BOPET薄膜的生產(chǎn)工藝和應(yīng)用

1、有關(guān)聚酯的技術(shù)講座一、什么是PET聚酯樹脂）？什么是BOPET聚酯樹脂是一種高分子聚合物，它是通過化學(xué)合成的方法，將低分子的單體在一定的溫度、壓力和某種催化劑的作用下聚合而成的高分子化合物。所謂高分子是指其分子量相對(duì)非 常高，例如：水的分子量是18,而聚酯的分子量約在20000左右。那么，又為什么稱之為聚 酯樹脂呢？大家知道，自然界有天然樹脂如松香、天然纖維如棉花和天然橡膠。我們?nèi)祟愅?過化學(xué)合成的方法則可以制得合成樹脂（如PET PE、PP、PA、PS）、合成纖維（滌綸、錦綸、聚丙烯腈）和合成橡膠（硅橡膠、氟橡膠、氯丁橡膠），它們通稱為三大合成材料。聚酯 就是合成樹脂中的一種。那么，聚酯這個(gè)

2、名稱是怎么定義的呢？我們先來看看聚酯樹脂的分子化學(xué)結(jié)構(gòu)式：從其分子結(jié)構(gòu)式可以看出，在其大分子結(jié)構(gòu)的兩端存在兩個(gè)羥基（-OH），中間一個(gè)芳0環(huán)嚴(yán)h 汶，他們通過酯鍵（一 = -）彼此互相連接而成為一個(gè)長(zhǎng)鏈的大分子。因其大分子的主鏈中含有酯基，所以取名為聚酯。當(dāng)然，其全稱應(yīng)該是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。其實(shí)，聚酯是一個(gè)家族，除 PET之外，還有PEN、PBT PPT、PETG等。因?yàn)镻ET的 產(chǎn)量最大、應(yīng)用面最廣，它在聚酯家族中最具有代表性，故通常所謂的聚酯實(shí)際上就是聚對(duì) 苯二甲酸乙二醇酯，簡(jiǎn)稱 PET。聚酯樹脂（俗稱聚酯切片）經(jīng)過干燥、熔融擠出、鑄片和雙向拉伸定向、牽引、收卷等工藝過程而制得到薄膜，

3、就是雙向拉伸聚酯薄膜，簡(jiǎn)稱為BOPET薄膜（BO表示雙向定向）。雙向拉伸定向的塑料薄膜還有： BOPP BOPA BOPEN等。二、聚酯樹脂的合成路線簡(jiǎn)介1）酯交換法（DMT法）DMT法是以對(duì)苯二甲酸二甲酯與乙二醇先進(jìn)行酯交換反應(yīng)， 生成對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯（BHET） 再經(jīng)縮聚反應(yīng)生成具有一定分子量的 PET樹脂。上述酯交換反應(yīng)是在催化劑醋酸鹽存在和加熱條件下進(jìn)行的。乙二醇與對(duì)苯二甲酸二甲酯的甲氧基-OCH3進(jìn)行酯交換，由原來的對(duì)苯二甲酸二甲酯變成了對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯（BHET）被取代的甲氧基與乙二醇的氫原子結(jié)合生成甲醇。該酯交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)，生成的甲醇又 可與BHET進(jìn)行酯交換反應(yīng)，再生成

4、 DMT和EG。所以，這樣就可抑制可逆反應(yīng)。由于甲醇的 沸點(diǎn)為，遠(yuǎn)低于EG的沸點(diǎn)197C，而酯交換反應(yīng)溫度為1902102，因而體系中甲醇會(huì)迅速 揮發(fā)，從而能使酯交換反應(yīng)進(jìn)行到底。很早以前，由于對(duì)苯二甲酸中，存在較多的異構(gòu)體，當(dāng)時(shí)的提純技術(shù)不過關(guān)，所以都采 用酯交換法生產(chǎn)聚酯.2） 直接酯化法（PTA法）PTA法與DMT法相比，并無本質(zhì)區(qū)別，不同點(diǎn)僅是使用的中間體為 PTA化學(xué)名稱為純的對(duì)苯 二甲酸），無酯交換反應(yīng)過程，而是PTA與EG直接進(jìn)行酯化反應(yīng)后便生成 BHET,然后進(jìn)行縮 聚反應(yīng)生成PET。（注：酸與醇類起的化學(xué)反應(yīng)為酯化反應(yīng)，如下式）從技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行對(duì)比的話，PTA法比DMT法有

5、以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1） PTA法的消耗定額比DMT法省，因?yàn)镈MT中的甲酯基不是聚酯分子結(jié)構(gòu)中的有效成分， 在酯交換過程中甲酯基會(huì)轉(zhuǎn)化成甲醇而析出， 故用等量的PTA比用DMT法能多生產(chǎn)PET 15%,中間體費(fèi)用在PET生產(chǎn)總費(fèi)用占50%以上，故PET法的成本比DMT法低710%（2） PTA法不需甲醇回收工序，因其直接酯化的副產(chǎn)物是水，而DMT法的副產(chǎn)物是甲醇， 需要回收。（3） PTA法生產(chǎn)控制較穩(wěn)定，酯化反應(yīng)速度平緩；DMT法的酯交換反應(yīng)較難掌握。（4） PTA法生產(chǎn)系統(tǒng)中無甲醛產(chǎn)生，操作安全。（甲醛是劇毒化學(xué)品）（5）PTA法投資較省，比DMT法可節(jié)省投資20%左右。但是PTA法也有某些

6、不足之處:DMT在EG中溶解度比PTA大，物料分散均勻，因縮聚反應(yīng)是在均相系統(tǒng)中進(jìn)行的， PET切片質(zhì)量均一。中間體制備方面PTA精制技術(shù)比DMT精制技術(shù)復(fù)雜得多，同時(shí)系統(tǒng)中的物料具有 嚴(yán)重腐蝕性，因此對(duì)設(shè)備與管路要求耐腐蝕。直接酯化反應(yīng)中能進(jìn)行的副反應(yīng)與酯交換反應(yīng)時(shí)間相同，但程度不同。在酯交換反應(yīng)中，二縮乙二醇醚（又稱二甘醇DEG的含量不高，而在直接酯化中DEG的含量常 大于 1。.3）環(huán)氧乙烷法 （環(huán)氧乙烷加成反應(yīng)法 ） 環(huán)氧乙烷法與上述兩種方法的區(qū)別是用環(huán)氧乙烷代替乙二醇與對(duì)苯二甲酸直接加成反應(yīng) 為BHET再經(jīng)縮聚反應(yīng)制得PET。其反應(yīng)式如下：PTA與環(huán)氧乙烷直接加成反應(yīng)的特點(diǎn)是；a）此

7、反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱須快速排除；b） PTA不溶于EO中，須在激烈攪拌下形成分散狀態(tài)才有利于加成反應(yīng)的進(jìn)行；c） EO/PTA配料比1： 4-8（克分子比），配料比高，畐寸產(chǎn)品少，PTA轉(zhuǎn)化率高；d）用EO代替EG，可省去EO 水解工序，加成反應(yīng)產(chǎn)物為單一的 BHET流程短，成本低，不需回收設(shè)備?？傊?在上述三種聚酯樹脂生產(chǎn)工藝路線中 ,所用的單體主要是對(duì)苯二甲酸和乙二醇， 或?qū)?苯二甲酸二甲酯和乙二醇，或者是對(duì)苯二甲酸與環(huán)氧乙烷。其中，我們特別要關(guān)注的則是直 接酯化法的PTA EG這兩種原料單體，因?yàn)樗鼈兊馁|(zhì)量和價(jià)格將直接影響到聚酯的質(zhì)量和價(jià) 格。 ,、聚酯切片的基本性質(zhì)分子量：196來+

8、66 當(dāng) n=100 貝U PET分子量為 190002000左右，熔融熱：1116卡/克-4t (卡/克 C), (t=2060C)-4t (卡 /克 -C) ,(t=27029)-4 (卡/厘米秒C) -4( t=2060C )-4 ( t=9016C0 )玻璃化溫度Tg：無定型一67C晶型一81C熔融溫度 Tm： 258260C軟化溫度 Tf： 248C結(jié)晶溫度Tc： 100-140C (起始結(jié)晶)，170-190C (最大結(jié)晶速率)(11)熱降解溫度Tb: 318C(12)低聚物熔點(diǎn)：G (AG)110CG (AG) 216017CG (AG) 318620CG (AG) 420CG:

9、乙二醇AG:對(duì)苯二甲酸(13)(14)四、薄膜級(jí)PET切片的質(zhì)量指標(biāo)及影響因素聚酯樹脂最初大量用于生產(chǎn)滌綸化纖，后來才用于生產(chǎn)薄膜和容器等，故聚酯樹脂有纖維級(jí)與薄膜級(jí)之分。作為薄膜級(jí)聚酯切片的質(zhì)量控制指標(biāo)為：特性黏度n：它表征PET分子量的大小，它影響薄膜的機(jī)械性能。n較高時(shí)，熔融黏度也高，流動(dòng)性則較差，需要較高的擠出溫度和擠出功率；當(dāng)n較低，即分子量較低時(shí)，熔體黏度則較低，可采用較低的擠出溫度，有利于提高生產(chǎn)能力和降低擠出機(jī)功率，同時(shí)拉膜時(shí)結(jié)晶速率較快。當(dāng)要求生產(chǎn)較高強(qiáng)度的薄膜時(shí)，宜選用n較高的PET樹脂。膜級(jí)切片的特性黏度一般要求。對(duì)回收再生切片的 n熔點(diǎn)Tm：它間接反映PET樹脂的質(zhì)量情

10、況，如DEG含量、分子量分布、低聚物含量 等。熔點(diǎn)低，影響樹脂的耐熱性能。對(duì)于絕緣膜、轉(zhuǎn)移膜、燙金膜等要求耐熱性好的薄膜宜選用熔點(diǎn)較高的切片，相應(yīng)其塑化溫度也稍高一些。通常要求Tm=26TC。 端羧基含量(COOH：羧基是由于在縮聚過程中大分子鏈裂解而產(chǎn)生的， 羧基對(duì)PET 的熱穩(wěn)定性及絕緣性有較大影響，要求羧基含量w 30mg 當(dāng)量 /kg。 二甘醇含量(DEG):二甘醇是合成聚酯生產(chǎn)中生成的副產(chǎn)物，它對(duì)熔點(diǎn)的影響很大。 據(jù)報(bào)道，當(dāng)DEG含量達(dá)4%時(shí)，PET的熔點(diǎn)將從260C降至250C，同時(shí)還會(huì)使PET熱 氧化降解起始溫度下降，熱穩(wěn)定性降低。要求 DEG含量w色相：色相(色度)表示切片的白

11、度，色相主要影響產(chǎn)品的外觀。常用 b值來表示，b值 低，顏色趨向白色，b值高，則趨向黃色，一般要求b值w 2。水份：PET對(duì)水份敏感，在高溫下，PET由于水分的存在，極易產(chǎn)生水解。在加工過 程中則會(huì)影響予結(jié)晶、干燥操作，水分含量高 PET切片容易在結(jié)晶床中結(jié)塊且加重干 燥操作的負(fù)荷，甚至在鑄片時(shí)產(chǎn)生氣泡。要求切片灰分通過灰份的測(cè)量可間接估算出母料中添加劑的含量。凝聚粒子：凝聚粒子是指切片中大于 10的非聚合物粒子，以每毫克含有多少凝聚粒子來計(jì)算。凝聚粒子的多少影響過濾性能和薄膜質(zhì)量，要求凝聚粒子V4個(gè)/毫克。分子量分布及低分子物含量：要求聚酯切片的分子量分布比較均勻，不能太分散，否 則將影響加

12、工的穩(wěn)定性和薄膜厚度的均勻性。要求 Ww / Wn熱穩(wěn)定性：它直接影響到熱降解性能，如果聚酯切片的熱穩(wěn)定性差，在加工過程中和薄膜在長(zhǎng)期使用過程中，容易發(fā)生降解，使黏度下降，色澤變黃。故對(duì)膜級(jí)切片要求 在聚合過程中加有熱穩(wěn)定劑如磷酸或亞磷酸酯類，以提高PET邊廢料回收再造粒及薄膜在高溫下使用時(shí)的熱穩(wěn)定性。熱穩(wěn)定性的測(cè)試方法是：在Nb氣保護(hù)下于282C保持1小時(shí)，或者在空氣中加熱到140C保持8小時(shí)，測(cè)其黏度降應(yīng)w 5%。五、雙向拉伸聚酯薄膜生產(chǎn)設(shè)備與工藝在本章講解之前，先介紹一下塑料成型的的理論基礎(chǔ)知識(shí)。高聚物的聚集態(tài)先介紹幾種溫度的概念。Tb脆化溫度(brittleness temperatu

13、re當(dāng)TTb,是高分子材料從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化為高彈態(tài)時(shí)的溫 度。它是大分子鏈段將開始運(yùn)動(dòng)的起始溫度。 Tg是高聚物一項(xiàng)重要的物理指標(biāo)，當(dāng)高聚物的 Tg高于室溫的為塑料，當(dāng)高聚物的 Tg低于室溫的為橡膠。Tf占流溫度(flow temperatu)當(dāng)T Tg溫度繼續(xù)升高，高分子材料開始軟化，從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)的溫度。這時(shí)整個(gè)大分子鏈段能自由運(yùn)動(dòng)，高聚物呈可流動(dòng)狀態(tài)Td解溫度（decompose temperature當(dāng)T Tf溫度進(jìn)一步升高，高分子材料開始分解、分子量逐漸降低的溫度。這時(shí)高分子材料的性能變劣，已失去使用價(jià)值。高聚物的聚集態(tài)有三態(tài)：玻璃態(tài)：在溫度較低時(shí)（TbTg），高聚物分子間作用力很

14、強(qiáng)，長(zhǎng)鏈大分子運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)，整個(gè) 高聚物處于剛性狀態(tài)，形變很小，這種狀態(tài)稱為玻璃態(tài)。高彈態(tài)：當(dāng)溫度上升（TgT），熱能不斷增加，高聚物體積膨脹，大分子鏈段開始運(yùn)動(dòng)，發(fā) 生位移，但整個(gè)大分子長(zhǎng)鏈還不能移動(dòng)。高聚物在外力作用下，可產(chǎn)生很大形變，這時(shí)高聚 物呈柔軟而富有彈性，稱之為高彈態(tài)。PET薄膜拉伸就是在高彈態(tài)下進(jìn)行的。粘流態(tài)：當(dāng)溫度繼續(xù)升高（TfTd），直到整個(gè)大分子鏈能夠移動(dòng)、這時(shí)高分子鏈間作用力很 小、形變?nèi)菀祝淞黧w的黏度很大，故稱粘流態(tài)。塑料成型基本是在粘流態(tài)下進(jìn)行的。高聚物的三態(tài)轉(zhuǎn)變溫度范圍不是完全固定的，它除與溫度有關(guān)外，還與應(yīng)力作用的時(shí)間 和作用力施加的速度等因素有關(guān)。同時(shí)，隨著聚

15、合物分子量的增加，玻璃態(tài)向粘流態(tài)過渡向 高溫區(qū)轉(zhuǎn)移。高聚物力學(xué)三態(tài)的特征狀態(tài)玻璃態(tài)咼彈態(tài)粘流態(tài)1 大分子鏈及鏈段被凍結(jié)。大分子鏈開始運(yùn)動(dòng)。整個(gè)大分子鏈能自由移動(dòng)。分子間作用力較小。特性2分子間作用力大。在較小外力作用下，可產(chǎn) 生較大變形。3.咼聚物呈剛性。咼聚物柔軟而有彈性。咼聚物呈流動(dòng)態(tài)。力學(xué)行為1彈性模量約為109泊斷裂伸長(zhǎng)率小變形是可逆的4力學(xué)性能依賴于分子量和 分子結(jié)構(gòu)。彈性模量較小約103泊斷裂伸長(zhǎng)率大形變可逆力學(xué)性能依賴于鏈段的性質(zhì)彈性模量很小形變率很大形變不可逆力學(xué)性能如黏度依賴于整個(gè)分子鏈的性質(zhì)加工性可進(jìn)行機(jī)械加工和焊接?？啥纬尚?，拉伸?？蓴D出、注塑、壓延、吹塑 等成型。高聚

16、物的流變行為（略）3高聚物的結(jié)晶高聚物大分子在相互作用力影響下，按嚴(yán)格次序有規(guī)律排列成為有序的過程叫做結(jié)晶 結(jié)晶高聚物從Tm冷至Tg,在這區(qū)間都可發(fā)生結(jié)晶。高聚物結(jié)晶過程（1）分子鏈有序 排列成鏈?zhǔn)?；（2）鏈?zhǔn)鄣蓭В?形成晶核 ；（3）晶核連續(xù)規(guī)整排列 堆砌成晶片；（4）晶片與晶片之間進(jìn)一步 堆砌成球晶 ；（5）球晶再進(jìn)一步生 長(zhǎng)成多晶體。 高聚物結(jié)晶條件，取決于大分子結(jié)構(gòu)及外部條件：（1）分子鏈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的容易結(jié)晶；（2）分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整的容易結(jié)晶；（3）大分子支鏈少而短的容易結(jié)晶；LDPE支鏈多，結(jié)晶度低，HDPE支鏈少，結(jié)晶度高。（4）分子間作用力較大的容易結(jié)晶；（ 5 ）外界條件的影

17、響溫度：當(dāng)TTm,分子鏈為無序運(yùn)動(dòng)，結(jié)晶度為0；當(dāng)T25o,轉(zhuǎn)鼓夾套內(nèi)通入蒸汽或熱油。轉(zhuǎn)鼓容積有420m不同規(guī)格，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料加入量一般小 于標(biāo)稱容積的 70%。工作時(shí)轉(zhuǎn)鼓低速旋轉(zhuǎn)， PET 切片在其中不停地翻動(dòng)并與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁不斷地 進(jìn)行熱交換，使切片被加熱產(chǎn)生結(jié)晶并使其中所含水分被真空泵抽走，從而達(dá)到結(jié)晶干燥的 目的。真空轉(zhuǎn)鼓干燥的工藝參數(shù)：蒸汽壓力4-5kg/cm2鼓內(nèi)溫度140-1503干燥時(shí)間 8h干燥后切片的濕含量要求達(dá)到 3050ppm，(也可以采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)) ，壓縮空氣先進(jìn)行初步除油、去濕處理，然后送至去濕機(jī)(一般為 分子篩)進(jìn)一步除濕，要求干空氣露點(diǎn)在 -603以下。除濕后的干空

18、氣通過加熱器加熱到一定 溫度后便送至干燥塔，經(jīng)過塔底氣流分配器向上與塔內(nèi)緩慢向下呈柱塞移動(dòng)的切片完成傳熱 傳質(zhì)的過程。氣流干燥的主要工藝參數(shù)：予結(jié)晶溫度： 16053予結(jié)晶停留時(shí)間： 2025min干燥塔溫度： 1703干燥時(shí)間： 5h干空氣露點(diǎn)：V 603干燥后切片濕含量：w 30ppm干燥后切片黏度降：w 要求干燥塔內(nèi)的切片呈柱塞式流動(dòng)，以保證每一粒切片在干燥塔內(nèi)停留時(shí)間的一致，以保證 干燥均勻。（4）熔融擠出 熔融擠出系統(tǒng)由擠出機(jī)、過濾器、計(jì)量泵、靜態(tài)混合器和熔體管線等組成。本系統(tǒng)的作用是將予結(jié)晶和干燥的PET切片通過擠出機(jī)加熱熔融并在擠出壓力及熔體泵的推動(dòng)下，將熔 體均勻地輸送到模頭處

19、鑄片。是塑料加工的重要設(shè)備，根據(jù)螺桿的個(gè)數(shù)有單螺桿擠出機(jī)和雙螺桿擠出機(jī)之分。 加料段：此段螺紋深度不變，其作用是將固體物料預(yù)熱并向前輸送至壓縮段。 壓縮段：又稱熔融段，其作用是對(duì)物料進(jìn)一步加熱熔融塑化并壓縮，同時(shí)將物料中夾帶的空 氣向加料段排出。此段螺紋由深變淺（等距不等深螺紋）或螺距由大變?。ǖ壬畈坏染啵?，以 形成一定的壓縮比。計(jì)量段：本段的作用是將壓縮段送來的物料進(jìn)一步塑化和均化，然后將熔體以一定的壓力和 流量均勻擠出 計(jì)量擠出，確保擠出量的穩(wěn)定。螺桿直徑D:它對(duì)擠出量有決定性的影響，擠出量（順流）與螺桿直徑的平方成正比，直 徑加大，擠出量增加很快。長(zhǎng)徑比L/D:是指螺桿的工作長(zhǎng)度與螺桿

20、外徑之比。 物料在螺桿工作長(zhǎng)度上完成輸送、 熔融塑化并壓縮以及計(jì)量擠出的全過程，加大長(zhǎng)徑比有利于物料的混合與塑化、提高熔體壓力、 減少逆流和漏流損失、提高產(chǎn)量，并使熔體的流量和壓力更為穩(wěn)定。當(dāng)然，如果螺桿太長(zhǎng)， 長(zhǎng)徑比過大， 物料在高溫下停留時(shí)間延長(zhǎng)， 容易產(chǎn)生降解。 另外，還會(huì)增加螺桿頭部的撓度， 有可能產(chǎn)生掃膛現(xiàn)象。同時(shí)功率消耗也要增加。通常，長(zhǎng)徑比為2833。壓縮比：其定義是加料段內(nèi)每節(jié)螺紋槽的容積與計(jì)量段內(nèi)每節(jié)螺紋槽的容積之比。有三種 方式可使螺桿容積漸漸變小，從而形成壓縮比。螺距不變，螺槽變淺，即等距不等深螺桿。這種螺桿加工容易，通常都采用這種等距不等 深的螺桿。但是，因螺桿根部螺槽

21、深、強(qiáng)度削弱，故不宜用于壓縮比大而直徑小的螺桿上。螺槽不變，螺距變窄，即等深變距螺桿。這種螺桿加工比較困難，而且因計(jì)量段螺槽深， 倒流量大，對(duì)物料均化效果差，較少采用。C螺距變窄，螺槽變淺，即變距變深螺桿。這種螺桿加工復(fù)雜，也很少采用。螺距與螺旋角：螺桿直徑?jīng)Q定后，螺距決定于螺旋角 心螺旋角的大小影響螺紋推進(jìn)力， 螺旋角不同，進(jìn)料能力也不同，不同形狀的物料對(duì)螺旋角的要求也不一樣。但從螺桿加工方便性考慮，都取螺距等于螺桿的直徑，此時(shí)螺旋角 =17 38”螺桿轉(zhuǎn)速：螺桿轉(zhuǎn)速雖不屬于擠出機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)，但它與產(chǎn)量直接有關(guān)。一定直徑的螺桿只 能在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)使用，轉(zhuǎn)速高，產(chǎn)量也高，當(dāng)然，轉(zhuǎn)速太高的話，

22、物料受到的剪切力 太強(qiáng)，容易產(chǎn)生過熱甚至降解。轉(zhuǎn)速太小也不好，會(huì)影響物料的混合塑化效果，不利于熔體 建立背壓。螺桿轉(zhuǎn)速變化范圍一般在 1： 6 之間。由于普通螺桿輸送物料的效率較低，一般只有 30%左右。此外，熔融段固體床與熔池同 居一個(gè)螺槽中， 這樣會(huì)出現(xiàn)一部分物料不能完全融化， 氣體不易排出， 因而擠出時(shí)熔體壓力、 溫度、產(chǎn)量波動(dòng)較大。為解決這些不足，現(xiàn)在已廣泛采用各種新型螺桿，如Barrier螺桿、分離型螺桿等。所謂分離型螺桿， 其特點(diǎn)是螺桿結(jié)構(gòu)在熔融段設(shè)置一條起屏障作用的附加螺紋， 由主副螺紋組成兩條螺槽，一條進(jìn)槽 -固相槽，起點(diǎn)與螺桿加料段相通，終點(diǎn)在熔融段末端。 熔融過程僅在此固相

23、槽內(nèi)進(jìn)行；另一條是出槽 -液相槽，起點(diǎn)由熔融段始點(diǎn)開始，終點(diǎn)與螺桿 的均化段相連，此液相槽只容許液相的熔體進(jìn)入。這樣，便達(dá)到固相與液相分離的目的。 分離型螺桿由于具有以上結(jié)構(gòu)，故分離型螺桿有如下優(yōu)點(diǎn)：能提高擠出能力。 因分離型螺桿能及時(shí)將熔融的物料與未熔固體料分離開來， 使固體床熔 融速度加快，加料段送料速度也隨之加快。另外，分離型螺桿均化段螺槽深度比普通螺桿螺 槽深度深一些，阻力小，熔體輸送能力大。所以分離型螺桿生產(chǎn)能力比普通螺桿可提高 1530%。減少脈沖現(xiàn)象，提高擠出熔體的均勻性和穩(wěn)定性。由于附加螺紋把固液兩相及時(shí)分開，避 免或減少倒流，提高熔體輸送的穩(wěn)定性，并可大大減少熔體徑向溫差。普

24、通螺桿徑向溫差約 為520C,分離型螺桿的徑向溫差約為的 13C .有利于排氣。對(duì)于普通螺桿，熔體可將氣體包在固體之中，阻礙氣體排出的通道，導(dǎo)致氣 體不易排出。而分離型螺桿能及時(shí)將熔體分離，故對(duì)排氣十分有利。雙螺桿擠出機(jī)與單螺桿擠出機(jī)相比具有許多的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于混料改性、回料造粒、 排氣擠出等方面，目前已被廣泛使用。雙螺桿擠出機(jī)的特點(diǎn)如下：有強(qiáng)制送料和自潔功能。雙螺桿擠出機(jī)輸送物料的工作原理與單螺桿擠出機(jī)完全不同，后 者是靠物料與機(jī)筒、螺桿的摩擦系數(shù)的差值進(jìn)行推進(jìn)，雙螺桿擠出機(jī)則是采用正向輸送進(jìn)行 強(qiáng)制推進(jìn)。對(duì)于嚙合型同向雙螺桿擠出機(jī)，物料在螺桿與機(jī)筒間呈螺旋形運(yùn)動(dòng)（以*形運(yùn)動(dòng)）， 嚙合處兩

25、螺桿圓周上各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反，相對(duì)速度很大。而且螺桿嚙合間隙很小，物料不會(huì) 粘在螺槽上，故有自潔作用。具有很好的混煉效果。通過混煉元件的組合可以得到不同的剪切應(yīng)力，以適應(yīng)不同物料對(duì) 混煉塑化的不同要求。雙排氣雙螺桿擠出機(jī)能很好地排除物料中的水分、氣體和低分子物。在排氣口處，螺桿的 螺槽設(shè)計(jì)成突然變深，物料在此處的壓力驟降，這樣被壓縮的氣體會(huì)膨脹釋放出來并及時(shí)被 真空泵抽走。所以使用雙螺桿擠出機(jī)可以省去干燥裝置。溫度 溫度是擠出機(jī)擠出過程中最重要的參數(shù)。 擠出機(jī)加熱與冷卻一般分成幾個(gè)區(qū)。 加料段 為預(yù)熱區(qū)，此區(qū)溫度較低，一般在 Tm以下。壓縮段與計(jì)量段為熔融塑化區(qū)，要求加熱功率 較高，溫度需在Tm

26、以上(Tm+1520C),以保證物料充分熔融塑化。但溫度不宜太高，以免 高聚物降解加速。擠出機(jī)機(jī)筒加熱：多采用鑄鋁加熱器加熱。這是一種將電阻絲裝入氧化鎂作絕緣介質(zhì)的 金屬管中，然后將金屬?gòu)澇梢欢ㄐ螤?，鑄在鋁合金中。鑄鋁加熱器的特點(diǎn)是防潮、防氧化， 使用壽命長(zhǎng)，成本低。鑄鋁加熱器最高使用溫度為360C。擠出機(jī)機(jī)筒冷卻：機(jī)筒加熱時(shí)存在一定的熱慣性，物料在擠出過程中會(huì)產(chǎn)生因與機(jī)筒、 螺桿的摩擦熱和剪切熱，當(dāng)溫度過高超過設(shè)定溫度時(shí)須通過冷卻將熱量帶走，以免過熱而產(chǎn) 生降解。因此在擠出機(jī)筒每個(gè)加熱段都同時(shí)設(shè)有冷卻單元，實(shí)行熱、冷 PID 控制。機(jī)筒冷卻方式有風(fēng)冷、水冷兩種。風(fēng)冷是在每個(gè)加熱段下方裝有一只

27、小型風(fēng)機(jī)，在鑄鋁 加熱器內(nèi)表面開有一個(gè)溝槽， 冷風(fēng)由溝槽通過以提高冷卻效果。 風(fēng)冷的特點(diǎn)是冷卻速度平緩， 溫度波動(dòng)小，冷卻效果與周圍環(huán)境溫度有關(guān)。水冷是在加熱器內(nèi)側(cè)設(shè)有水環(huán)管，內(nèi)通冷卻水 進(jìn)行冷卻。冷卻水流量用電磁閥控制。水冷卻的特點(diǎn)是冷卻速度快、冷卻效果好。另外在擠出機(jī)加料口處需有冷卻夾套，其中也需通冷卻水，以防物料過早受熱粘結(jié)包螺 桿，同時(shí)也可阻止擠出機(jī)機(jī)身的熱量傳給螺桿的止推軸承和減速箱。壓力 壓力是擠出機(jī)擠出過程中又一重要工藝參數(shù)。 熔體壓力的形成一是由于螺槽容積的減 小(槽深變淺或螺距變窄) ，二是由于分流板、過濾網(wǎng)、機(jī)頭的阻力，即所謂的背壓。一定的 背壓有利于得到均勻、密實(shí)的熔體。

28、一臺(tái)完善的擠出機(jī)，其傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)能保證擠出機(jī)機(jī)頭的熔體壓力基本穩(wěn)定，這對(duì)實(shí)現(xiàn)薄膜厚 度均勻性十分重要。然而由于在擠出系統(tǒng)中配置的過濾器隨著擠出時(shí)間的延長(zhǎng)，過濾器中的 雜質(zhì)逐漸增多，阻力增大，會(huì)引起擠出壓力的變化。為了克服機(jī)頭壓力的波動(dòng)，擠出機(jī)需能 及時(shí)改變螺桿轉(zhuǎn)速，以維持機(jī)頭壓力穩(wěn)定不變，常用的一種方法是采用壓力反饋裝置。P1P2P3P4擠出機(jī) 粗過濾器 計(jì)量泵 精過濾器 模頭其中，計(jì)量泵進(jìn)口壓力P2是決定擠出熔體穩(wěn)定的重要因素。實(shí)踐證明，只要泵前壓力P2穩(wěn)定，那么進(jìn)入模頭的熔體壓力 P4也基本穩(wěn)定。所以只要檢測(cè) P2壓力值，反饋控制擠出機(jī)螺 桿的轉(zhuǎn)速，便可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定P4值的目的。這種壓力控制的方

29、法在過濾器阻力不大的情況下效果 很好，但是當(dāng)過濾器的壓力 P3逐漸增大時(shí)，P4必然會(huì)出現(xiàn)緩慢下降。這時(shí)，需根據(jù)薄膜或 厚片的變化情況，利用生產(chǎn)線的測(cè)厚反饋系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)冷鼓的線速度或計(jì)量泵的轉(zhuǎn)速來彌 補(bǔ)上述變化引起薄膜厚度變薄的問題。擠出機(jī)轉(zhuǎn)速 從擠出機(jī)生產(chǎn)能力的經(jīng)驗(yàn)公式 Q=K?D3根據(jù)擠出產(chǎn)品的工藝要求， 擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速應(yīng)是無級(jí)調(diào)速， 其調(diào)速范圍一般要求在 1： 61: 10之間。在熔體擠出過程中，為了除去熔體中的雜質(zhì)、晶點(diǎn)、凝聚粒子或其它異物，并保護(hù)計(jì)量 泵不受損傷和保證產(chǎn)品質(zhì)量，故在擠出熔體管線上需安裝熔體過濾器。一般在計(jì)量泵的前后 各安裝一只過濾器，在過濾器前為粗過濾器，其作用是使

30、熔體由在螺桿中的螺旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹?線運(yùn)動(dòng)；增加料流背壓使熔體密實(shí)；阻止較粗的雜質(zhì)和未熔物通過，保護(hù)計(jì)量泵、延長(zhǎng)精過 濾器使用壽命。mm）,內(nèi)芯直徑85mmmm工作時(shí)熔體從濾蝶之間星形不銹鋼隔離物的空隙處流向?yàn)V蝶表面，在熔體壓力作用下，穿過濾網(wǎng)最后從濾蝶內(nèi)圓的小孔流出，進(jìn)入過濾芯棒的出口再進(jìn) 入熔體管道。過濾器的總面積與薄膜的生產(chǎn)能力有關(guān),過濾面積越大,使用時(shí)間越長(zhǎng),一般當(dāng)過濾器 前后壓力達(dá)到一定的壓差時(shí),就要更換過濾器了。Pa的壓力。過濾器筒體加熱可采用電加熱,最好用導(dǎo)熱油加熱,加熱均勻、溫度容易控制。加熱溫 度一般在 280度左右。（計(jì)量泵）為了保證模頭處的熔體具有足夠高而穩(wěn)定的壓力,從而保證

31、薄膜厚度的均勻性,在擠出 機(jī)出口的熔體管道上都裝有一臺(tái)高精度的熔體泵。常用的熔體泵為外嚙合的二齒齒輪泵,泵 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)齒輪嚙合脫開處為自由空間,構(gòu)成泵的進(jìn)料側(cè),進(jìn)入的熔體被齒輪強(qiáng)制帶入泵體的嚙 合區(qū)間,然后擠入出料側(cè),此時(shí)的高壓熔體只能壓入出料管。齒輪泵是一種容積計(jì)量泵,每 轉(zhuǎn)泵出量是恒定的。計(jì)量泵的工作溫度為 2752853,工作壓力615MPa轉(zhuǎn)速為1030rpm為保證BOPET薄膜縱向厚度均勻性，在生產(chǎn)過程中常用兩種控制方式，一種是計(jì)量泵速度不變，當(dāng)過濾器阻力加大時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)冷鼓的線速度來適應(yīng)這一變化。另一種方法是隨著 精過濾器阻力的增大，自動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)量泵的速度適當(dāng)加大泵出量，來保證進(jìn)入模頭的

32、熔體壓力 不變，通常采用前者。及靜態(tài)混合器熔體管是連接擠出機(jī)、過濾器、計(jì)量泵、靜態(tài)混合器和模頭的熔體流動(dòng)管道。熔體管由耐 壓無縫不銹鋼管加工而成。要求管道內(nèi)壁鏡面拋光，在300C下能承受25Mpa的內(nèi)壓。熔體管 應(yīng)盡量避免彎頭和過長(zhǎng)，以免流動(dòng)阻力大、滯流時(shí)間長(zhǎng)而造成降解。熔體管外壁用電加熱， 最好采用夾套油加熱。加熱溫度在 280C左右。在進(jìn)入模頭前的熔體管內(nèi)一般都裝有靜態(tài)混合器，常用的一種靜態(tài)混合器類似麻花狀。它是由長(zhǎng)方形不銹薄鋼板擰轉(zhuǎn)180。成為一個(gè)混合單元，混合單元之間的端面成 90交叉焊接。靜態(tài)混合器的作用是使進(jìn)入模頭前的熔體通過上述混合元件的不斷分流又不斷匯合，如果有n個(gè)混合元件，流

33、過靜態(tài)混合器的熔體就有2n次的分/合過程，從而達(dá)到改善熔體徑向溫差及ttiti 空 msx 楓鞍片M 廠I I n鑄片系統(tǒng)鑄片是將擠出系統(tǒng)輸送來的均勻穩(wěn)定的熔體通過模頭流延在轉(zhuǎn)動(dòng)的急冷輥上，使之形成 無定型的厚片，供下道工序拉伸用。鑄片系統(tǒng)由模頭、急冷輥(冷鼓)、靜電吸附裝置和驅(qū)動(dòng) 電機(jī)等組成。模頭是鑄片系統(tǒng)最重要的設(shè)備。模頭按其流道形式分魚尾型、支管型和衣架型三種，衣 架型模頭兼具前兩種模頭的特點(diǎn)。 衣架型模頭的支管擴(kuò)張角大，模頭內(nèi)壓力分布均勻，是PET 鑄片常用的一種模頭。按模頭與擠出機(jī)的方向和熔體在支管中流向又分T型和I型兩種。所謂T型是指擠出機(jī)與模頭方向垂直，物料從支管中部進(jìn)入；而I型

34、是指擠出機(jī)與模頭方向平行，物料從支管的一端進(jìn)入，支管的另一端封閉。mmmm-mm這是模唇開度的粗調(diào)。模唇開度的微調(diào)是靠薄膜在線測(cè)厚儀的掃描檢測(cè)信號(hào)， 自動(dòng)反饋至模頭以控制推拉螺栓的加熱功率，使之產(chǎn)生細(xì)微的伸長(zhǎng)或收縮而達(dá)到微調(diào)模頭的 目的。對(duì)于三層共擠薄膜生產(chǎn)線，若是A/B/A結(jié)構(gòu)，只需在普通單流道模頭上方安裝一只分配塊， 來自兩臺(tái)擠出機(jī)的物料在分配塊中匯合后進(jìn)入模頭，并在冷鼓上鑄片。若是A/B/C結(jié)構(gòu)，三種物料需三臺(tái)擠出機(jī)并通過分配塊進(jìn)入三流道模頭，最后在模頭出口處匯合后流延在冷鼓上。聚酯是結(jié)晶性聚合物，這主要是由于其大分子結(jié)構(gòu)中有著高度的立構(gòu)規(guī)整性，其最大結(jié) 晶速率溫度是170190C，當(dāng)P

35、ET結(jié)晶時(shí)就變得不透明而呈乳白色，且成脆性。所以必須控 制好聚酯熔體流延在冷鼓上的冷卻溫度，為了防止其結(jié)晶，這就需要采取快速冷卻的鑄片工-f-p 乙。PET熔體流出模唇后便鑄片于勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的冷卻轉(zhuǎn)鼓上，被急冷至玻璃化溫度Tg以下并形成無定形的透明的厚片，此過程稱之為鑄片。在鑄片過程中，PET熔體發(fā)生如下的變化：通過急冷，使PET熔體在幾秒鐘內(nèi)從280C 左右的高溫驟冷至50C以下；PET從粘流態(tài)轉(zhuǎn)變成玻璃態(tài)；PET熔體由完全無定形變成有一點(diǎn)結(jié)晶度（v 5%）的無定形厚片鑄片過程的工藝和設(shè)備對(duì)拉伸工藝和產(chǎn)品性能的影響：冷卻速度快慢的影響 冷鼓溫度越低、厚片貼附冷鼓越緊密、熱傳導(dǎo)效果愈好，則鑄 片的

36、冷卻速度愈快，這樣可使鑄片的結(jié)晶度最小、球晶細(xì)而均勻，有利于下一步的拉伸和取 向。所以PET鑄片應(yīng)采用低溫快速冷卻，冷卻水溫度控制在 30C以下。當(dāng)然，冷卻水溫度也 不要過低，特別是對(duì)于厚度較厚的鑄片， 會(huì)造成鑄片兩面的溫差過大， 兩面結(jié)晶情況不一樣， 甚至產(chǎn)生鑄片脫離冷鼓的現(xiàn)象。冷鼓表面溫度均勻性影響 冷鼓表面溫度均勻穩(wěn)定，最終影響鑄片結(jié)晶的均勻性。因 此冷鼓內(nèi)循環(huán)水的走向和流量應(yīng)能滿足上述要求，即冷鼓表面溫差w1C,冷鼓進(jìn)出水溫差C。冷鼓對(duì)PET熔體予拉伸影響 熔體流延速度低于冷鼓的表面線速度，這時(shí)熔體在粘流 態(tài)下產(chǎn)生了一定程度的予拉伸，這種予拉伸有利于晶粒細(xì)化和生成準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)，從而可減少拉

37、 伸破膜的發(fā)生。頸縮現(xiàn)象 鑄片在預(yù)拉伸的同時(shí)，由于冷鼓的拖拽作用，使冷卻后的鑄片產(chǎn)生頸縮現(xiàn) 象。其結(jié)果使鑄片兩個(gè)邊部變厚，在縱向拉伸時(shí)會(huì)因邊部變厚與預(yù)熱輥、拉伸輥接觸不良， 導(dǎo)致拉伸不均勻。減少頸縮的措施是盡量減小模唇與冷鼓之間的距離。mmmm為此冷鼓表面須進(jìn)行精加工，并要做動(dòng)/靜平衡mm。 鑄片時(shí)，高溫熔體流延到光潔、低溫、高速轉(zhuǎn)動(dòng)的冷鼓表面后，如果沒有外力的作用， 一方面經(jīng)急冷的鑄片不易貼附于冷鼓表面，另一方面，在厚片與冷鼓之間很容易夾入空氣， 降低傳熱效果，因而嚴(yán)重影響鑄片質(zhì)量，如結(jié)晶度高、結(jié)晶不均勻，頸縮大，甚至有水波紋 等缺陷，所以在鑄片系統(tǒng)都須配置鑄片貼附裝置，如靜電吸附、氣刀、真

38、空吸嘴等。下面介 紹一下靜電吸附裝置。靜電吸附裝置由靜電吸附絲電極、高壓發(fā)生器、電極絲放卷收卷馬達(dá)等組成。 靜電吸附鑄片的原理：利用高壓發(fā)生器產(chǎn)生的幾千伏直流電壓，使電極絲與冷鼓分別為 負(fù)極和正極（冷鼓接地），鑄片在此高壓靜電場(chǎng)中因靜電感應(yīng)而帶上與冷鼓極性相反的靜電荷， 在異性靜電荷相互吸引力作用下，于是鑄片與冷鼓表面緊密吸附貼合在一起，達(dá)到排除 空氣和良好傳熱的效果。mm。靜電吸附力F=K?V/S2rmm。靜電吸附絲在工作過程中，為保持其表面清潔，避免低聚物在吸附絲上的凝聚而影響吸 附效果，電極絲須預(yù)先繞在金屬盤上， 再放入絕緣盒中。 放線盤與高壓發(fā)生器相連， 工作時(shí)， 電極絲通過導(dǎo)向輪、端

39、部絕緣套，在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下緩慢而連續(xù)地通過冷鼓鑄片吸附區(qū)，以不斷更新被污染的電極絲，然后經(jīng)過端部絕緣套、布線器繞到收線輪上。放線端的伺服電機(jī)設(shè)計(jì)成反力矩模式，電極絲運(yùn)行過程中，給予一定的反向力，而收線端的伺服電機(jī)給電極 絲一定的拉力，在它們的共同作用下，使電極絲完成平穩(wěn)移動(dòng)的放 /收線過程。拉力的大小通 過變頻來調(diào)節(jié)。mm）,并通電加熱使電極絲周圍產(chǎn)生較高的溫度場(chǎng)，其作用仍然是防止低聚物在電極絲 上凝聚。對(duì)于高速生產(chǎn)線，例如當(dāng)生產(chǎn)線速度達(dá)到 320米/分以上或冷鼓線速度在 90 米/分以上時(shí)， 單靠吸附絲就顯得不夠，于是一種適合高速生產(chǎn)的 PET 切片（簡(jiǎn)稱高速料）應(yīng)運(yùn)而生了。所 謂高速料是

40、在聚酯切片生產(chǎn)過程中，加入某些金屬離子，在熔融擠出鑄片時(shí)，鑄片中所含的 金屬離子在高壓靜電場(chǎng)作用下，同樣因靜電感應(yīng)而帶上與冷鼓相反的電荷，從而達(dá)到增加鑄 片的貼附效果。鑄片通過靜電吸附后帶有大量靜電荷，它不僅容易吸附灰塵，而且對(duì)操作工的安全有影 響，故在鑄片離開冷鼓后須進(jìn)行消靜電處理。高速薄膜生產(chǎn)線，由于薄膜在運(yùn)行中摩擦等原因常常產(chǎn)生靜電荷，也須加以消除，避免 靜電荷的積累而造成下游客戶在使用時(shí)帶來的麻煩。6）縱向拉伸（ MDO） 鑄片進(jìn)入縱拉機(jī)后，在一定溫度和外力作用下完成縱向拉伸過程?？v拉機(jī)由預(yù)熱輥、拉伸輥、冷卻輥、張力輥、橡膠壓輥、紅外加熱器及穿片機(jī)構(gòu)、熱水機(jī)組、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等組成。.1 預(yù)

41、熱輥組 鑄片在預(yù)熱輥組間被逐部加熱到玻璃化溫度以上，接近高彈態(tài)，然后進(jìn)入拉伸 區(qū)。預(yù)熱輥一般為 8 只鋼輥，表面鍍鉻。其排列方式有上下交叉排列和一字形排列兩種。上 下排列時(shí)，膜片的包角大，傳熱面積大，正反面溫差也較大；一字型排列時(shí)，膜片受熱面積 較小，但其正反交替受熱較快，相對(duì)受熱比較均勻，同時(shí)也便于安裝和維修。膜片在預(yù)熱過程中，因受熱膨脹而有一定的伸長(zhǎng)，為避免薄膜下垂、夾有空氣而影響傳 熱效果，在設(shè)計(jì)時(shí)須對(duì)預(yù)熱輥逐個(gè)增速，滾筒的增速是通過齒輪或皮帶輪實(shí)現(xiàn)的。預(yù)熱輥溫度設(shè)定：6080C拉伸輥 縱向拉伸有單點(diǎn)拉伸和多點(diǎn)拉伸之分。單點(diǎn)拉伸是在兩只拉伸棍之間完成的，多點(diǎn) 拉伸則是在幾組拉伸輥之間進(jìn)行

42、的，多點(diǎn)拉伸比較適合高速生產(chǎn)線，因?yàn)槎帱c(diǎn)拉伸時(shí)，冷鼓 的速度相對(duì)可降低一些。所謂單點(diǎn)拉伸是在一對(duì)拉伸輥之間通過它們的速度差來完成的。拉伸輥的直徑一般比較小一些，例如預(yù)熱輥和冷卻輥的直徑通常為300而拉伸輥直徑只有200因?yàn)椴捎幂^小直徑可加大薄膜對(duì)滾筒單位面積上的壓力，增加摩擦，防止打滑。拉伸區(qū)的溫度設(shè)定：約高于高聚物 -聚酯的 在聚酯拉伸區(qū)薄膜的兩側(cè)， 還配置有管狀紅外加熱器， 其長(zhǎng)度略長(zhǎng)于被拉伸薄膜的寬度， 以便對(duì)薄膜進(jìn)行補(bǔ)充加熱，并且在最后一只預(yù)熱輥的兩端也配有半圓形紅外燈管對(duì)薄膜邊部 補(bǔ)充加熱。在拉伸區(qū)紅外加熱燈管對(duì)薄膜表面的加熱溫度控制在130C以下，紅外燈管橫向溫差w坐C。冷卻輥 有

43、 34只，經(jīng)過縱向拉伸的薄膜在快拉輥 30C 下急冷，避免薄膜過度結(jié)晶而影響橫向 拉伸的順利進(jìn)行。冷卻輥溫度設(shè)定：305CC。急冷后的聚酯薄膜要在 405(C下冷卻定型。另外，冷卻輥組也 要考慮有一定的速差，即減速比。適當(dāng)增大減速比也有利于薄膜的縱向松弛，減小聚酯 膜的縱向收縮率。張力輥在縱拉機(jī)的進(jìn)出口各裝有一只張力輥，其作用是調(diào)節(jié)鑄片輥與MDO及MDO與TDO之間的薄膜張力，通過張力傳感器對(duì)薄膜張力進(jìn)行控制。橡膠壓輥 通常在MDO的進(jìn)出口和快慢拉伸輥上各安裝一對(duì)橡膠壓輥，它們的作用是防止空氣進(jìn)入薄膜與滾筒之間影響傳熱，并可防止薄膜拉伸時(shí)打滑。壓輥的起落和壓力的大小由氣 缸來完成。穿片裝置 為

44、了安全迅速地將厚片送入平行或交叉排列的眾多滾筒之間進(jìn)行縱向拉伸，在縱 拉機(jī)入口的一側(cè)裝有一套機(jī)械穿片裝置。它是一條單獨(dú)循環(huán)運(yùn)行的套筒滾子鏈條，此穿片鏈 條帶動(dòng)鑄片運(yùn)行于各滾筒之間而完成穿片操作。鏈條的驅(qū)動(dòng)可利用快拉輥驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和一個(gè)附 加離合器來動(dòng)作或停止?？v向拉伸工藝預(yù)熱輥 6085C 預(yù)熱溫度不宜太高，否則會(huì)影響薄膜的濁度。慢拉伸輥8090 C拉伸溫度過高，結(jié)晶度過高將不利于橫向拉伸?？炖燧?3935C 拉伸后即冷，對(duì)提高取向度，防止解取向很重要。冷卻輥 3555C進(jìn)一步冷卻定型 ,避免過度結(jié)晶?？v向拉伸機(jī)輥筒的表面溫差要求w 1 C 縱向拉伸倍數(shù) 拉伸倍數(shù)是指快拉輥與慢拉輥線速度之比，故

45、稱拉伸比。縱向拉伸比的大小將會(huì)影響薄膜的 縱向機(jī)械性能。在一定的拉伸溫度和拉伸比的條件下， 拉伸比越大，PET分子的取向則越大， 于是薄膜的縱向拉伸強(qiáng)度提高，斷裂伸長(zhǎng)率降低，沖擊強(qiáng)度、透明度和透氣性變佳。但是， 拉伸比過大，結(jié)晶度、取向度過大，會(huì)增加薄膜橫拉時(shí)的拉伸間隙是指慢拉輥與快拉輥之間的切線距離，拉伸間隙的大小主要影響薄膜在此區(qū)間 的頸縮量。拉伸間隙大，經(jīng)縮量也大，經(jīng)縮現(xiàn)象對(duì)薄膜厚度的均勻性不利，應(yīng)盡量減少經(jīng)縮量。解決的辦法一是盡可能減小拉伸間隙；二是在拉伸輥組上設(shè)置一對(duì)橡膠壓輥。拉伸間隙一般考慮在150250w。（7）橫向拉伸（ TDO） 鑄片經(jīng)過縱向拉伸后隨即進(jìn)入橫向拉伸機(jī)進(jìn)行拉幅操

46、作。橫拉機(jī)主要由烘箱、鏈夾、導(dǎo) 軌、靜壓箱、EPC（導(dǎo)邊器）、鏈條張緊裝置、夾子開閉器、調(diào)幅裝置、加熱系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、 驅(qū)動(dòng)裝置等組成。：包括夾子和鏈條，夾子安裝在鏈條上，若干個(gè)夾子通過鏈條互相連接在一起，合稱鏈夾。 對(duì)鏈夾的要求：在高速拉伸的過程中，運(yùn)行平穩(wěn)、有足夠的強(qiáng)度和拉力，不脫夾，不撕邊， 開閉夾靈活。夾子有滑動(dòng)型和滾動(dòng)型兩種。滑動(dòng)型夾子是上下兩個(gè)耐高溫、耐磨損的工程塑 料滑塊在連續(xù)導(dǎo)軌上滑行，其運(yùn)行平穩(wěn)，無振動(dòng)，噪音低，適用于高速生產(chǎn)線，但運(yùn)行時(shí)須 注入較多潤(rùn)滑油。滾動(dòng)型夾子一般裝有 59 個(gè)滾動(dòng)軸承，軸承均支撐或側(cè)靠在導(dǎo)軌上。滾珠 軸承內(nèi)填有高溫潤(rùn)滑硅脂。由于滾動(dòng)夾子與導(dǎo)軌近于點(diǎn)接

47、觸，運(yùn)行時(shí)摩擦阻力小，只須在軸 承與導(dǎo)軌的接觸面注入少量潤(rùn)滑油， 所需驅(qū)動(dòng)功率也較小。 由于滾動(dòng)軸承與導(dǎo)軌是剛性接觸， 在高速運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)，平穩(wěn)性稍差，多用于中速生產(chǎn)線。夾子的最大拉伸強(qiáng)度要 求達(dá)到1500N薄膜的最大拉伸應(yīng)力為150N,：鏈夾的運(yùn)行主要靠導(dǎo)軌的導(dǎo)向，導(dǎo)軌的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)因設(shè)計(jì)而異，有用單層鋼板，或用多層 鋼帶組合而成的。對(duì)導(dǎo)軌總的要求是其與夾子滑塊或滾動(dòng)軸承的接觸面應(yīng)光滑、表面經(jīng)過特 殊處理，使其表面硬度Rc=65,而且其硬度從表面層向內(nèi)層遞減，這樣既具有足夠的表面硬度， 又有良好的彈性，以延長(zhǎng)導(dǎo)軌的使用壽命。（EPC： EPC安裝在TDO入口處的兩側(cè)，其作用是使入口處

48、的兩側(cè)導(dǎo)軌間的距離根據(jù)薄膜的 寬度自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，以保證在導(dǎo)軌上運(yùn)行的夾子夾住薄膜的兩邊并順利進(jìn)入拉幅機(jī)。:TDO兩側(cè)鏈夾之間的距離即導(dǎo)軌間的寬度通過調(diào)幅機(jī)構(gòu)是可調(diào)的，這種調(diào)幅機(jī)構(gòu)在橫拉機(jī)的進(jìn)出口 及每個(gè)功能段均設(shè)有一根絲杠，其置于導(dǎo)軌下方，絲杠的一半是左螺紋，一半是右 螺紋。當(dāng)需要調(diào)幅時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠的手柄，兩側(cè)導(dǎo)軌便可相向或反方向移動(dòng)，于是導(dǎo)軌之間幅 寬便相應(yīng)變窄或變寬。開/閉夾器有圓盤式和平板式兩種。其材質(zhì)通常采用澆鑄尼龍或其他特種工程塑料，要求 耐磨損且有一定的韌性，不致造成夾柄的損傷。:其作用是使鏈條張緊并調(diào)節(jié)其張力，補(bǔ)償拉幅機(jī)導(dǎo)軌熱膨脹的影響。鏈夾張緊裝置分機(jī)械 式和液壓式兩種。前者是通

49、過螺栓作用于荷重感應(yīng)器來控制鏈條張力的大小。后者是通過液 壓裝置對(duì)鏈條張力進(jìn)行控制，張緊力大小可無級(jí)調(diào)節(jié)，液壓式使用最為普遍,其張緊力大小可無級(jí)調(diào)節(jié)。:TDO烘箱的加熱是由熱風(fēng)系統(tǒng)來完成的，該系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)及電機(jī)、加熱裝置、靜壓箱等組成。 對(duì)不同的工藝段，生產(chǎn)不同的規(guī)格的薄膜，所需的熱量或風(fēng)量是不同的。關(guān)于加熱單元：加熱熱源有電熱、蒸汽、導(dǎo)熱油等，電加熱的特點(diǎn)是體積小、加熱快、 溫控方便，缺點(diǎn)是能耗大、溫度波動(dòng)大、維修量大；蒸汽和油加熱的特點(diǎn)是加熱溫度比較穩(wěn) 定、能耗相對(duì)較低、比較安全，缺點(diǎn)是加熱器（散熱器）體積大，需配置鍋爐和相關(guān)的管路 及調(diào)節(jié)閥等。相比之下采用油鍋爐、導(dǎo)熱油作為熱媒、天然氣作為

50、熱源的加熱方式最為經(jīng)濟(jì) 合理。關(guān)于風(fēng)機(jī)及電機(jī)：常用的風(fēng)機(jī)有兩種，即離心風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)。前者噪音小，容易取得 穩(wěn)定和較高的風(fēng)壓；后者系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、風(fēng)量大。一般多選用軸流風(fēng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)可選用變 頻電機(jī)，也有采用雙速電機(jī)的。采用變頻電機(jī)能根據(jù)不同功能段和不同的薄膜厚度來調(diào)節(jié)風(fēng) 量與風(fēng)速，以更好地滿足工藝的要求。關(guān)于靜壓箱：根據(jù)流體力學(xué)中的能量方程，當(dāng)氣流流速降低時(shí)，管道或容器內(nèi)由于氣流 流速而形成的動(dòng)能會(huì)部分地轉(zhuǎn)換成靜壓能，靜壓能的增加可使新空間的壓力均勻性增加，這 個(gè)新空間越大，均壓作用也越大。拉幅箱內(nèi)的靜壓箱就是這樣的一個(gè)空間，其作用就是將風(fēng) 機(jī)產(chǎn)生的空氣的流動(dòng)能盡可能轉(zhuǎn)換成靜壓能，使各噴風(fēng)口得

51、到均勻的靜壓，以使各噴風(fēng)口噴 出的風(fēng)壓均勻，這樣才能得到均勻的溫度場(chǎng)。靜壓箱是用不銹鋼制作的一個(gè)個(gè)長(zhǎng)方形箱體， 有一面開有若干噴風(fēng)口。噴風(fēng)口有孔式和直縫式兩種，前者風(fēng)速均勻，后者風(fēng)速較高。噴嘴 與薄膜的距離約150200mm噴風(fēng)口噴出氣流的方向一般與薄膜垂直，但有時(shí)將噴風(fēng)口氣流 方向設(shè)計(jì)成與薄膜走向相反（相對(duì)流動(dòng)） ，以便獲得較高的放熱系數(shù)。從工藝角度講，可把橫拉機(jī)分為進(jìn)膜段、預(yù)熱段、拉幅段、熱定型段、冷卻段、過渡段 及出膜段等。進(jìn)膜段和出膜段都在拉幅機(jī)烘箱的外部。 將縱拉后的聚酯薄膜在此段進(jìn)行充分而均勻的預(yù)熱，這是熱空氣向薄膜傳遞熱量的過程，為 保證有足夠的傳熱時(shí)間，可根據(jù)薄膜的厚度和生產(chǎn)線

52、速度來確定預(yù)熱段的長(zhǎng)度。一般預(yù)熱段 為 3 段，每段長(zhǎng) 3 米。 經(jīng)過預(yù)熱處于高彈態(tài)的薄膜在此區(qū)段被進(jìn)一步加熱和受橫向拉力的作用下被逐步拉寬。拉幅 段長(zhǎng)度由拉伸速率和拉伸張角等因素所決定 ,但對(duì)拉伸張角的依賴關(guān)系更大一些。通常拉伸張 角為15o左右，拉幅段一般為34段，每段長(zhǎng)度3m。：其作用是使橫拉后的薄膜在此功能段進(jìn)行熱定型處理，以進(jìn)一步完善薄膜的結(jié)晶過程，并 消除內(nèi)應(yīng)力，增加其尺寸的穩(wěn)定性。同時(shí)在定型段的最后一段還須有一個(gè)薄膜松弛的過程， 目的是降低薄膜的熱收縮率。因此，定型段需有足夠的長(zhǎng)度，以便讓薄膜在定型段有足夠的 時(shí)間完成其熱處理和熱松弛過程。定型段一般設(shè)計(jì)46段，每段長(zhǎng)3m,全長(zhǎng)1

53、218m ：冷卻段的作用是讓經(jīng)過熱處理的薄膜盡快冷卻下來， 使拉伸取向的結(jié)晶晶格迅速 “凍結(jié)”，限 制結(jié)晶的繼續(xù)增長(zhǎng)，避免薄膜結(jié)晶度過高而發(fā)脆，同時(shí)也防止解取向。冷卻段的冷卻速度最 好在70C /Sec以上，冷卻后的薄膜溫度應(yīng)在 Tg以下。冷卻段采用風(fēng)冷，一是取室外空氣用風(fēng)機(jī)通過噴嘴直接吹向薄膜，二是將室外空氣通過 表冷器冷卻后再吹向薄膜。冷卻段一般為 3段，全長(zhǎng) 9m。m。：PET 薄膜是在高彈態(tài)下進(jìn)行拉伸的，由于經(jīng)過縱向拉伸后的膜片已產(chǎn)生一定的結(jié)晶取向。據(jù)測(cè)，縱拉后薄膜結(jié)晶度可達(dá)15%左右，因此，橫拉溫度要比縱拉溫度高約1525Co 一般講， 在一定條件下，采用較低溫度拉伸、高速率拉伸、高

54、倍數(shù)拉伸，有利于提高薄膜的機(jī)械性能 和厚度均勻性。具體工藝溫度范圍如下：預(yù)熱段溫度：8510氏，將薄膜溫度加熱到Tg以上。拉幅段溫度：1051202，使薄膜在高彈態(tài)下進(jìn)行拉伸。定型段溫度：190 230C，此溫度區(qū)間是PET最大結(jié)晶速率的溫度。冷卻段溫度：v 80C，使薄膜的取向、結(jié)晶凍結(jié)固定下來，避免過度結(jié)晶和解取向。 其定義是單位時(shí)間內(nèi)薄膜被拉伸的倍數(shù)，可用下式表示： （R-1） V/L*100%（%/分）&拉伸速率 （份）R拉伸比L拉伸段長(zhǎng)度（米）V拉伸速度（米/分） 拉伸速率對(duì)大份子的取向過程很重要。在拉伸溫度、拉伸倍數(shù)不變的情況下，拉伸速率越大 越有利于取向和薄膜的均勻性。當(dāng)然，拉伸

55、速率過高，超過彈性變形極限會(huì)造成破膜。一般 推薦 & =10004000%0 定型溫度和熱定型時(shí)間：在生產(chǎn)非收縮性薄膜時(shí)，橫向拉伸之后需要進(jìn)行熱定型處理，目的 是進(jìn)一步完善其結(jié)晶結(jié)構(gòu)和取向過程，消除內(nèi)應(yīng)力，減少薄膜的熱收縮。熱定型溫度應(yīng)設(shè)定 在聚酯薄膜最大結(jié)晶速率時(shí)的溫度，即在 190230C。薄膜在進(jìn)行熱處理時(shí)，由于部份拉伸應(yīng)力的松弛和結(jié)晶密度的變化，薄膜會(huì)發(fā)生37%的收縮，因此在熱定型的最后，須將熱定型段的平行導(dǎo)軌適當(dāng)調(diào)窄，以便提供薄膜一個(gè)松弛的 過程，一般掌握 4%左右的松弛量。這樣生產(chǎn)的薄膜橫向熱收縮率可降至最小值。為了達(dá)到熱 定型與熱松弛的工藝要求， 為保證熱定型有足夠的時(shí)間， 有時(shí)

56、需要適當(dāng)增加熱定型段的長(zhǎng)度。（8）牽引與收卷薄膜經(jīng)過橫向拉伸后便進(jìn)入牽引收卷工序， 在此工序薄膜先后進(jìn)行冷卻、 在線自動(dòng)測(cè)厚、 切邊、電暈處理、張力控制和自動(dòng)切割收卷等操作。牽引機(jī)組是由展平輥、冷卻輥、薄膜測(cè)厚儀、電暈處理裝置、切邊/吸邊裝置及收卷機(jī)等組成。:為使薄膜運(yùn)行平整，避免皺折，常在薄膜進(jìn)入牽引機(jī)前、測(cè)厚儀前、電暈處理輥前、和切 邊前，一般都裝有剪緄。它是由一對(duì)短輥組成（50 100）,上下均為鋼輥或上為膠輥下為鋼 輥。兩輥軸線平行，但與薄膜運(yùn)行方向有一定角度且可調(diào)。上下剪輥夾住薄膜并被薄膜帶著 轉(zhuǎn)動(dòng)，于是在薄膜兩側(cè)產(chǎn)生一個(gè)橫向向外的張力，從而使薄膜展平。展平輥是被動(dòng)輥。:在PRS入口

57、和電暈處理輥之后都裝有冷卻輥。 冷卻輥為鍍鉻鋼輥，其夾套內(nèi)通冷卻水。PRS 所有滾筒都要做動(dòng)平衡試驗(yàn)，以保證滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。冷卻輥為主動(dòng)輥。:它是由一個(gè)橫向掃描器和配套的檢測(cè)、放大、顯示、控制系統(tǒng)及一個(gè)掃描架所組成。薄膜 測(cè)厚儀有不同類型，常用的有放射線型、X射線型、紅外測(cè)厚型等。先進(jìn)的薄膜測(cè)厚儀既具有顯示厚度的功能，還具有自動(dòng)反饋、控制薄膜厚度的功能。掃描檢測(cè)厚度的數(shù)據(jù)顯示在工 控機(jī)的屏幕上，其中包括薄膜的縱向和橫向斷面厚度，橫向剖面平均厚度趨勢(shì)，模頭膨脹螺 栓加熱功率分布。反饋控制包括控制模頭膨脹螺栓加熱功率，調(diào)節(jié)薄膜橫向厚度；控制計(jì)量 泵或冷鼓的線速度，調(diào)節(jié)薄膜的縱向厚度。目前，被廣泛使用

58、的是紅外線 測(cè)厚儀。紅外線測(cè)厚儀的測(cè)量精度高，具有快速測(cè)量和高分辨率的特點(diǎn)；測(cè)量穩(wěn)定，不受環(huán)境溫度影響；薄膜在傳感器間隙內(nèi)抖動(dòng)仍能保持對(duì)厚度測(cè)量的高精度；近紅外技術(shù)采用不同物質(zhì)具有不同吸收波長(zhǎng)的原理，可測(cè)量多層共擠材料每一層的厚度。近紅外線、關(guān)寸線、X身寸線三種測(cè)厚技術(shù)比較如下表序號(hào)項(xiàng)目近紅外線B射線X射線1最適合測(cè)量的產(chǎn)品雙向拉伸薄膜 流延薄膜薄膜、薄片鋁箔、鋼箔2環(huán)境溫度、濕度無影響有影響，需米用溫度 補(bǔ)償影響X光電管及 測(cè)量精度3產(chǎn)品抖動(dòng)無影響:有影響，米用準(zhǔn)直扎有影響4信號(hào)源及其壽命鹵素?zé)襞?，壽?0年P(guān)m放射源壽命5-6 年Kr85 源 10-15 年X光管，壽命一般2-3年5信號(hào)源

59、信號(hào)衰減采用測(cè)量/參比信號(hào)比 較，不受影響指數(shù)衰減，可補(bǔ)償燈泡衰減，無法補(bǔ) 償6信號(hào)源更換價(jià)格:小于100美元6000美兀5000美兀7對(duì)被測(cè)量物要求無無單一元素較理想8測(cè)厚范圍TFG-710型 6120卩FG-710型 201000卩Pm147 6120卩Kr85 251400卩15150 卩9測(cè)量精度高Pm147 高Kr85 一般一般10可靠性高高般11維護(hù)簡(jiǎn)單更換放射源麻煩體積大，重量重， 附件多12放射性無有通電時(shí)巨大13 :耗電小小極大:由高壓發(fā)生器、電極、電暈處理輥和臭氧排氣罩等組成。其工作原理是通過電極上施加高 頻高壓電流（1050KHZ 1050KV使電極電暈放電，氣體電離后產(chǎn)

60、生高能量的電子和離子， 在強(qiáng)電場(chǎng)作用下被加速?zèng)_擊處在電極與電暈輥之間的塑料薄膜，使薄膜表層分子鏈斷裂產(chǎn)生 極性基團(tuán)、薄膜表面被活化，從而增大薄膜的表面張力，改善薄膜的印刷性能和鍍鋁層與薄 膜的附著力。PET屬于極性高分子材料，未經(jīng)電暈處理其表面張力已達(dá) 40達(dá)因左右，處理后 可進(jìn)一步提高其表面張力56達(dá)因以上。對(duì)聚烯烴來講，如 PP、PE屬于非極性高分子材料， 其表面能很低，若不經(jīng)電暈處理，根本無法進(jìn)行印刷或鍍鋁。影響電暈處理效果的因素：電壓 塑料薄膜的黏結(jié)力隨電壓的升高而增大， 但到一定值 后黏結(jié)力不再增加。頻率 頻率越高，功率越大，處理效果越好，一般使用頻率為1020KHZ 電極距離 電極