摘要：塑料容器應(yīng)向節(jié)省材料、減小重量的方向發(fā)展,。以擠出吹塑聚乙烯中空容器為例,，簡(jiǎn)單介紹了改變?nèi)萜髟煨汀⑦x擇綜合性能優(yōu)異的材料,、口模異形化和多點(diǎn)壁厚控制等減量方法，并在工藝控制上略作闡述,。

關(guān)鍵詞：塑料容器,、擠出吹塑成型、聚乙烯,、輕量化方法,、工藝前言

高密度聚乙烯樹(shù)脂是制造中空容器，尤其是中,、大容量容器的主要材料,。近幾年,，塑料原料價(jià)格持續(xù)上漲，尤其是聚乙烯樹(shù)脂,，2000 年平均價(jià)格約7000 元/噸,，2006 年8 月約13500 元/噸，而且仍呈上升趨勢(shì),。原料價(jià)格翻了一番,，而容器的價(jià)格基本未變,，有些甚至還有降低。容器生產(chǎn)企業(yè)的制造成本和客戶(hù)的包裝成本大大增加,，許多企業(yè)以極低的利潤(rùn)維持著生存,，因此更加重視節(jié)約原材料，容器制造企業(yè)力求以較輕的件重來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)的產(chǎn)品質(zhì)量要求,，包裝企業(yè)力求以薄壁、輕量的容器來(lái)滿(mǎn)足產(chǎn)品的包裝和安全要求,。容器的薄壁化和輕量化不僅可減少企業(yè)和客戶(hù)的成本,，增加利潤(rùn)，還可以減少資源消耗（ 石油）和環(huán)境成本（ 減少塑料廢棄物的產(chǎn)生）,。

塑料容器的輕量化，是通過(guò)有效的方法,，在保證包裝產(chǎn)品及消費(fèi)者所需的使用性能和安全性能可接受性要求的前提下,，降低容器中塑料的用量，重量減至最低,。所謂的減量，不是偷工減料,，是需要通過(guò)不斷的創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)的,。

擠出吹塑是生產(chǎn)塑料中空容器的主要成型方法之一，常見(jiàn)的產(chǎn)品有各種瓶類(lèi)和桶類(lèi)容器,，本文就以擠出吹塑為例,，側(cè)重于介紹高密度聚乙烯吹塑容器的減量。

1,、輕量化方法：

1.1 改變?nèi)萜鞯脑煨? 增強(qiáng)強(qiáng)度和剛度,制造合理適用的輕型化容器

不同的容器造型,，需要不同的壁厚來(lái)滿(mǎn)足其使用和性能要求。應(yīng)本著合理,、適用,、輕量的原則設(shè)計(jì)塑料容器的造型,。

制造輕量化、薄壁化的塑料容器,，在造型設(shè)計(jì)上除考慮外形美觀,、模具投入少、成型容易,、使用方便等因素外,，最重要的是要保證容器有足夠的強(qiáng)度和剛度以滿(mǎn)足使用要求,。尤其是用于灌裝的塑料瓶,，要承受來(lái)自垂直方向的壓力，就需要有足夠的垂直載荷強(qiáng)度,。薄壁容器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須要注意以下幾點(diǎn)：

1.1.1 外形盡可能接近于橢圓形\ 矩形,，這種造型，能以較少的材料,，吹制出最大容量的容器，而且造型比較美觀,，使用方便,；

1.1.2 避免過(guò)多的轉(zhuǎn)角、棱角和平面轉(zhuǎn)折,，所有部位的角度,，應(yīng)設(shè)計(jì)成倒角或圓角,，過(guò)渡處采用圓弧,；

1.13 瓶身與瓶底轉(zhuǎn)折處應(yīng)采用大曲率轉(zhuǎn)彎,，這樣,，瓶底有利于傳遞垂直載荷，增加受力強(qiáng)度,；瓶體與瓶肩接合部位,盡可能采用較大的彎曲半徑；

1.14 瓶類(lèi)最好增加周向波紋結(jié)構(gòu)或添加凸凹花紋,，桶類(lèi)可增加縱向的加強(qiáng)筋，以消除在長(zhǎng)期負(fù)載下的偏移,、變形現(xiàn)象,。

1.1.5 底部?jī)?nèi)凹，增加合理的加強(qiáng)筋,。

1.2 選擇綜合性能優(yōu)異的材料

塑料產(chǎn)品之所以能廣泛地用于各種領(lǐng)域，取決于塑料材料優(yōu)異的綜合性能,。隨著合成材料工業(yè)的發(fā)展,，出現(xiàn)了不同用途的塑料材料品種，而且各品種之間還可以共混以滿(mǎn)足產(chǎn)品的多種性能要求,。

生產(chǎn)薄壁容器，要求材料具有較好的熔接能力,、較低的熔體流動(dòng)速率,、足夠的熔體強(qiáng)度。分子量,、分子量分布便是上述能力的表觀體現(xiàn),，對(duì)制品性能影響最大,。

1.2.1 較高的分子量。聚合物的分子量有兩種表示方法,，即重均分子量和數(shù)均分子量,。

分子量較高的聚合物具有較高的聚合物粘度、較高的熔體強(qiáng)度,、更好的韌性和耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性,。熔體流動(dòng)速率是分子量的一種簡(jiǎn)單的表征,，它大致與重均分子量范圍相對(duì)應(yīng)，熔體流動(dòng)速率低,，說(shuō)明其相對(duì)分子質(zhì)量高,，反之亦然,。一般擠出吹塑聚乙烯的熔體流動(dòng)速率要求在1g/10min 以下，最好選擇0.2- 0.5g/10min之間的,，容積越大,，要求越小。生產(chǎn)大型容器時(shí)可考慮使用超高分子量聚乙烯,。

1.2.2 中寬略窄的分子量分布。分子量分布范圍窄,，難于成型加工,，但制品的力學(xué)性能高，分子量分布太寬,，熔體強(qiáng)度低,，型坯不穩(wěn)定，韌性不夠,。所以,，在保證容器成型性的前提下,，盡可能選擇分子量分布較窄的材料，尤其是大型容器,。

1.2.3 有時(shí)候,，一種材料并不能滿(mǎn)足制品的所有性能要求，需要進(jìn)行材料改性,。最簡(jiǎn)易可行的改性方法便是共混。第一種方式是根據(jù)制品的特別要求在材料中加入特別的添加劑,，如抗氧化劑,、紫外線(xiàn)吸收劑、防老化劑,、抗靜電劑等。第二種方式是在樹(shù)脂中按一定比例混入不同分子量,、不同分子量分布的不同牌號(hào)樹(shù)脂,，以彌補(bǔ)單一樹(shù)脂造成的缺陷，改善制品的性能,。對(duì)硬度,、剛性,、耐熱性,、滲透性要求較高的制品中，可考慮加入少量的聚丙烯,，不僅性能得以提高,，還可以較大幅度地降低制品的重量。

第一種方式,，特別要考慮的是各種添加劑之間的加和效應(yīng)，避免添加劑發(fā)生反應(yīng),，削減功效,。第二種方式要特別注意材料的相溶性,，避免極端差異的樹(shù)脂共混。

1.3 多點(diǎn)壁厚控制與口模異形化

容器的破裂,、變形等往往不是因?yàn)橹亓坎粔�,，而是因�(yàn)橹亓糠植疾痪�等，厚度差異��,，壁薄處引發(fā)性變。生產(chǎn)中,，經(jīng)常因?yàn)槟骋稽c(diǎn)的厚度不足而性能達(dá)不到要求,，也常常因?yàn)橐�提高這一點(diǎn)的厚度增加容器的平均壁度，增加材料用量,。如果容器的壁厚均勻,，壁厚偏差微小,，容器就能以較小的壁厚滿(mǎn)足性能要求，從而達(dá)到減少材料用量的目的,。

多點(diǎn)壁厚控制和口模異形化是壁厚均勻的有效保證,，在大型容器中尤為適用。

1.3.1 多點(diǎn)壁厚控制�,，F(xiàn)在的擠出吹塑設(shè)備,，尤其是大型吹塑設(shè)備,，一般都備有多點(diǎn)壁厚控制器（ 5 點(diǎn)、30 點(diǎn)、100 點(diǎn)等）,。將口模的芯模加工成擴(kuò)張型或收縮型,，利用液壓伺服裝置控制芯模的下降或提升，產(chǎn)生不同的口模間隙寬度,，從而得到縱向壁厚不同的型坯,，操作者可以看到以圖形出現(xiàn)的多“ 點(diǎn)”掃描波,，并可以通過(guò)圖形進(jìn)行調(diào)整。利用多點(diǎn)壁厚控制,，不僅能彌補(bǔ)型坯下垂造成的上下壁厚不均,，還可以根據(jù)需要加大或減小某一部位的壁厚,。

使用壁厚控制器，最重要的是將圖形中的“ 點(diǎn)”與型坯（ 容器“）點(diǎn)”的對(duì)應(yīng),，所謂“ 點(diǎn)”,，其實(shí)是均分型坯的各段。“ 點(diǎn)”的長(zhǎng)度等于型坯長(zhǎng)度除以總“ 點(diǎn)”數(shù),。對(duì)于儲(chǔ)料缸式擠出機(jī),，型坯從下到上各“ 點(diǎn)”與圖形中從始到終的各“ 點(diǎn)”一一對(duì)應(yīng),，而對(duì)于連續(xù)式擠出設(shè)備，要考慮型坯夾斷時(shí)剩余型坯的長(zhǎng)度,，也就是說(shuō),，一個(gè)完整圖形中的各“ 點(diǎn)”，被分割到兩個(gè)容器的型坯周期中,。

要在型坯中找到某一“ 點(diǎn)”,，可先根據(jù)大致位置確定一個(gè)“ 點(diǎn)”的范圍,，再選定一“ 點(diǎn)”,，將這一“ 點(diǎn)”的數(shù)值設(shè)定為0，擠出一個(gè)型坯,，型坯上的最薄點(diǎn),，便是選定的這一“ 點(diǎn)”，以此為準(zhǔn)找到所需要的位置，在下一個(gè)型坯周期中加以調(diào)整,。