第九章壓延成型

1、第九章第九章 壓延成型壓延成型n概念壓延成型是生產(chǎn)高聚物薄膜和片材的主要方法，它是將接近粘流溫度的物料通過幾個相向旋轉(zhuǎn)著的平行輥筒的間隙，使其受到擠壓和延展作用，得到表面光潔的薄片狀連續(xù)制品。它與前述的擠出成型、注射成型、模壓成型并列為四大聚合物加工方法。n用途及特點(diǎn)n壓延成型首先用于橡膠的成型加工，包括橡膠的壓片、壓型、貼膠和擦膠；以后用于塑料和復(fù)合材料的成型加工，也可用于造紙和金屬加工等行業(yè)n連續(xù)成型，生產(chǎn)能力大，易自動化操作方便，產(chǎn)品質(zhì)量好n 設(shè)備龐大，精度要求高，輔助設(shè)備多，投資高，維修復(fù)雜n制品寬度壓延機(jī)輥筒長度限制了制品的寬度n壓延用原料：壓延用原料：n聚氯乙烯（PVC）最多n聚苯

2、乙烯丁二烯丙烯腈（ABS）n氯乙烯醋酸乙烯共聚物n聚乙烯（PE）n聚丙烯（PP）n醋酸纖維等產(chǎn)品適應(yīng)性產(chǎn)品適應(yīng)性n壓延成型一般用于壓延成型一般用于薄膜、片材薄膜、片材的生產(chǎn)的生產(chǎn)n壓延成型的最適宜加工范圍0.050.6mm 的軟質(zhì)的軟質(zhì) 片材及薄膜片材及薄膜 PVC 0.100.7mm 的硬質(zhì)的硬質(zhì) 片材、薄膜及板材片材、薄膜及板材 PVCn壓延軟質(zhì)塑料薄膜時，如果以布、紙或玻璃布作為增強(qiáng)材料，將其隨同塑料通過壓延機(jī)的最后一對輥筒，把粘流態(tài)的塑料薄膜緊覆在增強(qiáng)材料之上，所得的制品即為人造革或涂層布(紙)，這種方法通稱為壓延涂層法。根據(jù)同樣的原理，壓延法也可用于塑料與其他材料(如鋁箔、滌綸或尼龍

3、薄膜等)貼合制造復(fù)合薄膜第一節(jié) 壓延設(shè)備n供料階段n混合機(jī)n開煉機(jī)n密煉機(jī)n塑化擠出機(jī)n壓延階段n壓延機(jī)n牽引機(jī)n軋花機(jī)n輔助裝置：冷卻、卷曲、切割等輔助裝置n一、壓延機(jī)的分類n1、輥筒數(shù)目：2，3，4，5，6輥n2、排列形式 P320 圖9-1nI型nL型n倒L型nZ型n斜Z型二、壓延機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1 1、輥筒、輥筒2 2、制品厚度調(diào)整機(jī)構(gòu)、制品厚度調(diào)整機(jī)構(gòu)3 3、傳動機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)4 4、輔助裝置、輔助裝置n輥筒： 足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性、加工精度、導(dǎo)熱性n制品厚度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) P322圖9-4 n傳動機(jī)構(gòu)n電動機(jī)n齒輪n人字齒輪減速裝置n輔助裝置n引離輥n軋花n冷卻n卷曲和切

4、割n測厚儀第二節(jié) 壓延成型原理一、物料在壓延輥筒間隙的壓力分布P323圖9-8n鉗住區(qū)：物料在壓延過程中受到輥筒擠壓鉗住區(qū)：物料在壓延過程中受到輥筒擠壓時受到壓力的部分。時受到壓力的部分。n始鉗住點(diǎn)：輥筒開始對物料加壓的點(diǎn)。始鉗住點(diǎn)：輥筒開始對物料加壓的點(diǎn)。n終鉗住點(diǎn)：加壓終點(diǎn)。終鉗住點(diǎn)：加壓終點(diǎn)。n中心鉗住點(diǎn)：兩輥筒的中心點(diǎn)。中心鉗住點(diǎn)：兩輥筒的中心點(diǎn)。n最大壓力點(diǎn)：鉗住區(qū)壓力最大點(diǎn)，又稱鉗最大壓力點(diǎn)：鉗住區(qū)壓力最大點(diǎn)，又稱鉗住點(diǎn)。住點(diǎn)。假定如下：（1）在壓延過程中，物料為不可壓縮牛頓流體作等溫、層狀、穩(wěn)定的流動。即物料的溫度和粘度是不變的。（2）兩輥筒的半徑和轉(zhuǎn)速是相等的。（3）忽略物料的

5、彈性，物料在輥筒表面沒有滑動和裂解。n輥筒間隙遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于輥筒的半徑，因此認(rèn)為在鉗注區(qū)內(nèi)的兩輥筒表面是相互平行的。因此，根據(jù)流體力學(xué)粘性流體連續(xù)流動方程可推導(dǎo)出如下的壓力方程式 2212300AAdpv18RdAHH(1A )0Ax/2RH10QA12vH 得出鉗住鉗住區(qū)各主要點(diǎn)的壓力為n始鉗住鉗住點(diǎn) P=0n最大壓力點(diǎn) P=Pmaxn中心鉗住鉗住點(diǎn) P=0.5 Pmaxn終鉗住鉗住點(diǎn) P=0二、物料在壓延過程中壓縮和延伸變形三、物料在壓延輥筒間隙的流速分布n1、假設(shè)兩相同直徑的輥筒以相同轉(zhuǎn)速相向旋轉(zhuǎn)，物料速度分布情況n2、物料在壓延輥筒間隙的流速分布 壓延輥筒實(shí)際上有速差，使物料在輥筒間的流速分

6、布有所變化，增加了剪切力和剪切變形，有利于物料的塑化混煉。 第三節(jié) 壓延成型工藝生產(chǎn)流程包括供料階段和壓延階段，是一個從原料混合、塑化、供料，到壓延的完整連續(xù)生產(chǎn)線。n供料階段包括塑料的配制、混合、塑化、向壓延機(jī)傳輸喂料等工序n壓延階段含壓延、牽引、扎花、冷卻、卷取、切割等工序n按粘合操作與薄膜壓延的生產(chǎn)工藝流程中的關(guān)系，分為直接粘合和分布層合n按照布基與薄膜的粘合方式不同，分為擦膠法和粘膠法：外粘法、內(nèi)粘法三、壓延操作條件n輥溫T輥T輥 T輥 T輥 Tf輥間溫差控制在5-10n輥速與速比線速度 V輥 V輥 V輥 V輥速比：1：1.05-1：1.25n輥筒間距對四輥壓延機(jī)，要求沿物料前進(jìn)方向各

7、組輥筒間距越來越小。 為使制品結(jié)構(gòu)緊密、壓延順利，要求輥筒間距： h0 1-2 h0 2-3 h0 3-4 制品厚度 n 輥距愈小，擠壓壓力愈大，可以趕走物料中的氣 泡，增大制品密度，有利于塑化傳熱。 n 兩輥間隙之間應(yīng)有一定的存料，以增大壓力，促 進(jìn)塑化，提高制品質(zhì)量。存料也不宜太多，否則 會使物料停留時間過長而發(fā)生降解。 n引離（拉伸）、冷卻、卷曲 V輥（卷曲）V輥（冷卻）V輥（引離）V輥 這樣，將使制品拉伸，有利于引離，同時不因制品的自身重力而下垂，保證生產(chǎn)工藝的順利進(jìn)行。 第四節(jié) 影響壓延制品質(zhì)量的因素一、壓延效應(yīng)n定義：物料在壓延成型過程中，在通過壓延輥筒間隙時受到很大的剪切力和一些

8、拉伸應(yīng)力，高聚物大分子會沿著壓延方向作定向排列，以致于制品在物理力學(xué)性能上出現(xiàn)各向異性，這種現(xiàn)象稱為壓延效應(yīng)。n現(xiàn)象：出現(xiàn)制品的各向異性，制品的縱向和橫向的物理機(jī)械性能不同。 n影響因素：n壓延溫度 溫度，物料塑性，壓延效應(yīng) n輥筒轉(zhuǎn)速與速比 速度及速比 ，壓延效應(yīng) n輥筒間隙存料量 存料量 ，壓延效應(yīng)n制品厚度 制品厚度 ，壓延效應(yīng)n物料性質(zhì) 物料表觀粘度 ，壓延效應(yīng)二、影響制品表面質(zhì)量的因素n1、原材料n 相對分子量及其分布n 增塑劑n 穩(wěn)定劑 n 各組分的分散和塑化n2、壓延工藝條件n輥溫n輥速與速比n輥距 n輥隙存料及其旋轉(zhuǎn)狀況n3、冷卻定型n冷卻輥溫n冷卻輥速三、影響制品厚度的因素n輥筒的彈性變形n輥筒表面