实验32塑料片材挤出压延实验

实验8塑料板材挤出实验一、实验目的1．了解塑料板材挤出成型工艺过程；2．认识狭缝挤出机头的结构和工作原理；3．理解并掌握板材挤出及压光工艺控制方法；4．掌握塑料板材的性能测试方法。二、实验原理挤出压延成型是生产塑料板材的主要方法之一。塑料板材的成型是用狭缝机头直接挤出板坯后，即经过三辊压光机压光，经冷却、牵引装置而得到塑料板材。图8－1为聚乙烯（PE）板材挤出工艺流程图。本实验是挤出2.0mm的LDPE板材。图8－1PE板材挤出生产工艺流程图1－电动机2－料斗3－螺杆4－挤出机料筒5－机头6－三辊压光机7－橡胶牵引辊8－剪切1．PE原料PE板材具有无毒、表面光滑平整、耐腐蚀、电绝缘性能优异、低温性能好的优点，广泛应用在包装、化工、电子等领域。PE挤出板材一般选用适当牌号的树脂直接生产，如果生产特殊用途的片材需添加相关必要的助剂。挤出生产LDPE板材应选用熔体流动速率（MFR）为0.3～1.0（g/10min）的挤出级PE树脂。2．机头板材挤出的狭缝机头的出料口既宽又簿，塑料熔体由料筒挤入机头，流道由圆形变成狭缝形，这种机头（包括支管型、衣架型、鱼尾型）在料流挤出过程中存在中间流程短、阻力小、流速快，两边流程长、阻力大、流速慢的现象，必须采取措施使熔体沿口模宽度方向有均匀的速度分布，即要使熔体在口模宽度方向上以相同的流速挤出，以保证挤出的板材厚度均匀和表面平整。本实验采用支管型机头，结构见图8－2。这种机头的特点是在机头内有与模唇平行的圆筒形槽（支管），可以贮存一定量的物料，起分配物料稳定作用，使料流稳定。图8－2支管式机头结构1－滴料形状的支管腔2－阻塞棒调节螺钉3－模唇调节器4－可调模唇5－固定模唇6－模体7－铸封式电热器8－阻塞棒3．压光三辊压光机的作用是将挤出的板材压光和降温，并准确地调整板材的厚度，故它与压延机的构造原理有点相同，对辊筒的尺寸精度和光洁度要求较高，并能在一定范围内可调速，能与板材挤出相适应。辊筒间距可以调整，以适应挤出板材厚度的控制，压光机与机头的距离应尽量靠近，否则板坯易下垂发皱，光洁度不好，同时在进入压光机前容易散热降温，对制品光洁度不利。4．温度挤出机各段温度的设定因原料品种而异，对LDPE，从挤出机加料段至均化段各区（一般为四个区）的温度分别为：150℃～160℃，160℃～170℃，170℃～180℃，180℃～190℃。机头温度原则上高于挤出机均化段5℃～10℃，机头温度过低，板材表面无光泽，甚至导致板材开裂，机头温度过高，物料易分解。机头温度通常采用两边高中间低的温度控制方法，以便和机头阻力调节棒相配合，保证当熔体通过机头的时候，沿板材宽度方向上流动速率与温度相平衡，板材的挤出均匀、稳定。对LDPE，从机头左至右温度分别为：190℃～200℃，180℃～190℃，170℃～180℃，180℃～190℃，190℃～200℃。从机头出来的板坯温度较高，为防止板材产生内应力而翘曲，应使板材缓慢冷却，要求压光机的辊筒有一定的温度。三辊压光机的温度为：上辊85℃～95℃，中辊75℃～85℃，下辊65℃～75℃。经压光机定型为一定厚度的板材温度仍较高，故用冷却导辊输送板材，让其进一步冷却，最后成为接近室温的板材。三、仪器设备与原料1．仪器设备（1）SJ－30×25B单螺杆挤出机。（2）支管式机头（见图8－2）。（3）三辊压光机。（4）冷却装置。（5）牵引装置。（6）试样裁刀及裁剪机。（7）点式温度计、卡尺、测厚仪等。（8）CMT2203电子拉力试验机。2．原料LDPE，挤出级，颗粒状塑料。四、准备工作1．原材料准备；LDPE干燥预热，在70℃左右烘箱预热1～2h。2．详细观察、了解挤出机和三辊压光机的结构，工作原理，操作规程等。3．根据实验原料LDPE的特性，初步拟定挤出机各段加热温度及螺杆转速，同时拟定其他操作工艺条件。4．安装支管式机头模及板材辅机。5．测量狭缝机头口模的几何尺寸（模缝的宽度、高度）。五、实验步骤1．按照挤出机的操作规程，接通电源，开机运转和加热。检查机器运转、加热和冷却是否正常。对机头各部分的衔接、螺栓等检查并趁热拧紧。用点式温度计测量机头从左至右的温度。2．当挤出机加热到设定值后稳定30min。开机在慢速下投入少量的LDPE粒子，同时注意电流表、压力表、温度计和扭矩值是否稳定。待熔体挤出板坯后，观察板坯厚度是否均匀，调整模唇调节器和阻力调节棒，使沿板材宽度方向上的挤出速度相同，使板坯厚度均匀。3．开动辅机，以手将板坯直接引入冷却牵引装置，不经三辊压光机压光。待板坯冷却后，裁剪一段板坯，测量板坯的厚度和宽度。4．调节三辊压光机辊筒的温度，稳定一段时间后，将板坯慢慢引入三辊压光机辊筒间，并使之沿冷却导辊和牵引辊前进。5．根据实验要求调整三辊压光机辊筒的间距，测量经压光后板材的厚度，直至符合尺寸要求。6．重复步骤5，调整三种不同压光机辊筒的间距。7．待板材的形状稳定、板材厚度已达实验要求时，裁剪长100cm的板材试样。8．实验完毕，逐步降低螺杆转速，挤出机内存料，趁热清理机头内的残留塑料。9．板材试样经过12h以上充分停放后，用标准裁刀分别在板材试样的纵向和横向冲裁成哑铃型的试样各5个。试样裁切参阅国家标准GB/T528－92的规定。10．参照国家标准GB/T528－92的规定测试板材试样的纵向和横向拉伸性能。六、数据处理1．根据狭缝机头缝模的宽度和高度以及未经压光板坯的厚度和宽度，比较分析挤出膨胀现象。2．按实验3测试并计算板材试样的纵向和横向拉伸强度和伸长率。七、注意事项1．挤出机料筒及机头温度较高，操作时要带手套，熔体挤出时，操作者不得位于机头的正前方，防止发生意外。2．调节机头和三辊压光机时，操作动作应轻缓，以免损伤设备。3．取样必须待挤出压光的各项工艺条件稳定，板坯或板材试样尺寸稳定方可进行。