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文檔簡介
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
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