《塑料成型工藝》-第五章 壓延成型

第五章壓延成型1.壓延成型原理一、壓延成型概述壓延成型是生產(chǎn)塑料薄膜和片材的主要方法。它是將已經(jīng)塑化好的接近粘流溫度的熱塑性塑料通過一系列相向旋轉著的水平輥簡間隙，使物料承受擠壓和延展作用，而使其成為規(guī)定尺寸的連續(xù)片狀制品的成型方法。

用作壓延成型的塑料大多數(shù)是熱塑性非晶態(tài)塑料，其中以聚氯乙烯用得最多，另外還有聚乙烯、ABS、聚乙烯醇、醋酸乙烯和丁二烯的共聚物等塑料。壓延制品廣泛地用作農(nóng)業(yè)薄膜、工業(yè)包裝薄膜、室內裝飾品、地板、錄音唱片基材以及熱成型片材等。壓延成型在塑料成型中占有相當重要的地位，它的特點是加工能力大、生產(chǎn)速度快、產(chǎn)品質量好、能連續(xù)化地生產(chǎn)。壓延產(chǎn)品厚薄度均勻，表面平整，若與軋花或印刷配套還可直接得到具有各種花紋圖案的制品。此外，壓延機生產(chǎn)的自動化程度高，先進的壓延成型聯(lián)動裝置只需1、2人操作。壓延成型的主要缺點是設備龐大、投資高、維修復雜、制品寬度受到壓延輥簡長度的限制等。另外生產(chǎn)流水線長、工序多。所以在生產(chǎn)連續(xù)片材方面不如擠出機成型技術發(fā)展快。二、壓延成型設備壓延機的結構示意圖如圖所示。一套壓延機機組主要由機座、機架、主軸承、輥筒、輥距調節(jié)裝置、軸交叉和預應力裝置、卷取裝置、金屬檢測裝置、測厚裝置、傳動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、加熱和冷卻系統(tǒng)等組成。1-機座；2-傳動裝置；3-輥筒4-輥矩調節(jié)裝置；5-軸交叉調節(jié)裝置；6-機架輔機部分：1.引離輥，從壓延輥筒上均勻而無皺折地剝離已成型的薄膜，同時對制品進行一定的拉伸。2.軋花裝置3.冷卻裝置4.橡皮運輸帶5.卷取裝置6.金屬檢測器三、壓延成型原理壓延成型是將熔融塑化的熱塑性塑料通過兩個以上的平行異向旋轉輥筒間隙，使熔體受到輥筒擠壓延展、拉伸而成為具有一定規(guī)格尺寸和符合質量要求的連續(xù)片狀制品。壓延成型分為前后兩個階段：前段為壓延前的備料階段，后段包括壓延、牽引、軋花、冷卻、卷取、切割等。以PVC為例其工藝過程為：配料混合塑化片狀供料壓延引離擠出機密煉機開煉機雙輥機擠出機軋花冷卻卷取切割制品前階段后階段壓延過程中，借助了輥筒間產(chǎn)生的剪切力，使物料多次受到擠壓、剪切，在逐步塑化的基礎上延展成薄型制品。在壓延過程中受熱熔化的物料由于與輥筒的摩擦和物料內部的剪切摩擦會產(chǎn)生大量的熱，局部過熱會使塑料發(fā)生分解，因而要注意輥簡的溫度，輥筒的速度比等，以便很好地控制輥溫。壓延成型2.壓延工藝控制壓延成型的工藝控制主要是用過通過確定壓延操作的條件來實現(xiàn)的。包括輥溫、輥速、速比、輥筒間距和存料量等，它們之間是相互聯(lián)系和制約的。1.輥筒溫度輥筒具有足夠的熱量是使物料熔融塑化、流動延展的必要條件，輥筒溫度主要來源于兩個部分，一部分是輥筒的加熱裝置供給，另一部分是物料通過輥隙時與料筒之間的摩擦熱以及物料自身的剪切摩擦熱。在壓延操作過程中，由于物料有易粘附于高溫和高轉速的輥筒上的特點，為了使物料能依次貼合輥筒，防止夾入空氣而導致薄膜帶有氣泡，輥筒溫度控制應為：T輥Ⅲ≥T輥Ⅳ＞T輥Ⅱ＞T輥Ⅰ，一般輥間溫差控制在5~10℃。輥Ⅲ輥Ⅱ輥Ⅰ輥Ⅳ2.輥速和速比壓延機輥筒最合適的轉速主要由壓延的物料和制品厚度要求來決定的，一般軟制品壓延時轉速要高于硬質品。壓延機相鄰兩個輥筒線速度之比稱為輥筒的速比，其目的在于使壓延物料依次黏輥，使物料受到剪切能更好的塑化，還可以使物料取得一定的延伸和定向作用。同時，輥筒的摩擦熱大小還與輥速和速比有關，在壓延過程中會使物料溫度逐步升高，因為要對各輥溫度嚴格控制，以防止物料因局部過熱而出現(xiàn)熱降解的現(xiàn)象。在壓延操作過程中，輥筒的轉速一般控制為：V輥Ⅲ≥V輥Ⅳ＞V輥Ⅱ＞V輥Ⅰ。輥筒速比則根據(jù)制品的厚度和輥速來條件，一般在1:1.05~1:1.25的范圍之間，速比過大會出現(xiàn)包輥現(xiàn)象，而速比過小制品的吸輥性差，會出現(xiàn)“脫殼”現(xiàn)象。輥Ⅲ輥Ⅱ輥Ⅰ輥Ⅳ3.輥筒間距壓延時各輥筒間距的調節(jié)是為了適應不同厚度制品的要求，也是為了改變各道輥隙之間的存料量。黏流態(tài)物料在兩輥之間所受的壓力是隨輥筒間距的減小而增大的，可以提高制品密實度，趕走氣泡，同時有利于輥筒對物料的轉熱塑化，從而提高制品的質量。在壓延操作過程中，為了使制品結構緊密，壓延順利進行，要求沿物料前進方向各組輥筒間距離越來越小，對四輥壓延機的輥距一般控制為：H1-2＞H2-3＞H3-4＝壓延制品的厚度，壓延機最后一道輥距控制與制品厚度大致相同，而每兩個輥隙之間應有少量余料，這是為了保證在壓延過程中壓延壓力穩(wěn)定，起到準備補充和繼續(xù)完善塑化的作用。壓延成型3.壓延工藝操作壓延成型分為前后兩個階段：前段為壓延前的備料階段，后段包括壓延、牽引、軋花、冷卻、卷取、切割等。以PVC為例其工藝過程為：配料混合塑化片狀供料壓延引離擠出機密煉機開煉機雙輥機擠出機軋花冷卻卷取切割制品前階段后階段一、壓延工藝流程首先按規(guī)定配方，將材脂和助劑加入高速混合機(或管道式捏合機)中充分混合。混合好的物料送入到密煉機中去預塑化，然后輸送到擠出機(或煉塑機)經(jīng)反復塑煉塑化。塑化好的物料經(jīng)過金屬檢測儀，即可送入壓延機中壓延成型。壓延成型中的料坯，經(jīng)過連續(xù)壓延后得到進一步塑煉并壓延成一定厚度的薄膜，然后經(jīng)引離輥引出，再經(jīng)軋花、冷卻、測厚、卷取得到制品。硬質聚氯乙烯片材的生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)軟質聚氯乙烯膜大致相同，但要求干混料要在短時間內達到塑化要求，盡量縮短混煉時間和降低混煉溫度，應采用專用的雙螺桿擠出機進行塑化，再經(jīng)雙輥機混煉后連續(xù)供料。原料稱量捏合密煉機（塑煉）雙輥機（塑煉）雙輥機（供料）壓延切割二、壓延一般操作方法啟動前檢查壓延機的輥隙和加熱油箱的潤滑油，當油溫到50-60℃停止加熱，開啟油閥對軸承潤滑。輥筒升溫是在輥筒轉動情況下1℃/min，并經(jīng)常檢查加熱系統(tǒng)和測量輥筒表面溫度。（1）投料前半小