聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件

聚合物成型加工原理第七章聚合物成型加工原理第七章1（優(yōu)選）聚合物成型加工原理第七章（優(yōu)選）聚合物成型加工原理第七章2聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件3壓延用原料：聚氯乙烯（PVC）最多聚苯乙烯—丁二烯—丙烯腈（ABS）氯乙烯—醋酸乙烯共聚物聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）醋酸纖維等壓延用原料：4壓延的主要產品

壓延成型一般用于薄膜、片材的生產；還可以生產人造革和涂層產品。

（1）薄膜厚度小于0.25mm為薄膜（2）薄片厚度大于0.25mm為薄片（3）壓延的最適宜加工范圍0.05—0.6mm

的軟質片材及薄膜PVC0.10—0.7mm

的硬質片材、薄膜及板材PVC壓延的主要產品壓延成型一般用于薄膜、片材的生產；還可5壓延成型方法的優(yōu)點（1）加工量大1年的加工量可達5000—10000噸（2）生產速度快薄膜生產的線速度可達60—100m/min

甚至300m/min（3）質量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整（4）連續(xù)生產，效率高壓延成型方法的優(yōu)點（1）加工量大1年的加工量6壓延成型方法的缺點（1）設備龐大，投資大（2）設備專用性強，產品調整困難（3）維修困難（設備龐大、輔機眾多）（4）幅寬同樣受到限制壓延成型方法的缺點（1）設備龐大，投資大（2）設備專用性77.2壓延設備7.2壓延設備8∵與Y無關=2RH0[3μ/H0(1+x’2)2][V-Q/2H0(1+x’2)](7-15)式前階段：備料階段前階段：備料階段dP/dx’=2RH0(3μ/h2)(V-Q/2h)Vx、Vy、Vz：分別是物料流動時在X、Y、Z三方向的分速度。08μm14高強度：壓延機的壓力大，速度快，且要求平穩(wěn)3）各筒拆卸方便，易于檢修盡量避免各個輥筒在受力時發(fā)生干擾，并充分考慮操作的要求和方便，及自動供料的需要。g(-x’0,λ)=-5λ3最大壓力點：x’=-λ，g(-λ,λ)=5λ3，P’=1聚苯乙烯—丁二烯—丙烯腈（ABS）（3）質量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整三輥：根據假設1將（7-1）化簡為：根據質量不滅定律：ρ：熔體密度

前階段：備料階段

壓延工藝后階段：壓延、牽引、軋花、冷卻、卷取、切割等一.前階段

1.任務：塑料的配制、塑化和向壓延機供料

2.要求：供料要均勻，物料溫度分布要保持均勻，物料塑化要均勻。

3.方法及主要設備：

a.塑料的配制：高速混合機

b.塑化與供料：用密煉機塑化用擠出機供料用雙輥供料用高效塑化機塑化，與擠出機供料用擠出機塑化，用兩臺雙輥機塑化供料∵與Y無關9

高效塑化機：

4.輔助設備：

a.金屬探測儀：除去金屬雜質

b.擺斗：喂料裝置

10二.后階段

1.壓延機：

a.分類：按輥筒數(shù)目不同分為：雙輥、三輥、四輥、六輥按輥筒排列方式不同分為：如下圖三輥：

I型三角型四輥：

I型倒L型正Z型斜Z型

二.后階段11雙輥：一般用于塑煉、壓片、供料四輥的優(yōu)點：制品厚度薄且均勻、表面光滑、速度快（比三輥快2—8倍，達60—240m/min）、還可以完成雙面貼膠工藝，有取代三輥的趨勢五輥、六輥：設備龐大雙輥：一般用于塑煉、壓片、供料四輥的優(yōu)點：制品厚度薄且均勻、12b.輥筒排列原則：盡量避免各個輥筒在受力時發(fā)生干擾，并充分考慮操作的要求和方便，及自動供料的需要。b.輥筒排列原則：13斜Z字型排列和倒L型排列的比較（1）斜Z字型排列的優(yōu)點1）各輥筒相互獨立，受力時不互相干擾，傳動平穩(wěn)、操作穩(wěn)定，制品厚度易控制2）物料和輥筒的接觸時間短、受熱少、不易分解3）各筒拆卸方便，易于檢修4）上料方便，便于觀察存料，且便于雙面貼膠5）廠房高度要求低（2）倒L型排列的優(yōu)點1）物料包住輥的面積比較大，產品的表面光潔度較好2）雜物不容易掉入斜Z字型排列和倒L型排列的比較（1）斜Z字型排列的優(yōu)點1）各14斜Z型排列的缺點：物料包住輥筒的面積較??；雜質易掉入。

斜Z型排列的缺點：154影響壓延制品質量的因素-λ<x’<λ時，壓力梯度為負值，速度分布為凸曲線；②輥筒加熱方法：蒸汽加熱、煤氣、過熱水、電加熱。各輥溫度依次升高，一般相差5~10℃，Ⅲ、Ⅳ兩輥溫度應近乎相等。流體是不可壓縮的，沒有彈性的牛頓流體；h—凹凸系數(shù)或中高度，一般只有百分之幾或十分之幾的毫米。Vx=（）y2/2μ+C2（7-6）式2）物料和輥筒的接觸時間短、受熱少、不易分解塑化與供料：用密煉機塑化用擠出機供料用混凝土固定于地下，前述機器的機座在地下深1.3）各筒拆卸方便，易于檢修分離力F：物料對輥筒的分離力。分子量高、分子量窄的樹脂可得到物理機械性能、熱穩(wěn)定性和表面均勻性好的制品，但也會增加壓延溫度和設備的負荷，且塑化成型溫度與分解溫度越接近，對生產薄膜越不利；最大壓力點：鉗住區(qū)壓力最大點，又稱鉗住點。λ2=（Q/2VH0）-1=（Q-2VH0）/2VH0（7-16）式甚至300m/minX軸：兩輥筒橫截面的對稱線C2=V－（）·（y2-h2）/2μ要求：供料要均勻，物料溫度分布要保持均勻，物料塑化要均勻。第二輥固定，其余均可調。二、壓延機的構造1、總體要求高強度：壓延機的壓力大，速度快，且要求平穩(wěn)高精度：運行平穩(wěn)，厚度均勻2、總體尺寸例：大連橡膠塑料機械廠生產的SY-4S-1800型塑料四輥壓延機長：10米開外寬：6米以上高：5米左右重：140噸4影響壓延制品質量的因素二、壓延機的構造1、總體要求16聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件17.壓延機的結構（四輥）（一）主機

1.機座：

2.機架：

用混凝土固定于地下，前述機器的機座在地下深1.16米，寬3.56米，長5.6米用鑄鋼制成。主要是兩側的夾板（用于支撐輥筒的軸承、調節(jié)裝置和其它附件）.壓延機的結構（四輥）用混凝土固定于地下，前述機器的機座在地183.輥筒：性能要求：①

輥筒要求有足夠的強度、剛度；作業(yè)面應耐磨、耐腐蝕、高強度材料冷鑄鋼；殼：冷硬鑄鐵芯：球墨鑄鐵鉻鉬合金③

表面光潔度：很光Ra：0.08μm14剛性好，限制長徑比3.輥筒：①輥筒要求有足夠的強度、剛度；作業(yè)面應耐磨、耐19

②輥筒加熱方法：蒸汽加熱、煤氣、過熱水、電加熱。③輥筒結構：鑄鋼或合金鋼制成，有空心式和鉆空式。直徑600~900mm，長度1800~2500mm，長徑比2.5~3：1。②輥筒加熱方法：蒸汽加熱、煤氣、過熱水、電加熱。20（3）軸承軸承的作用軸承的分類（滑動、滾動）、優(yōu)缺點（4）輥距調節(jié)裝置第二輥固定，其余均可調。輥距不同，產品的厚度不同，且對物料的剪切也不同一般分為粗調和精調兩套裝置（3）軸承軸承的作用軸承的分類（滑216.驅動裝置：對每個輥筒各自驅動，各配三個電動機，一臺驅動和兩臺調距電動機。如果是一臺電機，就需要復雜一些的傳動方式（齒輪傳動、皮帶傳動、鏈條傳動、蝸桿蝸輪傳動等）

7.軸交叉裝置和預應力裝置

8.其它裝置：潤滑系統(tǒng)、切邊裝置、擋料裝置、安全防護。6.驅動裝置：對每個輥筒各自驅動，各配三個電動機，一臺驅動和22聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件23聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件24（二）輔機

1.引離輥：將薄膜從輥筒上均勻的剝離，同時對制品進行一定的拉伸。轉速比輥筒大30%，需加熱，所以為空心。

2.軋花裝置：有軋花輥和橡膠輥組成。軋花輥橡膠輥軋花輥溫度和速度

3.冷卻裝置：冷卻定型四輥鋁質磨砂輥筒（二）輔機25聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件26

4.傳輸帶：作用：繼續(xù)冷卻；消除內應力，使應力松弛。

5.測厚儀：α—射線、β—射線和γ—射線測厚儀

6.卷取裝置：卷取張力要適當；卷取速度V要適當。

V=2πnRn：轉速

R：薄膜圈的直徑張力用張力輥調節(jié)轉速用限往開關控制4.傳輸帶：27聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件28終鉗住點處要使P=0，則：g(λ,λ)=-5λ3（7-1）式C2=V－（）·（y2-h2）/2μ輥筒的材料不同；引離輥：將薄膜從輥筒上均勻的剝離，同時對制品進行一定的拉伸。V：輥筒表面線速度·在自由狀態(tài)加熱時，由于解取向作用，薄膜各向尺寸發(fā)生不同變化，縱向出現(xiàn)收縮，橫向與厚度出現(xiàn)膨脹。（3）質量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整∴（7-2）式化簡為：穩(wěn)定劑分子對金屬具有親和力（優(yōu)選）聚合物成型加工原理第七章·過少，薄膜表面毛糙，產生缺料，硬片中有菱形孔洞。∴τ=μ·dVx/dy7mm的硬質片材、薄膜及板材PVC08μm14相對壓力P’：鉗住區(qū)任一點壓力和最大壓力的比。F=B·P·dx’=2μVRB[(1/H0)-(1/h0)]原因：所用穩(wěn)定劑與樹脂的相容性較差軋花輥溫度和速度轉速用限往開關控制18~24m/min7.3壓延過程中的流動分析一.術語：

1.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。

2.始鉗住點：輥筒開始對物料加壓的點。

3.終鉗住點：加壓終點。

4.中心鉗住點：兩輥筒的中心點。

5.最大壓力點：鉗住區(qū)壓力最大點，又稱鉗住點。終鉗住點處要使P=0，則：g(λ,λ)=-529聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件30聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件31二.選擇坐標原點：鉗住點

X軸：兩輥筒橫截面的對稱線

Y軸：兩輥筒圓心連線

Z軸：輥筒軸向二.選擇坐標327.3.1基本方程根據質量不滅定律：（7-1）式

ρ：熔體密度

Vx、Vy、Vz：分別是物料流動時在X、Y、Z三方向的分速度。

t：時間根據X軸的動量守衡定律：（7-2）式

P：作用在流體上的壓力gx：重力加速度

τ：作用在流體上的剪切應力，第一下標x表示應力分量的作用面與x軸垂直，第二下標xyz分別表示應力分量的作用方向。7.3.1基本方程337.3.2假設與簡化一.假設

1.流體是不可壓縮的，沒有彈性的牛頓流體；

2.等溫過程；

3.穩(wěn)態(tài)的層流流動，無滑移現(xiàn)象；

4.假設流體是在無限寬平行板中的一維流動；

5.忽略重力的影響；

6.假設壓力只沿X軸方向有變化，在Y軸方向為定值。

7.3.2假設與簡化34二.簡化根據假設1將（7-1）化簡為：（7-3）式∵∴τ=μ·dVx/dy∴（7-2）式可化成（7-2*）式二.簡化35

根據假設3：=0

根據假設4：=0，根據假設5：ρgx=0∴（7-2）式化簡為：（7-3）式

367.3.3始鉗住點與終鉗住點的關系一.求流速Vx∵與Y無關∴對（7-4）一次積分得：

γ=dVx/dy=()·y/μ+C1

（7-5）式由邊界條件：y=o，dVx/dy=0得C1=0。二次積分得：

Vx=（）y2/2μ+C2

（7-6）式由邊界條件：y=h，Vx(h)=V得：

C2=V－（）·（y2-h2）/2μ∴Vx=V+（）·（y2-h2）/2μ（7-7）式

V：輥筒表面線速度7.3.3始鉗住點與終鉗住點的關系37

h：對稱面至輥筒表面距離，

h=h(x)=H0+R—（R2—x2）（7-8）式

h=H0+x2/2R最后簡化得：

Vx=V+（）[y2-(H0+x2/2R)2]/2μ二.求流量表達式

Q=2Vx·dy=2h[V-()h2/3μ]（7-11）式

h：對稱面至輥筒表面距離，38三.壓力梯度及壓力表達式

1.壓力梯度表達式：

=（V-Q/2h）3μ/h22.壓力表達式：

a.進行變量代換

Χ’=χ/（2RH0）（7-13）式變形得：

dP/dx’=2RH0(3μ/h2)(V-Q/2h)=2RH0[3μ/H0(1+x’2)2][V-Q/2H0(1+x’2)](7-15)式三.壓力梯度及壓力表達式2.壓力表達式：39各輥溫度依次升高，一般相差5~10℃，Ⅲ、Ⅳ兩輥溫度應近乎相等。按輥筒排列方式不同分為：如下圖2）物料和輥筒的接觸時間短、受熱少、不易分解高精度：運行平穩(wěn)，厚度均勻C2=V－（）·（y2-h2）/2μR：薄膜圈的直徑與x軸垂直，第二下標xyz分別表示應力分量的作用方向。用高效塑化機塑化，與擠出機供料消除內應力，使應力松弛。②輥筒加熱方法：蒸汽加熱、煤氣、過熱水、電加熱。穩(wěn)定劑分子對金屬具有親和力中心鉗住點：x’=0，g(0,λ)=0，P’=1/2dP/dx’=2RH0(3μ/h2)(V-Q/2h)雜質易掉入。h=H0+x2/2R軋花輥橡膠輥（3）質量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整b.引入無因次量λλ2=（Q/2VH0）-1=（Q-2VH0）/2VH0

（7-16）式設物料脫離滾筒表面處（終鉗住點）：x=X,h=HH/H0=1+x’2

同時：Q＝2VH

λ2

＝x’2

則：

P=(μV/H0)9R/32H0[g(x’,λ)+5λ3]（7-18）式

g(x’,λ)=[(x’2–1－5λ3x’2)/(1+x’2)2]X’+(1－λ3)arctgX’

三.壓力表達式各輥溫度依次升高，一般相差5~10℃，Ⅲ、Ⅳ兩輥溫度應近乎相40四.討論

1.當x’=λ，P=0，終鉗住點，為最小壓力點。

2.當x’=-λ，P=Pmax，為最大壓力點。

Pmax=（9R/8H0）·5μvλ3/H0

（7-19）式

3.始鉗住點，P=0，設x’=-x’0,得：

g(-x’0,λ)=-5λ3

終鉗住點處要使P=0，則：g(λ,λ)=-5λ3∴g(-x’0,λ)=g(λ,λ)四.討論41此式反映了-x’0與λ的關系，即始鉗住點與終鉗住點的關系。由圖可看出，始鉗住點越大，終鉗住點就越大此式反映了-x’0與λ的關系，即始鉗住點與終鉗住點的關系。42五壓力分布曲線相對壓力P’：鉗住區(qū)任一點壓力和最大壓力的比。

P’=P/Pmax=[1+g(x’

,λ)/5λ3]/2（7-20）式

1.始鉗住點：x’

=-x’0,g(-x’0,λ)=-5λ3，P’=02.最大壓力點：x’

=-λ，g(-λ,λ)=5λ3，P’=13.中心鉗住點：x’

=0，g(0,λ)=0，P’=1/24.終鉗住點：x’

=λ，g(λ,λ)=-5λ3，P’=0五壓力分布曲線43聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件44六輥筒的分離力A.分離力F：物料對輥筒的分離力。

F=B·P·dx’=2μVRB[(1/H0)-(1/h0)]B：輥筒工作面長度

-x’0：始鉗住點

λ：終鉗住點

h0：始鉗住點處物料厚度B.橫壓力P

表示每厘米輥筒工作面長度的分離力。

P=F/B六輥筒的分離力45七鉗住區(qū)的速度分布

Vx=V[1+3（η2-1）（x’2-λ2）/2（1+x’2

）]η=y/h

當x’=±λ時，Vx=V；當λ為確定值時，Vx只是x’和η的函數(shù)，而當x’確定時，η也確定。例如：λ2=0.1，而x’分別為-4λ,-2λ,-λ，0時，速度分布情況如圖：

七鉗住區(qū)的速度分布46聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件47

1.當x’=±λ時，Vx=V，速度分布為直線；

2.-λ<x’<λ時，壓力梯度為負值，速度分布為凸曲線；

3.當x’<-λ時，壓力梯度為正值，速度分布為凹曲線；

4.當x’=-（x’）*時，在y=0處，Vx=0；

5.當-x’0<x’<-（x’）*時，速度有正有負。1.當x’=±λ時，Vx=V，速度分布為直線；48速度和壓力分布曲線速度和壓力分布曲線497.4影響壓延制品質量的因素7.4影響壓延制品質量的因素50一.原料因素

1.樹脂：

a.分子量高、分子量窄的樹脂可得到物理機械性能、熱穩(wěn)定性和表面均勻性好的制品，但也會增加壓延溫度和設備的負荷，且塑化成型溫度與分解溫度越接近，對生產薄膜越不利；

b.灰分含量高，主要影響薄膜的透明度；

c.水分或揮發(fā)物過高會使制品帶有氣泡。

聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件512.穩(wěn)定劑、增塑劑的影響

a.壓延中含增塑劑越多的軟PVC，在相同的條件下粘度越低，因此在不改變壓延機負荷下，就可提高輥筒的轉速或降低壓延溫度；

b.若采用不適當?shù)姆€(wěn)定劑，輥筒表面蒙上一層石蠟狀物質，導致制品表面不光和粘輥。原因：所用穩(wěn)定劑與樹脂的相容性較差穩(wěn)定劑分子對金屬具有親和力避免方法：選用適當?shù)姆€(wěn)定劑：金屬皂類加入吸收金屬皂類更強的填料：水氧化鋁加入酸性潤滑劑

2.穩(wěn)定劑、增塑劑的影響523.供料的事前混合與塑煉目的在于分別使配方中的各種組分分數(shù)和塑煉均勻，以滿足壓延加工的要求。二.壓延機的操作因素

1.輥溫與輥速：配方相同時，輥速不同，輥溫也應不同。各輥溫度依次升高，一般相差5~10℃，Ⅲ、Ⅳ兩輥溫度應近乎相等。3.供料的事前混合與塑煉53

2.輥筒速比：相臨兩輥筒線速度之比。

a.速比目的：使壓延物依次貼輥；使產品取得一定的拉伸定向。

b.速比控制范圍：根據產品厚度確定制品農膜工業(yè)膜包裝膜硬片

厚度0.1mm0.23mm0.14mm0.5mm

主輥轉速速比范圍45m/min35m/min50m/min18~24m/minV2/V11.19~1.201.21~1.221.20~1.261.06~1.23V3/V21.18~1.191.16~1.181.14~1.161.20~1.23V4/V31.20~1.221.20~1.221.16~1.211.24~1.262.輥筒速比：相臨兩輥筒線速度之比。制品農膜工業(yè)膜包裝膜54

3.輥距H0及輥筒間的存料

a.調節(jié)輥距目的：為適應不同厚度產品的要求；改變存料量。

b.存料目的：起儲備、補充和進一步塑化的作用。

c.存料量：

·過多，薄膜表面毛糙，有云斑，易產生氣泡，硬片中有冷疤，增大輥筒負荷。

·過少，薄膜表面毛糙，產生缺料，硬片中有菱形孔洞。

·實際生產中，Ⅱ/Ⅲ輥間存料量，細至一條直線；

Ⅲ/Ⅳ輥間存料量，控制在鉛筆粗細。

3.輥距H0及輥筒間的存料554.剪切和拉伸

a.定向效應（壓延效應）：由于壓延物在縱向上受到很大的剪切應力和一些拉伸應力，因此高聚物分子會順著薄膜前進方向發(fā)生分子定向，以致薄膜在物理機械性能上出現(xiàn)各向異性，這種現(xiàn)象即定向效應。

b.變化要點：

·與壓延方向平行和垂直兩個方向上，斷裂伸長率不同；

·在自由狀態(tài)加熱時，由于解取向作用，薄膜各向尺寸發(fā)生不同變化，縱向出現(xiàn)收縮，橫向與厚度出現(xiàn)膨脹。4.剪切和拉伸56三.設備因素

1.“三高兩低”現(xiàn)象：原因：

a.輥筒的彈性變形：長徑比越大，變形越大。

b.輥筒表面溫度分布不均勻：兩邊溫度常比中間低。溫度分布不均原因：輥筒兩端有較大的輻射熱損失；向軸承和機架傳熱；受潤滑劑的冷卻影響。三.設備因素57聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件582.克服輥筒彈性形變方法：

a.中高法：將輥筒做成腰鼓形。

h—凹凸系數(shù)或中高度，一般只有百分之幾或十分之幾的毫米。此法缺陷：料不同，粘度不同，產生的壓力、分離力、撓曲度就不同輥筒的材料不同；操作條件不同；變形程度不同因此此法只使用于同一原料、同一壓延機、同一操作條件。2.克服輥筒彈性形變方法：59聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件60

b.軸交叉優(yōu)點：可隨產品不同、配方不同、操作條件不同進行調節(jié)。常用于最后一個輥筒，且常與中高度法結合使用，軸交叉度數(shù)2~3°。

b.軸交叉61聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件62c.預應力：預先施加壓力，方向與分離力引起的變形方向相反。優(yōu)點：輥筒弧度有較大的變化范圍；克服輥筒彎曲現(xiàn)象很徹底。缺點：施加的壓力很大；增大了輥筒的負荷，降低了輥筒的使用壽命。c.預應力：預先施加壓力，方向與分離力引起的變形方向相反。63聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件643.降低輥筒溫度分布不均方法：可在溫度低的部位采用紅外線或其它補償加熱，或在近中區(qū)兩邊用風管吹冷風冷卻。3.降低輥筒溫度分布不均方法：65聚合物成型加工原理第七章聚合物成型加工原理第七章66（優(yōu)選）聚合物成型加工原理第七章（優(yōu)選）聚合物成型加工原理第七章67聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件68壓延用原料：聚氯乙烯（PVC）最多聚苯乙烯—丁二烯—丙烯腈（ABS）氯乙烯—醋酸乙烯共聚物聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）醋酸纖維等壓延用原料：69壓延的主要產品

壓延成型一般用于薄膜、片材的生產；還可以生產人造革和涂層產品。

（1）薄膜厚度小于0.25mm為薄膜（2）薄片厚度大于0.25mm為薄片（3）壓延的最適宜加工范圍0.05—0.6mm

的軟質片材及薄膜PVC0.10—0.7mm

的硬質片材、薄膜及板材PVC壓延的主要產品壓延成型一般用于薄膜、片材的生產；還可70壓延成型方法的優(yōu)點（1）加工量大1年的加工量可達5000—10000噸（2）生產速度快薄膜生產的線速度可達60—100m/min

甚至300m/min（3）質量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整（4）連續(xù)生產，效率高壓延成型方法的優(yōu)點（1）加工量大1年的加工量71壓延成型方法的缺點（1）設備龐大，投資大（2）設備專用性強，產品調整困難（3）維修困難（設備龐大、輔機眾多）（4）幅寬同樣受到限制壓延成型方法的缺點（1）設備龐大，投資大（2）設備專用性727.2壓延設備7.2壓延設備73∵與Y無關=2RH0[3μ/H0(1+x’2)2][V-Q/2H0(1+x’2)](7-15)式前階段：備料階段前階段：備料階段dP/dx’=2RH0(3μ/h2)(V-Q/2h)Vx、Vy、Vz：分別是物料流動時在X、Y、Z三方向的分速度。08μm14高強度：壓延機的壓力大，速度快，且要求平穩(wěn)3）各筒拆卸方便，易于檢修盡量避免各個輥筒在受力時發(fā)生干擾，并充分考慮操作的要求和方便，及自動供料的需要。g(-x’0,λ)=-5λ3最大壓力點：x’=-λ，g(-λ,λ)=5λ3，P’=1聚苯乙烯—丁二烯—丙烯腈（ABS）（3）質量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整三輥：根據假設1將（7-1）化簡為：根據質量不滅定律：ρ：熔體密度

前階段：備料階段

壓延工藝后階段：壓延、牽引、軋花、冷卻、卷取、切割等一.前階段

1.任務：塑料的配制、塑化和向壓延機供料

2.要求：供料要均勻，物料溫度分布要保持均勻，物料塑化要均勻。

3.方法及主要設備：

a.塑料的配制：高速混合機

b.塑化與供料：用密煉機塑化用擠出機供料用雙輥供料用高效塑化機塑化，與擠出機供料用擠出機塑化，用兩臺雙輥機塑化供料∵與Y無關74

高效塑化機：

4.輔助設備：

a.金屬探測儀：除去金屬雜質

b.擺斗：喂料裝置

75二.后階段

1.壓延機：

a.分類：按輥筒數(shù)目不同分為：雙輥、三輥、四輥、六輥按輥筒排列方式不同分為：如下圖三輥：

I型三角型四輥：

I型倒L型正Z型斜Z型

二.后階段76雙輥：一般用于塑煉、壓片、供料四輥的優(yōu)點：制品厚度薄且均勻、表面光滑、速度快（比三輥快2—8倍，達60—240m/min）、還可以完成雙面貼膠工藝，有取代三輥的趨勢五輥、六輥：設備龐大雙輥：一般用于塑煉、壓片、供料四輥的優(yōu)點：制品厚度薄且均勻、77b.輥筒排列原則：盡量避免各個輥筒在受力時發(fā)生干擾，并充分考慮操作的要求和方便，及自動供料的需要。b.輥筒排列原則：78斜Z字型排列和倒L型排列的比較（1）斜Z字型排列的優(yōu)點1）各輥筒相互獨立，受力時不互相干擾，傳動平穩(wěn)、操作穩(wěn)定，制品厚度易控制2）物料和輥筒的接觸時間短、受熱少、不易分解3）各筒拆卸方便，易于檢修4）上料方便，便于觀察存料，且便于雙面貼膠5）廠房高度要求低（2）倒L型排列的優(yōu)點1）物料包住輥的面積比較大，產品的表面光潔度較好2）雜物不容易掉入斜Z字型排列和倒L型排列的比較（1）斜Z字型排列的優(yōu)點1）各79斜Z型排列的缺點：物料包住輥筒的面積較小；雜質易掉入。

斜Z型排列的缺點：804影響壓延制品質量的因素-λ<x’<λ時，壓力梯度為負值，速度分布為凸曲線；②輥筒加熱方法：蒸汽加熱、煤氣、過熱水、電加熱。各輥溫度依次升高，一般相差5~10℃，Ⅲ、Ⅳ兩輥溫度應近乎相等。流體是不可壓縮的，沒有彈性的牛頓流體；h—凹凸系數(shù)或中高度，一般只有百分之幾或十分之幾的毫米。Vx=（）y2/2μ+C2（7-6）式2）物料和輥筒的接觸時間短、受熱少、不易分解塑化與供料：用密煉機塑化用擠出機供料用混凝土固定于地下，前述機器的機座在地下深1.3）各筒拆卸方便，易于檢修分離力F：物料對輥筒的分離力。分子量高、分子量窄的樹脂可得到物理機械性能、熱穩(wěn)定性和表面均勻性好的制品，但也會增加壓延溫度和設備的負荷，且塑化成型溫度與分解溫度越接近，對生產薄膜越不利；最大壓力點：鉗住區(qū)壓力最大點，又稱鉗住點。λ2=（Q/2VH0）-1=（Q-2VH0）/2VH0（7-16）式甚至300m/minX軸：兩輥筒橫截面的對稱線C2=V－（）·（y2-h2）/2μ要求：供料要均勻，物料溫度分布要保持均勻，物料塑化要均勻。第二輥固定，其余均可調。二、壓延機的構造1、總體要求高強度：壓延機的壓力大，速度快，且要求平穩(wěn)高精度：運行平穩(wěn)，厚度均勻2、總體尺寸例：大連橡膠塑料機械廠生產的SY-4S-1800型塑料四輥壓延機長：10米開外寬：6米以上高：5米左右重：140噸4影響壓延制品質量的因素二、壓延機的構造1、總體要求81聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件82.壓延機的結構（四輥）（一）主機

1.機座：

2.機架：

用混凝土固定于地下，前述機器的機座在地下深1.16米，寬3.56米，長5.6米用鑄鋼制成。主要是兩側的夾板（用于支撐輥筒的軸承、調節(jié)裝置和其它附件）.壓延機的結構（四輥）用混凝土固定于地下，前述機器的機座在地833.輥筒：性能要求：①

輥筒要求有足夠的強度、剛度；作業(yè)面應耐磨、耐腐蝕、高強度材料冷鑄鋼；殼：冷硬鑄鐵芯：球墨鑄鐵鉻鉬合金③

表面光潔度：很光Ra：0.08μm14剛性好，限制長徑比3.輥筒：①輥筒要求有足夠的強度、剛度；作業(yè)面應耐磨、耐84

②輥筒加熱方法：蒸汽加熱、煤氣、過熱水、電加熱。③輥筒結構：鑄鋼或合金鋼制成，有空心式和鉆空式。直徑600~900mm，長度1800~2500mm，長徑比2.5~3：1。②輥筒加熱方法：蒸汽加熱、煤氣、過熱水、電加熱。85（3）軸承軸承的作用軸承的分類（滑動、滾動）、優(yōu)缺點（4）輥距調節(jié)裝置第二輥固定，其余均可調。輥距不同，產品的厚度不同，且對物料的剪切也不同一般分為粗調和精調兩套裝置（3）軸承軸承的作用軸承的分類（滑866.驅動裝置：對每個輥筒各自驅動，各配三個電動機，一臺驅動和兩臺調距電動機。如果是一臺電機，就需要復雜一些的傳動方式（齒輪傳動、皮帶傳動、鏈條傳動、蝸桿蝸輪傳動等）

7.軸交叉裝置和預應力裝置

8.其它裝置：潤滑系統(tǒng)、切邊裝置、擋料裝置、安全防護。6.驅動裝置：對每個輥筒各自驅動，各配三個電動機，一臺驅動和87聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件88聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件89（二）輔機

1.引離輥：將薄膜從輥筒上均勻的剝離，同時對制品進行一定的拉伸。轉速比輥筒大30%，需加熱，所以為空心。

2.軋花裝置：有軋花輥和橡膠輥組成。軋花輥橡膠輥軋花輥溫度和速度

3.冷卻裝置：冷卻定型四輥鋁質磨砂輥筒（二）輔機90聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件91

4.傳輸帶：作用：繼續(xù)冷卻；消除內應力，使應力松弛。

5.測厚儀：α—射線、β—射線和γ—射線測厚儀

6.卷取裝置：卷取張力要適當；卷取速度V要適當。

V=2πnRn：轉速

R：薄膜圈的直徑張力用張力輥調節(jié)轉速用限往開關控制4.傳輸帶：92聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件93終鉗住點處要使P=0，則：g(λ,λ)=-5λ3（7-1）式C2=V－（）·（y2-h2）/2μ輥筒的材料不同；引離輥：將薄膜從輥筒上均勻的剝離，同時對制品進行一定的拉伸。V：輥筒表面線速度·在自由狀態(tài)加熱時，由于解取向作用，薄膜各向尺寸發(fā)生不同變化，縱向出現(xiàn)收縮，橫向與厚度出現(xiàn)膨脹。（3）質量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整∴（7-2）式化簡為：穩(wěn)定劑分子對金屬具有親和力（優(yōu)選）聚合物成型加工原理第七章·過少，薄膜表面毛糙，產生缺料，硬片中有菱形孔洞?！唳?μ·dVx/dy7mm的硬質片材、薄膜及板材PVC08μm14相對壓力P’：鉗住區(qū)任一點壓力和最大壓力的比。F=B·P·dx’=2μVRB[(1/H0)-(1/h0)]原因：所用穩(wěn)定劑與樹脂的相容性較差軋花輥溫度和速度轉速用限往開關控制18~24m/min7.3壓延過程中的流動分析一.術語：

1.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。

2.始鉗住點：輥筒開始對物料加壓的點。

3.終鉗住點：加壓終點。

4.中心鉗住點：兩輥筒的中心點。

5.最大壓力點：鉗住區(qū)壓力最大點，又稱鉗住點。終鉗住點處要使P=0，則：g(λ,λ)=-594聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件95聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件96二.選擇坐標原點：鉗住點

X軸：兩輥筒橫截面的對稱線

Y軸：兩輥筒圓心連線

Z軸：輥筒軸向二.選擇坐標977.3.1基本方程根據質量不滅定律：（7-1）式

ρ：熔體密度

Vx、Vy、Vz：分別是物料流動時在X、Y、Z三方向的分速度。

t：時間根據X軸的動量守衡定律：（7-2）式

P：作用在流體上的壓力gx：重力加速度

τ：作用在流體上的剪切應力，第一下標x表示應力分量的作用面與x軸垂直，第二下標xyz分別表示應力分量的作用方向。7.3.1基本方程987.3.2假設與簡化一.假設

1.流體是不可壓縮的，沒有彈性的牛頓流體；

2.等溫過程；

3.穩(wěn)態(tài)的層流流動，無滑移現(xiàn)象；

4.假設流體是在無限寬平行板中的一維流動；

5.忽略重力的影響；

6.假設壓力只沿X軸方向有變化，在Y軸方向為定值。

7.3.2假設與簡化99二.簡化根據假設1將（7-1）化簡為：（7-3）式∵∴τ=μ·dVx/dy∴（7-2）式可化成（7-2*）式二.簡化100

根據假設3：=0

根據假設4：=0，根據假設5：ρgx=0∴（7-2）式化簡為：（7-3）式

1017.3.3始鉗住點與終鉗住點的關系一.求流速Vx∵與Y無關∴對（7-4）一次積分得：

γ=dVx/dy=()·y/μ+C1

（7-5）式由邊界條件：y=o，dVx/dy=0得C1=0。二次積分得：

Vx=（）y2/2μ+C2

（7-6）式由邊界條件：y=h，Vx(h)=V得：

C2=V－（）·（y2-h2）/2μ∴Vx=V+（）·（y2-h2）/2μ（7-7）式

V：輥筒表面線速度7.3.3始鉗住點與終鉗住點的關系102

h：對稱面至輥筒表面距離，

h=h(x)=H0+R—（R2—x2）（7-8）式

h=H0+x2/2R最后簡化得：

Vx=V+（）[y2-(H0+x2/2R)2]/2μ二.求流量表達式

Q=2Vx·dy=2h[V-()h2/3μ]（7-11）式

h：對稱面至輥筒表面距離，103三.壓力梯度及壓力表達式

1.壓力梯度表達式：

=（V-Q/2h）3μ/h22.壓力表達式：

a.進行變量代換

Χ’=χ/（2RH0）（7-13）式變形得：

dP/dx’=2RH0(3μ/h2)(V-Q/2h)=2RH0[3μ/H0(1+x’2)2][V-Q/2H0(1+x’2)](7-15)式三.壓力梯度及壓力表達式2.壓力表達式：104各輥溫度依次升高，一般相差5~10℃，Ⅲ、Ⅳ兩輥溫度應近乎相等。按輥筒排列方式不同分為：如下圖2）物料和輥筒的接觸時間短、受熱少、不易分解高精度：運行平穩(wěn)，厚度均勻C2=V－（）·（y2-h2）/2μR：薄膜圈的直徑與x軸垂直，第二下標xyz分別表示應力分量的作用方向。用高效塑化機塑化，與擠出機供料消除內應力，使應力松弛。②輥筒加熱方法：蒸汽加熱、煤氣、過熱水、電加熱。穩(wěn)定劑分子對金屬具有親和力中心鉗住點：x’=0，g(0,λ)=0，P’=1/2dP/dx’=2RH0(3μ/h2)(V-Q/2h)雜質易掉入。h=H0+x2/2R軋花輥橡膠輥（3）質量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整b.引入無因次量λλ2=（Q/2VH0）-1=（Q-2VH0）/2VH0

（7-16）式設物料脫離滾筒表面處（終鉗住點）：x=X,h=HH/H0=1+x’2

同時：Q＝2VH

λ2

＝x’2

則：

P=(μV/H0)9R/32H0[g(x’,λ)+5λ3]（7-18）式

g(x’,λ)=[(x’2–1－5λ3x’2)/(1+x’2)2]X’+(1－λ3)arctgX’

三.壓力表達式各輥溫度依次升高，一般相差5~10℃，Ⅲ、Ⅳ兩輥溫度應近乎相105四.討論

1.當x’=λ，P=0，終鉗住點，為最小壓力點。

2.當x’=-λ，P=Pmax，為最大壓力點。

Pmax=（9R/8H0）·5μvλ3/H0

（7-19）式

3.始鉗住點，P=0，設x’=-x’0,得：

g(-x’0,λ)=-5λ3

終鉗住點處要使P=0，則：g(λ,λ)=-5λ3∴g(-x’0,λ)=g(λ,λ)四.討論106此式反映了-x’0與λ的關系，即始鉗住點與終鉗住點的關系。由圖可看出，始鉗住點越大，終鉗住點就越大此式反映了-x’0與λ的關系，即始鉗住點與終鉗住點的關系。107五壓力分布曲線相對壓力P’：鉗住區(qū)任一點壓力和最大壓力的比。

P’=P/Pmax=[1+g(x’

,λ)/5λ3]/2（7-20）式

1.始鉗住點：x’

=-x’0,g(-x’0,λ)=-5λ3，P’=02.最大壓力點：x’

=-λ，g(-λ,λ)=5λ3，P’=13.中心鉗住點：x’

=0，g(0,λ)=0，P’=1/24.終鉗住點：x’

=λ，g(λ,λ)=-5λ3，P’=0五壓力分布曲線108聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件109六輥筒的分離力A.分離力F：物料對輥筒的分離力。

F=B·P·dx’=2μVRB[(1/H0)-(1/h0)]B：輥筒工作面長度

-x’0：始鉗住點

λ：終鉗住點

h0：始鉗住點處物料厚度B.橫壓力P

表示每厘米輥筒工作面長度的分離力。

P=F/B六輥筒的分離力110七鉗住區(qū)的速度分布

Vx=V[1+3（η2-1）（x’2-λ2）/2（1+x’2

）]η=y/h

當x’=±λ時，Vx=V；當λ為確定值時，Vx只是x’和η的函數(shù)，而當x’確定時，η也確定。例如：λ2=0.1，而x’分別為-4λ,-2λ,-λ，0時，速度分布情況如圖：

七鉗住區(qū)的速度分布111聚合物成型加工原理第七章培訓講義課件112

1.當x’=±λ時，Vx=V，速度分布為直線；

2.-λ<x