型后常需后處理。5.在PET成型時(shí)加人的回料應(yīng)是充分供干和沒(méi)有產(chǎn)生熱降解的，加入量應(yīng)不超過(guò)20%。6.PET在熔融態(tài)下的流變性為非牛頓型，溫度對(duì)熔體粘度的影響不大，可以調(diào)節(jié)壓力來(lái)增大剪切應(yīng)力或剪切速率。7.PET有明顯的熔點(diǎn)，加工溫度范圍較窄，為270~290℃，當(dāng)超過(guò)300℃時(shí)會(huì)發(fā)生熱降解。料筒溫度。PET的成型溫度范圍窄，溫度的高低會(huì)直接影響制品的性能。若溫度過(guò)低，則塑化不好，使塑件出現(xiàn)凹陷、缺料等缺陷；反之，溫度過(guò)高，會(huì)造成溢邊，噴嘴流涎，色澤變深，機(jī)械強(qiáng)度下降，甚至引起降解。通常，料筒溫度控制在240~280℃，玻纖增強(qiáng)PET的料筒溫度為250~290℃，不得超過(guò)300℃，噴嘴溫度一般比料筒溫度低10~20℃。8.PET成型時(shí)的保壓時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)使內(nèi)應(yīng)力增加，一般為20~50s.9.由于PET熔體的固化較快，故應(yīng)采用高速注射，以免熔體盡快充滿模腔。10.PET與PBT一樣，對(duì)尖角、缺口非常敏感，這些這些地方易出現(xiàn)應(yīng)力集中，使承載能力大為下降，在受力或受沖擊時(shí)易發(fā)生破裂，故對(duì)這些地方應(yīng)盡量采用圓弧過(guò)渡。11.PET模具流道應(yīng)盡可能減少熔體的壓力降，避免采用較高熔體溫度，流道以短而粗為好，表面積和橫截面積之比應(yīng)小，多用圓形流道。12.在避免熔料噴射的前提下，PET澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件最厚處，可避免流動(dòng)阻