知识点八--压延、流延成型

知识点八压延、流延成型内容第一部分压延成型第一节、压延成型过程第二节、压延成型设备第三节、压延成型工艺第四节、压延成型的进展第二部分流延成型第一节、概述第二节、流延薄膜的原材料第三节、挤出流延膜的工艺流程第四节、流延膜的成型设备高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)塑料压延：PVC薄膜、人造革、装饰纸、地板、树脂片材、无纺布。而且随着压延成型设备、成型理论、加工技术的进步，树脂改性和配方技术的提高，塑料压延成型范围越来越大。橡胶压片-胶料；挂胶、擦胶-帘布；贴合、贴胶-胶片；压型-胶胚。橡胶压延是轮胎、输送带生产中必不可少的一步。第一部分压延成型高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)第一节、压延成型过程分为两个阶段：供料阶段和压延阶段高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)首先按配方要求将物料称量后加入高速加热混合机，高速搅拌后加入冷混合机使物料从100℃左右冷却到60℃以下。混合好的物料可以用四种工艺过程进行塑化：密炼机塑化、双辊开炼机塑化、挤出机塑化和输送混炼机塑化。塑化后的熔融物料均匀地向压延机供料。目前连续供料方法已取代间歇喂料操作。向压延机供料必须前经过金属探测仪监测。一、供料阶段例如：聚氯乙烯膜高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)经过金属监测器然后加到四辊压延机的第一道辊隙，物料压延成料片，然后依次通过第二道和第三道辊隙而逐渐被挤压和延展成厚度均匀的薄层材料。最后由引离辊承托而撤离压延机，并经拉伸，若需制品表面有花纹，则进行轧花处理，再经冷却定型、测厚、切边、输送后，由卷绕装置卷取或切割装置切断成品。二、压延阶段高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)轧花装置是由有花纹图案的钢制轧花辊和橡胶辊组成。压延制品的冷却装置常由多个内部通冷却水的辊筒组成，特别是高速压延时，应增加冷却辊筒。为使薄膜制品的正反面都部能得到冷却，多采用“穿引法冷却”。薄膜的厚度常用β射线测厚仪来连续监测，测量的结果可用于反馈控制。冷却定型后的薄膜切去不整齐的两侧毛边，平坦而松弛地送至卷绕装置，这一过程薄膜是处于“放松”和自然“收缩”的状态，因此可消除压延制品的内应力。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)主机机架、辊筒、辊筒轴承、辊距调整装置、挡料装置、轴线交叉装置、润滑装置、安全装置、传动系统及控制系统辅机控制系统供料系统前联动装置后联动装置加热冷却装置松卷、接头、烘干、扩幅及张力调节剥离、压花、冷却定型、牵引与卷取第二节、压延成型设备压延机组高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)一、压延机所谓压延机，就是对混炼好的橡胶或塑料进行压实、延展的机器。压延机是橡胶塑料压延制品加工过程的基本设备，属于重型高精度机械。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)机架辊筒滚筒轴承辊距调整装置挡料装置加热冷却系统传动系统控制系统高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)辊筒是压延成型的主要部件，其与物料直接接触并对它施压和加热，制品的质量在很大程度上受辊筒的控制。1、压延辊筒的要求：辊筒必须具有足够的刚度与强度，以确保在对物料的挤压作用时不超过许用值。辊筒表面应有足够的硬度，同时应有较好的耐磨性和耐腐蚀性。辊筒的工作表而应有较高的加工精度，以保证尺寸的精确和表面组糙度，从而保证压延制品的质量。辊筒材料应具有良好的导热性。二、辊筒高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)2、压延辊筒的结构：LL+XD高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)中空式辊筒高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)中空式辊筒：中空式辊筒根据制造方法不同分整体式和组合式两种。中空式辊筒结构较简单，制造较方便，成本低；但辊壁较厚，传热面积小，传热效率差；沿辊筒长度上的温度分布不一致，辊筒表面中部与边上的温差有时大于10℃。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)钻孔式辊筒是在辊筒表面淬火层附近，但需避开淬火层，沿其圆周钻孔并与中心孔相通。钻孔部分的硬度要均匀，以防止钻偏。钻孔式辊筒的加热冷却型式又可分为单钻孔和成组钻孔（3~5个孔为一组）两种，后一种可以加快蒸汽或冷却水的流动速度，传热效果好。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)钻孔位置高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)三、压延机类型及规格表示方法1、压延机按用途、辊筒数目和辊筒排列形式分类。按用途可分为：压片压延机擦胶压延机压片擦胶压延机贴合压延机压型压延机压光压延机实验用压延机高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)压片材(薄膜)压延机：用于压出片材(或薄膜)或织物贴胶通常为三辊或四辊压延机。擦胶压延机：用于纺织物擦胶，通常为三辊压延机。压型压延机：其中一个辊筒表面有花纹，并可拆换。通常为四辊压延机。钢丝压延机：用于钢丝帘布的贴胶。常为四辊压延机。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)按辊筒数目可分为：两辊压延机三辊压延机四辊压延机五辊压延机高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)按辊筒的排列形式可分为：“I”型压延机“Δ”型压延机“L”型压延机“Г”型压延机“Z”型压延机“S”型压延机高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)2、规格表示例如：φ610×1730mmГ型四辊压延机Г型φ610×1730四辊橡胶（塑料）压延机X(S)Y－610－1730X(S)Y－610×1730X(S)Y－4Г610×1730高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)XY-3I230×630高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)主要根据制品的生产工艺要求确定，即：原料的种类制品的厚度范围和宽度范围压延速度（即产量）等加工软质料，取长径比为2.5～2.7；加工的硬质料，取长径比为2.0～2.2辊筒长度、直径的标准系列：φ360×1120；φ450×1200；φ550×1600；φ610×1730；φ710×1800；辊筒长度、直径和长径比的确定：高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)四、压延成型机组其它部分－压延联动装置例如橡胶压延帘布的附属部分主要组成：干燥装置贮布调节器扩布器定中心装置冷却器测厚装置高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)冷却卷取装置(水平)高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)冷却卷取装置(垂直)高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)干燥装置(垂直)高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)结论：进行压延操作的必要条件：摩擦角ρ＞接触角α；压延时，辊温比较高，胶料已达粘流态，胶料与辊筒表面的摩擦角较大；压延是连续加料的，辊隙间的堆积胶较少，故接触角很小，一般α=3～10º；ρ远远大于α，故压延操作时，胶料进入辊隙是比较容易的。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)塑料的压延产品有PVC膜和片材、人造革制品。特点：压延成型生产量大，但设备庞大，投资较多，维修复杂，且制品宽度受辊简的限制。塑料压延过程分为两个阶段：供料阶段（准备）和压延阶段。第三节、压延成型工艺高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)塑料压延成型高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)一、软质PVC薄膜的压延成型工艺高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)软质PVC薄膜的压延成型工艺高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)PVC硬片包括普通级和无毒级、全透明、半透明、彩色不透明片。硬质片材采用的原料，除不加或少加增塑别外，均与软PVC薄膜相同。二、硬质PVC片材的压延成型工艺高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)１－辅料混合吸附器２－旋风分离器３－储罐４－风机５－布袋过滤器６－风机７－文氏管８－螺旋加料器９－储仓１０－高速混合机１１－密炼机１２－炼塑机１３－压延机１４－冷却装置１５－光电器１６－切割装置１７－片材高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)人造革是一种仿皮革的塑料涂层制品。PVC人造革是人造革的主要品种，PVC人造革种类较多：基材（纸、纺织布、针织布）结构（单、双、泡沫、透气）表现特征（贴膜、印花、套色）用途（家具、衣着、箱包、鞋用、地板、墙壁）三、PVC人造革的压延成型工艺高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)贴胶法：中、下辊转速相同，上辊的速度可以稍慢或与中、下辊相同擦胶法：中辊转速快于上、下辊转速压延方法：高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)1、操作因素辊温物料在压延过程中所需的热量主要来源于两部分？辊筒具有足够的热量是使物料熔融塑化、延展的必要条件。在操作时辊筒温度应控制为：T4≥T3＞T2＞T1？注意：压延过程物料因摩擦生热，物料的温度将逐步升高，为此要严格控制各辊温度；辊温及相邻两辊的温差取决于物料的品种、辊筒的转速等。四、影响塑料压延质量的因素高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)由于辊筒两端比中间部分更易散失热量，从而使辊筒两端的温度比中间低，辊筒表面存在温差必然导致整个辊筒热膨胀的不均匀，这就造成薄膜横向上两端的厚度增大的现象。为了克服辊筒表面温差而引起的薄膜横向厚度不均匀，工艺上可采用红外线灯或其他专门的电热器对辊筒两端温度偏低的部位进行局部补偿加热，或者在辊筒近中区域两边采用风管冷却，以促进辊筒横向各部分温度的均一。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)辊速压延机辊筒最适宜的转速主要由压延的物料和制品厚度要求来决定的，一般软质制品压延时的转速要高于硬质制品的压延，操作时辊筒的转速一般控制为：V3＞V4＞V2＞V1。注意：辊速和辊温是有关联的。在物料配方和压延制品厚度不变的条件下，提高压延速度，如果辊筒温度不变，则物料温度会升高，会引起包辊故障；反之，则料温会过低，从而使压延制品的表面粗糙、不透明、有气泡，甚至会出现孔洞。辊温与辊速之间的关系还涉及到辊温分布、辊距与存料调节等条件的变化。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)速比压延机相邻两辊筒线速度之比称为辊筒的速比。压延辊筒具有速比的目的在于：使压延物料依次粘辊，使物料受到剪切，能更好地塑化，还可以便于压延物取得一定的延伸和定向作用。速比过大会出现包辊现象，压延薄膜的厚度会不均匀，有时还会产生过大的内应力，而速比过小则薄膜吸辊性差。辊筒速比根据薄膜的厚度和辊速来调节。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)辊筒间距压延时各辊筒间距的调节既是为了适应不同厚度制品的要求，也是为了改变各道辊隙之间的存料量。沿物料前进方向各组辊筒间距越来越小至与制品厚度相近在两辊的辊隙之间应有少量存料，是为了保证在压延过程中压延压力恒定，起到储备补充和继续完善塑化的作用存料量过大？过小？生产时要求存料量呈铅笔状，应保持旋转运动状态。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)剪切和拉伸由于沿压延方向上物料受到很大的剪切和拉伸力作用，因而聚合物大分子会顺着薄膜的压延方向取向排列，使薄膜在物理力学性能上出现各向异性，这种现象在压延成型中通称为压延效应或定向效应。压延效应引起制品的性能发生变化。（见书）压延效应的大小受到压延温度、辊筒转速与速比、辊隙存料量、制品厚度以及物料的性质等因素的影响。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)物料温度适当提高，可以提高其塑性，加强大分子的热运动，破坏其定向排列，压延效应可以降低；辊筒的转速下降，则压延的时间增加，压延效应可降低;辊隙存料量多，压延效应也增加；制品的厚度小，物料所受的剪切作用增加，则压延效应也增加，所以压延制品越薄，质量难以保证，这也是为何薄膜厚度小于0.05mm很少用压延法生产；压延后缓慢冷却，有利于取向分子松弛，也可降低压延效应此外引离辊、冷却辊和卷取辊等之间的速比，也对压延效应有影响。一些因素对压延效应的影响：高分子材料专业高分子成