●1 引言
塑料及其復合材料的加工成型工藝有很多種，除了我們常見的擠出成型、注射成型、吹塑成型等工藝外，滾塑也是塑料制品的一種加工方法。過去，由于各種因素，如較慢的加工周期及所用材料的限制，使滾塑工藝發展速度低于其他塑料成型加工行業。在各類有關塑料加工成型的資料信息中涉及到滾塑成型的資訊寥寥無幾。在世界十大圖書館之一的上海圖書館，輸入主題詞“滾塑”，這方面的中文書籍竟然只有薄薄的一本，還是由陳昌杰、李惠康、劉汝范、張立旺于上世紀90年代編著的《 塑料滾塑與搪塑 》，可見這方面資訊之匱乏。然而最近以來，發展迄今已有60多年歷史的滾塑成型工藝又開始活躍起來并越來越受到業界的重視。
滾塑成型又稱旋塑、旋轉成型、旋轉鑄塑、回轉成型等，英文表達為“Rotational Moulding ”。滾塑成型工藝是先將塑料原料加入模具中，然后模具沿兩垂直軸不斷旋轉并使之加熱，模內的塑料原料在重力和熱能的作用下，逐漸均勻地涂布、熔融粘附于模腔的整個表面上，成型為所需要的形狀，再經冷卻定型而成制品。滾塑成型工藝自上世紀30年代問世以來，經過60多年的發展，其設備與工藝日趨完善，從小巧的兒童玩具到常見的汽車塑料件直至龐大的工程塑料制品，特別是超大型及非標異型中空塑料制品，由于其它塑料加工工藝本身特性的限制，現在還只能依靠滾塑成型工藝才能完成。目前，滾塑成型工藝已成為塑料成型加工工藝中的重要分支。
●2 國外滾塑成型工業發展概況
滾塑成型自1934年起源于英國。從上世紀40年代起，歐洲用聚氯乙烯糊通過滾塑成型方法生產塑料球之類的玩具等產品。50年代，又開發出了以低密度聚乙烯粉狀樹脂為原料的聚乙烯滾塑成型工藝，生產聚乙烯貯槽、大型管材等工業產品，從而大大促進了滾塑工藝的發展。此后，尼龍、聚碳酸酯、ABS等多種塑料也相繼采用滾塑工藝成型。
上世紀60年代，由于樹脂性能及滾塑設備的不斷改進，滾塑成型工藝得到了迅速發展。國外開發出了不少滾塑成型專用塑料，如聯合碳化公司開發的PE P-320，Raychems Flamolin 771等聚乙烯樹脂。PE P-320是一種低密度聚乙烯，它兼有低密度聚乙烯樹脂良好的流動成型性能和高密度聚乙烯樹脂的低溫沖擊韌性、耐化學性以及耐應力開裂性；Raychems F1amo1in 711是一種滾塑用交聯聚乙烯樹脂，它除了可交聯外，還具有自熄性。菲力浦公司的著名的滾塑級交聯聚乙烯樹脂Marlex Cl-100也是在這段時間里開發出來的。
為了適應制備大型滾塑制品的需要，60年代末又開發出了許多能有效利用占地面積和熱能，對大型塑料制件進行滾塑成型的機器設備。到1970年，市售滾塑機中一半以上的滾塑機，其回轉直徑范圍超過1.75m。此外，機器的控制水平也得到了不同程度的提高，例如三臂式滾塑機McNeil Auronis model 3000—200 可以分別控制各臂的加熱、冷卻周期，以便同時滾塑成型不同尺寸和不同物料的制品，其回轉直徑達5m，每個臂可承受的模具和樹脂的總重量約13500N；傳熱效果好，占地面積小的夾套式滾塑機也在這段時間設計制造出來。
70年代初，在英國已有50余家公司從事滾塑制品的生產，滾塑熱塑性塑料的廠家約70余家；在歐洲大陸有20余家公司從事滾塑成型加工，其中有德國、法國、意大利、瑞士、挪威、奧地利、丹麥等國的公司。英國已能提供可生產容量達18000L的容器的滾塑機；荷蘭則己生產出直徑2.1m，長4.8m的大型圓柱形貯水槽，該貯槽540kg、壁厚25mm。當時，歐洲滾塑制品的總量已達15000噸以上，其中僅英國就達7000噸。70年代初美國也已有500余家企業從事滾塑制品的生產，擁有500余臺滾塑機，滾塑制容器的容量已超過10000L（ 2400加侖 ）；擁有的滾塑機所能生產的最大塑料制件達4.6×4.6×2.1m。
滾塑成型經歷上世紀50年代、70年代、80年代末到90年代初三次大發展，在西歐和北美已經相當發達，形成了滾塑原料專業公司生產及配制，滾塑機械設備專業公司制造及銷售，滾塑技術專業科研及教育，以及數目眾多的滾塑制品的工廠所組成的獨立工業體系。可以使用全部熱塑性樹脂和部分熱固性樹脂生產小到乒乓球，大到85立方米容積、各種形狀、整體無縫、一次成形的制品。滾塑成型已成為—個頗具規模的塑料成型加工行業。到1992年，全世界用于滾塑的樹脂占世界樹脂總消費的8％～9%，在美國滾塑協會注冊的滾塑制品已超過5000種，目前世界上大約有1000家滾塑企業。設在美國的國際滾塑協會（ ARM ）作為目前滾塑行業的主要國際組織，會員遍布58個國家，其中有滾塑制品生產商、原料商、模具設計制造商等。
近年來，國外一些公司在滾塑用樹脂原料和專用助劑的研發上也取得了進展。如諾瓦（ Nova ）化工品公司推出的兩種新等級的聚乙烯專用于滾塑大型部件。第一種是NOVAPOL TR-0242-U/UG高密度已烯共聚物，具有滾塑所需的堅韌性，在類似的熔融指數下，加工像其它滾塑樹脂一樣容易。熔融指數為1.8克/10分鐘，密度為0.942克/立方厘米，抗環境應力龜裂可達1000小時以上，低溫抗沖為60英尺-磅（ 81焦耳 ）。這種樹脂用于模塑特大型部件，可以做容量1萬加侖的水箱和耐化學腐蝕的罐車，且能滿足加工性能。能取代交聯聚乙烯、纖維玻璃和鋼筋混凝土設備，如大型農用品和化工品儲槽，也可做小型船只。
另一種名為NOVAPOL TR-0338-UI/UIG的中密度己烯共聚物，加工周期比上述TR-0242短，有類似的抗環境應力龜裂性能和低溫抗沖性，但堅韌性差一點。熔融指數為3.5克/10分鐘，密度為0.938克/立方厘米，抗環境應力龜裂1000多小時，低溫抗沖為50英尺-磅（ 70焦耳 ），可生產各種多用途產品，適用于做中小型農用槽和化學品槽、中型容器、魚箱和化糞池等。
而汽巴（ Ciba ）專用化學品公司的紐約塑料添加劑部也與位于美國休斯頓的ICO聚合物公司聯合開發用于滾塑成型的專用系列助劑。目前，對于滾塑產品的生產商來說，要得到象注塑生產那樣的專用助劑還有困難，生產商需要專用于滾塑工藝的助劑。因此，ICO推出一系列特效改性劑進入滾塑市場，包括用于室外耐久產品紫外線穩定劑，用于氣味控制的抗菌劑，減少靜電積聚和改善成型性能的抗靜電級助劑等。
●3 國內滾塑成型工業發展概況
我國滾塑工藝的開發研究起始于上世紀60年代。當時上海玩具行業開始利用滾塑成型方法生產軟聚氯乙烯小球；上塑三廠已成功地試制出容積200L和1500L的滾塑聚乙烯容器。70年代中期，北京玻璃鋼研究所開發成功滾塑尼龍容器并在森林滅火瓶等產品中得到應用。到1992年，我國雖已有數十家滾塑生產廠，但絕大多數屬于西方五、六十年代的設備水平和技術水平，年加工樹脂約9,000噸，僅占全國樹脂總消費量的萬分之八九，為世界平均水平的1%，而制品約 28種，為世界數量的0.5%。一些塑膠企業雖然涉足滾塑工藝的產品制造，但由于受到關鍵工藝的制約，一直沒有大的突破，只能生產一些沒有嚴格尺寸、性能要求相對粗糙的產品。從而使大多數從業人員沒有足夠認識到滾塑工藝的先進性和較強的市場競爭力。用美國最大滾塑商的話說：“中國滾塑尚未啟動，中國滾塑市場尚未獲得開發！”
上世紀90年代中、后期，一些國內企業從國外引進了先進的滾塑設備與技術之后，開始了真正意義上的大規模工業化生產。目前，國內企業已能制備容器量20000L以上的化工貯槽以及高速全塑游艇等大型塑料制品。近幾年來，我國的滾塑行業發展迅速，全國各地的各種滾塑廠家已近百家，這些廠家所生產的滾塑制品種類越來越多，應用領域也越來越廣泛。但是同國外發達國家先進水平相比，差距仍十分明顯。上世紀90年代初在美國滾塑協會注冊的滾塑制品就已超過5000種，而我國到目前也只有40余種，國外的滾塑制品已涉及30多種行業，而我國的滾塑制品只涉及到十余種行業。在滾塑原料方面，目前國內在滾塑制品中，市場上聚乙烯及其復合材料的滾塑占整個滾塑產品的比例目前約75%，99％以上的滾塑制品原料為PE，其中的95％又是非常適合于滾塑成型的滾塑級LLDPE，而國外滾塑聚乙烯材料的比例大致為：LLDPE為65％，XHDPE（ 交聯聚乙烯 ）為2%，HDPE為10％，LDPE為5%。
為了適應滾塑制品品種日益增多，滾塑制品的科技含量不斷提高，各行各業對滾塑制品的需求日趨增長的新形勢，中國塑料加工工業協會設立了滾塑專業委員會，旨在加強行業內的溝通協調，交流滾塑工藝生產技術和經驗，消化吸收國外先進技術和設備，加強技術協作，推動我國滾塑成型工藝技術、加工設備及模具的發展，促進我國滾塑專用料及其產品的研制開發。
●4 國內外滾塑工藝制品的應用范圍
隨著滾塑成型工藝的不斷發展，滾塑制品的種類不斷增加，應用范圍也不斷擴大。目前，國內外滾塑制品的涉及行業包括交通工具、交通安全設施、娛樂業、江河航道疏浚、建筑業、水處理、醫藥食品、電子、化工、水產養殖、紡織印染等等：
4.1容器類滾塑制件
這類塑料制件廣泛用于儲存和供料箱，貯水槽、各種工業用化學品儲存和運輸容器，如酸、堿、鹽、化學肥料、農藥貯槽，化工企業、工業涂裝、稀土制取中的洗槽、反應罐、周轉箱、垃圾箱、化糞池、生活水箱等等。如用菲力浦公司的滾塑級交聯聚乙烯樹脂“Maricxcl—100”制得的滾塑交聯聚乙烯桶，可以同金屬桶相媲美，而且它耐化學腐蝕性好，維修保養費用低。
4.2交通工具用滾塑制件
主要是應用聚乙烯和聚氯乙烯糊樹脂，滾塑各種汽車用件，如空調彎管、旋渦管、靠背、扶手、油箱、擋泥板、門框和變速桿蓋、蓄電池殼體，雪上汽車和摩托的燃料箱、飛機油箱，游艇及其水箱，小船以及船和船塢之間的緩沖吸震器等。
4.3體育器材、玩具、工藝品類滾塑制件
主要有聚氯乙烯糊滾塑的各種制件，如水球、浮球、小游泳池、娛樂艇及其水箱、自行車座墊，滾塑碼垛盤，沖浪板等等。由于滾塑模具可以采用精密澆鑄、電鑄等工藝制造；滾塑制件表面對模具型腔表面的精細結構“復制”效果很好，因此滾塑法可以將制品做得相當精致美觀，故常用于制取具有較大觀賞價值的產品，特別是玩具如小馬、洋娃娃、玩具砂箱、時裝模特模型、工藝品等。
4.4各類大型或非標類滾塑制件
滾塑制品應用較多的還有各種箱體、殼體、大型管材等制件，如擱物架、機器外殼、防護罩、燈罩、農用噴霧器、家具、獨木舟、野營車輛頂篷、運動場裝置、種植機、浴室、廁所、電話間、廣告展示牌、椅子、公路隔離墩、交通錐、河海浮標、防撞筒以及建筑施工屏障等等。
●5 結語
滾塑成型是生產大型中空塑料制品最經濟而有效的方法，要在國內推廣應用滾塑成型，就必須吸收國外的先進技術，開發更多更好的滾塑原料，提高滾塑設備的自動化水平，縮短模具設計與制造周期。相信隨著現代材料工業和機械制造與自動化技術的不斷進步，滾塑成型工藝在我國將有飛速的發展。
(參考文獻略)
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