實驗指導(dǎo)書 塑料擠出流涎實驗.doc

1、實驗指導(dǎo)書 塑料擠出流涎實驗實驗 _ _ 塑料擠出流 涎 實驗 一、 實驗?zāi)康?1.了解薄膜擠出流延生產(chǎn)設(shè)備的組成，結(jié)構(gòu)特點和作用； 2.掌握擠出流涎生產(chǎn)工藝過程、各工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)方法； 3.分析p 影響流涎薄膜厚度均勻性的工藝因素。二、 實驗原理 擠出流涎是成型塑料薄膜的方法之一。流延法成型薄膜的特點是易于實現(xiàn)大型化、高速化和自動化，生產(chǎn)效率高，更易印刷和復(fù)合，生產(chǎn)出的流延膜與擠出吹塑薄膜相比結(jié)晶度低，透明度高，薄膜厚度公差小，強度高，可用于日用品、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的包裝。用于流涎薄膜樹脂主要有 PP、PE 和 PA 等，PS、PET主要用于雙向拉伸薄膜，對氧氣、水蒸氣的透過有良好阻隔作用的

2、 EVOH 和PVDC 常用于多層共擠流延膜中。本實驗使用 LDPE 樹脂生產(chǎn)流延 PE 膜，選用的 LDPE 的熔體流動速率要高一些，有利于擠出成型，但也不能過高，熔體流動速率過高會使薄膜的強度降低，并易產(chǎn)生薄膜的寬度變窄而兩邊增厚的“瘦頸”現(xiàn)象。本實驗所選用的 LDPE 樹脂的熔體流動速率在 3-8g/10min。流涎薄膜的成型工藝流程如圖 _ _-1 所示：塑料經(jīng)擠出機熔融塑化，從機頭通過狹縫式口膜擠出，流涎到冷卻輥上，使塑料急劇冷卻，然后經(jīng)拉伸、切邊、卷取后制得薄膜。流涎薄膜主要成型設(shè)備包括擠出機、機頭、冷卻裝置、切邊裝置、收卷裝置等。其中擠出機的規(guī)格決定了薄膜的產(chǎn)量，擠出機螺桿多采用

3、混煉結(jié)構(gòu)以使塑料達到較高的熔融質(zhì)量。由于清理機頭的需要，擠出機一般安裝可以移動的機座上，其移動方向與生產(chǎn)設(shè)備的中心線一致。生產(chǎn)流涎薄膜的機頭為扁平機頭，口模形狀為狹縫式。這種機頭設(shè)計的關(guān)鍵是要使物料在整個機頭寬度上的流速相等，這樣才能獲得厚度均勻、表面平整的薄膜。熔融物料從機頭狹縫形口模擠出澆注到冷卻輥表面，迅速被冷卻后形成薄膜，冷卻輥是流延薄膜的關(guān)鍵部件，它還具有牽引作用。為生產(chǎn)出高透明度的薄膜，輥筒表面要光滑并鍍硬鉻。擠出薄膜由于產(chǎn)生 “瘦頸”現(xiàn)象，會使薄膜邊部偏厚，需切除薄膜邊部，才能保證膜卷端部整齊、表面平整。切邊后的邊料可以利用廢邊卷繞機卷成筒狀，該此處的切邊料是清潔料，可直接送粉碎

4、機粉碎后回收利用。經(jīng)切邊后的薄膜利用收卷裝置進行主動收卷。圖 _ _-1 流延薄膜生產(chǎn)工藝流程圖 1-機頭，2-流延(冷卻)輥，3-剝離輥，4-牽引輥，5-收卷輥 流延薄膜的厚度控制是生產(chǎn)工藝最重要的問題，影響薄膜厚度的因素很多，主要有以下幾方面。1.擠出成型溫度 擠出成型溫度包括擠出機的料筒溫度和機頭溫度，一般來說，擠出成型溫度比吹塑同類型薄膜時高 20-30，比擠出同類型管材時高 30-40。為保證薄膜寬度方向厚度均勻性，可將機頭口模寬度方向上的溫度設(shè)置為中間低兩端略高。因為從擠出機料筒擠出的熔融料流到口模兩邊的距離比流到中心位置的距離要長，兩邊部位的設(shè)定溫度稍高，可使在此位置的熔體粘度比

5、較低，流動性比中心部位要大些，從而保證在整個寬度方向流量的均勻性。2.機頭口模間隙 薄膜厚度受到機頭口模間隙的控制，依靠機頭中的節(jié)流棒來調(diào)節(jié)熔融物料的流動，在整個寬度方向上的口模間隙中心部位稍小，兩邊稍大，也可保證物料在寬度方向上的流動性一致。3.口模到冷卻輥的距離 此距離要控制到最小，因為物料從機頭口模擠出時為熔融態(tài)，如果機頭口模唇口離開冷卻輥的距離大，薄膜冷卻緩慢，同時物料易受外界因素的影響而使薄膜厚度產(chǎn)生波動。4.薄膜的冷卻定型 從機頭擠出的熔融物料與冷卻輥表面緊密貼合，是薄膜成型的關(guān)鍵。貼輥效果會直接影響到薄膜的外觀質(zhì)量和物理性能。一般情況下，冷卻輥溫度低一些才能使薄膜驟冷，提高透明性

6、，降低結(jié)晶度。但冷卻輥溫度過低，會增大制冷費用，冷卻輥溫度一般為 20-40。冷卻輥筒表面若有原料內(nèi)部添加物析出，必須停機清理，以免影響薄膜外觀質(zhì)量。冷卻輥的任務(wù)是使機頭擠出的樹脂均勻地冷卻并以恒定的速度延展，冷卻輥的線速度、速度的穩(wěn)定性和螺桿轉(zhuǎn)速、牽引倍數(shù)等會影響到薄膜厚度。在螺桿轉(zhuǎn)速確定的情況下，提高冷卻輥線速度，薄膜厚度就相應(yīng)減小，相反，降低冷卻輥線速度、薄膜厚度就增加，而冷卻輥線速度波動也將導(dǎo)致薄膜厚度不穩(wěn)定。如提高螺桿轉(zhuǎn)速，薄膜厚度將會隨物料擠出量增加而增厚。三、 設(shè)備 儀器和原料 1.儀器設(shè)備 （1）LSJ-20 單螺桿擠出機，螺桿公稱直徑 20mm，長徑比 25:1，螺桿允許最大

7、扭矩 120 N·m； （2）擠出流涎模具，口模寬度 320mm（如圖 _ _-2 所示）； 圖 _ _-1 擠出流延模具 1-口模，2-彈性?？?，3-歧管，4-模體，5-阻流區(qū)，6-調(diào)節(jié)排 （3）LY-300 流涎機，由機架、流涎輥、剝離輥、牽引輥、收卷輥及傳動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)組成?？捎糜谏a(chǎn) 0.0080.15mm 厚度的聚烯烴流涎膜。該機依托計算機軟件系統(tǒng)，可測試記錄扭矩、料溫等一系列參數(shù)來描述和監(jiān)控試驗過程。（4）剪刀，銅鏟，扳手，電子秤，收卷用空芯軸 2.原料 LDPE，擠出級，顆粒狀。四、 準備工作 1.LDPE 原料烘箱干燥，80，2h； 2.詳細觀察、了解擠出機和流涎機

8、的結(jié)構(gòu)，工作原理，操作規(guī)程等。3.根據(jù)實驗原料 LDPE 的特性，初步擬定擠出機和機頭各段加熱溫度及螺桿轉(zhuǎn)速等工藝條件。五、 實驗步驟 1.開啟 LSJ-20 擠出機主機，待穩(wěn)定后（>10s）再打開電腦和操作軟件，設(shè)定料筒加熱溫度、機頭部位加熱溫度和螺桿轉(zhuǎn)速。2.加熱擠出裝置和口模（包括直角導(dǎo)入段）到設(shè)定溫度，并保溫 20-30 分鐘。啟動擠出裝置低速旋轉(zhuǎn)（30rpm）緩慢加料，待料斗物料向料筒均勻進料約 5 分鐘后自動加料并將轉(zhuǎn)速升至 80rpm，直到口模均勻出料。在高速運轉(zhuǎn)擠出狀態(tài)下，如扭矩超過 80 N·m 時，應(yīng)提高料筒溫度。在保證擠出壓力不超過規(guī)定范圍的情況下均勻提高

9、轉(zhuǎn)速。3.啟動流涎機，將冷卻輥轉(zhuǎn)速調(diào)到 35m/min，將膜（按圖 _ _-3）線路引入流涎機，調(diào)節(jié)牽引輥二側(cè)壓力使膜均勻牽引，調(diào)節(jié)牽引同步旋鈕使膜保持一定張力。檢查塑料膜的表觀質(zhì)量，是否出現(xiàn)水紋、云霧、表面劃痕、褶皺等現(xiàn)象。4.待穩(wěn)定出膜后，壓下割刀，進行切邊，從牽引輥后將邊料引出經(jīng)導(dǎo)輪后引至控制箱右側(cè)邊料牽引輥。5.將膜切斷后卷到芯軸上并緊貼收卷輥即可實現(xiàn)自動收卷，此時機器進入連續(xù)工作狀態(tài)。6.試驗結(jié)束將物料完全擠出后，將冷卻輥等輥筒表面清理干凈。依次關(guān)閉擠出裝置、加熱系統(tǒng)、流涎機、主機，切斷電。六、理 數(shù)據(jù)處理 QB1231-1991 1.薄膜厚度的測定 使用測厚儀測量單層薄膜的厚度，如

10、果測厚儀的精度不能勝任測量單層薄膜厚度，可采用疊層方法測量，層層相疊不超過 20 層，然后根據(jù)測量結(jié)果結(jié)算單層薄膜的平均厚度 h：n H= h ( _ _-1) 式中 H疊層后測量的薄膜總厚度，mm； n疊層數(shù)。2.薄膜寬度的測定 將薄膜放置在平面上，平面寬度至少與被測薄膜相同，使用最小刻度 1 mm的直尺測量薄膜寬度，精確至 1mm，并記錄結(jié)果。測量次數(shù)應(yīng)視樣品的總長度而定，若試樣長度小于 5m，沿樣品長度方向大約相等的間隔至少測量 3 次，試樣長度大于 5m，沿樣品長度方向大約相等的間隔至少測量 10 次。記錄每次測量的寬度，計算其算術(shù)平均值，作為卷材或樣品的平均寬度 W：n W .W=

11、W n 1+ + ( _ _-2) 式中 W 1.n 單次測量的薄膜寬度，mm； n測量次數(shù)。3.薄膜拉伸強度和斷裂伸長率 使用標準裁刀在裁剪機上裁取啞鈴型試樣，試樣尺寸和測試參照 GB13022塑料薄膜拉伸性能試驗方法中的規(guī)定執(zhí)行，每組試樣不少于 5 個，可以分別測量薄膜縱向和橫向的拉伸性能。（1）拉伸強度以 σ（MPa）表示，按下式計算：bhP= s ( _ _-3) 式中 P最大負荷，N； b試樣工作部分寬度，mm； h試樣工作部分厚度，mm。（2）斷裂伸長率 ε（） 10000 1´-=LL Le ( _ _-4) 式中 L 0 試

12、樣原始標線距離，mm； L 1 試樣斷裂時的標線間距離，mm。4.表觀質(zhì)量的觀察 表面是否在有礙使用的氣泡、穿孔、水紋、條紋、表面劃痕、褶皺、塑化不良、魚眼、僵塊等瑕疵。七、 注意事項 1在進行試驗之前仔細閱讀說明書，了解設(shè)備構(gòu)成，熟悉機器性能及各旋鈕、手柄、儀表的功用防止誤操作。2.擠出機在使用中不允許空轉(zhuǎn)，必須在加熱后并在料筒螺桿加入原料后方可啟動旋轉(zhuǎn)。操作者不要站在擠出裝置前面操作，避免發(fā)生意外。操作人員不能離開正在運轉(zhuǎn)著的擠出裝置。擠出口模系高溫部件，操作時應(yīng)注意防護以免灼傷。3.啟動流涎機時，將冷卻輥筒轉(zhuǎn)速調(diào)到 35m/min，不宜快速，否則不利于將膜引入流涎機。操作者手距離輥筒應(yīng)保

13、持安全距離。4.在切飛邊過程中須將速比調(diào)大，保持一定張力，同時調(diào)節(jié)牽引輥二側(cè)壓力使膜牽引均勻，否則可能會切偏。使用切邊刀時，注意刃口避免劃傷。在將飛邊引至邊料牽引輥的過程中及機器正常運轉(zhuǎn)期間，應(yīng)與機器保持適當距離，防止衣服纏進牽引輥。如衣物被牽住，應(yīng)按“急停按鈕”停機。5.機器使用結(jié)束后，清理擠出機和口模時，使用銅刀、棒或壓縮空氣，勿損傷螺桿和口模的光潔表面。注意保持輥筒面清潔和機器的良好潤滑。實驗記錄及報告 實驗 _ _ 塑料擠出 流涎 實驗 班級：姓名：學(xué)號：同組實驗者：實驗日期：指導(dǎo)教師簽字：評分：（實驗過程中，認真記錄并填寫本實驗數(shù)據(jù)，實驗結(jié)束后，送交指導(dǎo)教師簽字） 一、實驗過程及數(shù)據(jù)

14、記錄 1樹脂名稱及牌號 ； 2原料干燥溫度和時間 h； 3.單螺桿擠出機型號 ；流涎機型號 ； 4 流涎輥口模寬度 mm； 5.各區(qū)加熱溫度，料筒 ， ， ；機頭 ， ； ； 6螺桿轉(zhuǎn)速 r/min， 7.扭矩量程 N·m，實際扭矩 N·m； 7冷卻輥轉(zhuǎn)速 mm/min 9流涎膜有效寬度（切邊后） mm； 10薄膜表面質(zhì)量 ； 11.實驗現(xiàn)象 。二 數(shù)據(jù)處理 試樣編號 1 2 3 4 5 薄膜測量厚度 H(mm) 單層薄膜平均厚度 h(mm) 薄膜寬度 Wn(mm) 薄膜平均寬度 W(mm) 工作部分寬度 b(mm) 工作部分厚度 h(mm) 最大負荷 P(N) 拉伸強度 &am