實驗一擠出吹膜實驗

試驗一擠出吹塑薄膜試驗一、試驗?zāi)康牧私鈹D出機、吹膜機頭及輔機的構(gòu)造和工作原理把握擠出吹塑薄膜工藝操作過程、工藝參數(shù)調(diào)整及薄膜成型的影響因素分析；把握擠出吹塑LDPE薄膜的熱合工藝掌握。二、試驗原理擠出吹塑成型工藝塑料薄膜是一類重要的高分子材料制品。由于它具有質(zhì)輕、強度高、平坦、光滑和透亮等優(yōu)點，同時其加工簡潔、價格低廉，因而得到廣泛的應(yīng)用。塑料薄膜可以用擠出吹塑、壓中，壓延法主要用于非晶型高分子材料的加工，所需設(shè)備簡單，投資大，但生產(chǎn)效率高，產(chǎn)，薄膜透亮度好，各向同性，性能均一，但強度較低，且需消耗大量溶劑，本錢增加，對環(huán)保也不利。拉幅法主要適用于結(jié)晶型高分子材料，其生產(chǎn)工藝簡潔，薄膜質(zhì)量均勻，物理機械性能好，但設(shè)備投資較大。質(zhì)量較高，因此是目前應(yīng)用最廣泛的方法。用于吹塑薄膜的原料主要有聚乙烯PE、聚氯乙烯PV、聚偏二氯乙烯PDVPPPP(EAPA〕0.01mm～0.3mmPE薄膜的厚度一般在0.008mm～0.150mm之間；開放寬度從幾十毫米到幾十米。擠出吹塑成型是在擠出工藝的根底上進(jìn)展起來的一種熱塑性塑料的成型方法的實質(zhì)就是在擠出的型坯內(nèi)通過壓縮空氣吹脹后成型的，包括吹塑薄膜成型和中空吹塑成型。在吹塑薄膜成型中，依據(jù)擠出和牽引方向的不同，可以分為平擠上吹、平擠平吹和平擠11。最終導(dǎo)至卷取裝置，迭卷成雙折的塑料薄膜。其工藝流程為：冷卻冷卻加料熔化擠出吹脹冷卻牽引展平卷取聚乙烯〔LDPE〕薄膜。〔b〕〔b〕〔c〕1擠出吹塑薄膜的制備工藝〔a—平擠平吹法；b—平擠上吹法；c—平擠下吹法〕工藝方法優(yōu)點缺點平擠平吹構(gòu)造簡潔，薄膜厚度較均勻；工藝方法優(yōu)點缺點平擠平吹構(gòu)造簡潔，薄膜厚度較均勻；吹脹比可以較大。不適宜加工相對密度大，折徑大的薄膜；占地面積大；泡管冷卻較慢，不適宜加工流淌性大的塑料。平擠上吹泡管外形穩(wěn)定，牽引穩(wěn)定；占地面積小，操作便利；易生產(chǎn)折徑大，厚度大的薄膜。要求廠房較高；不適宜加工流淌性大的塑料；平擠下吹有利于薄膜冷卻，生產(chǎn)效率高；能加工流淌性較大的塑料。擠出機在操作臺上，操作不便；不適宜生產(chǎn)較薄的薄膜。原料確實定擠出吹塑薄膜的原料需用吹膜級樹脂及適量的爽滑劑，以保證薄膜的力學(xué)性能及開口性；樹脂粒子的選擇應(yīng)依據(jù)熔融指數(shù)〔MI〕和相對分子量分布進(jìn)展選擇；一般選擇熔融指[1]范圍之間的樹脂牌號。擠出機的選擇

2～6g/10min〔a〕吹塑薄膜的主要設(shè)備為單螺桿擠出機，擠出機的擠出量應(yīng)與薄膜的厚度和折徑相適應(yīng)?！瞐〕管坯擠出LDPE140oC、160oC、180oC熔體溫度上升，粘度降低，機頭壓力削減，擠出流量增大，有利于提高產(chǎn)量。但擠出溫度設(shè)置過高時，剪切作用過大，易使高分子材料分解，薄膜發(fā)脆，尤其使薄膜縱向拉伸強度明顯下降；而擠出溫度設(shè)置過低時，則樹脂塑化不良，不能順當(dāng)?shù)剡M(jìn)展膨脹拉伸，薄膜的拉伸強度較低，且外表的光澤性和透亮度差，甚至消滅像木材年輪樣的花紋以及未熔化的晶核。通常在滿足薄膜性能要求的前提下，熔體擠出溫度應(yīng)掌握稍低一些。吹脹與牽引薄膜擠出吹脹及冷卻過程與膜管的牽引是同時進(jìn)展的膨脹程度。衡量管坯被吹脹的程度通常用吹脹比〔α〕來表示，它是吹塑薄膜生產(chǎn)工藝的掌握D2與擠出機環(huán)形口模直徑D12D (1-1)1大分子受到橫向拉伸作用力的大小。吹脹比增大，薄膜的橫向強度提高，常用吹脹比在2～6之間[2]?！拨隆硜肀硎?，牽引比是指膜管通過夾輥時的速度V2與口模擠出管坯的速度V1之比，即：2V (1-2)14～6之間[3]。稍大于橫向強度。吹塑薄膜的厚度與吹脹比和牽伸比的關(guān)系可用式〔1-3〕表示。 b

(1-3)式中，b—機頭口模環(huán)形縫隙的寬度，mmδ—薄膜厚度，mm薄膜的冷卻管坯擠出吹脹成膜管后還需經(jīng)過不斷冷卻固化定型為薄膜制品。冷卻裝置應(yīng)滿足生產(chǎn)整。換，對薄膜起著冷卻定型作用。操作上可利用調(diào)整風(fēng)環(huán)中風(fēng)量的大小、移動風(fēng)環(huán)來掌握“冷30～100mm管、掌握薄膜的質(zhì)量有直接關(guān)系，尤其是對聚烯烴等結(jié)晶型塑料，當(dāng)“冷凝線”離口模很近時，熔體快速冷卻定型，使薄膜表觀質(zhì)量不佳；離“冷凝線”越遠(yuǎn)，熔體粗糙度降低，渾濁度下降；但假設(shè)“冷凝線”掌握太遠(yuǎn)，薄膜結(jié)晶度增大不僅透亮度降低且影響薄膜橫向上的撕裂強度。近年來所提倡的雙風(fēng)口負(fù)壓風(fēng)環(huán)，芯棒內(nèi)冷等技術(shù)是強化冷卻的有效措施。薄膜的卷取膜管經(jīng)冷卻定型后，先經(jīng)人字導(dǎo)向板夾平，再通過牽引夾輥、展平輥，最終由卷繞輥卷繞成薄膜制品；人字板的作用是穩(wěn)定已冷卻的膜管，不讓膜管晃動，并將它壓平。牽引夾輥熱性能有關(guān)。薄膜卷取時要求卷取平坦、兩端邊整齊。卷取裝置有外表卷取和中心卷取兩種形式。外表卷取裝置的卷取速度與卷繞直徑無關(guān)，因而能與牽引速度保持同步；同時，外表卷取裝置的構(gòu)造簡潔，卷取軸不易彎曲，它的缺點線速度，保證薄膜在收卷時受到恒定的張力，常用的方法是用力矩電機。要的，流道必需通暢，尺寸要準(zhǔn)確，不能發(fā)生“偏中”現(xiàn)象。三、試驗設(shè)備及原材料2中。表2 試驗設(shè)備及原材料設(shè)備/原材料單螺桿擠出機吹膜機頭、口?？諝鈮嚎s機冷卻風(fēng)環(huán)吹膜輔機電子天平銅刀剪刀測厚量具手套熱合機低密度聚乙烯

數(shù)量/規(guī)格1臺1套1臺1套1套感量0.01g1套1把1套數(shù)雙1臺四、試驗步驟了解原料特性，設(shè)定擠出機各段、機頭和口模的溫度，同時擬定螺桿轉(zhuǎn)速、空氣壓力、風(fēng)環(huán)位置、牽引速度等工藝條件。依據(jù)擠出機的操作規(guī)程，接通電源，設(shè)定擠出機、機頭各部位加熱溫度，開頭加熱，同時開啟料斗底部夾套冷卻水管，檢查機器各局部的運轉(zhuǎn)、加熱、冷卻、通氣是否正常。待接、螺栓等再次檢查并趁熱擰緊。保溫一段時間以待加料。30min后，啟動主機，在慢速運轉(zhuǎn)下先參加少量LDPE，留意電流計，壓力表，[4]。觀看泡管的外觀質(zhì)量，結(jié)合試驗狀況即時協(xié)調(diào)工藝、設(shè)備因素(如物料溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、口模同心度、空氣壓力、風(fēng)環(huán)位置、牽引卷取速度等)，使整個操作掌握處于正常狀態(tài)。當(dāng)泡管外形穩(wěn)定、薄膜折經(jīng)已達(dá)要求時，切忌任意變化操作掌握。在無裂開泄漏的狀況下，不再通入壓縮空氣，此后，管內(nèi)儲存氣體足以維持泡管尺寸的穩(wěn)定[5]。切取一段外觀質(zhì)量良好的薄膜，并登記此時的工藝條件；稱得單位時間的質(zhì)量，同時測其折徑和厚度公差。轉(zhuǎn)變工藝條件(如提高料溫，增大或降低螺桿轉(zhuǎn)速、調(diào)整風(fēng)量大小、加大壓縮空氣壓力或流量、提高牽引卷取速度等)，重復(fù)上述操作過程3~5，分別觀看和記錄泡管外觀質(zhì)量變化狀況。試驗完畢，漸漸減低螺桿轉(zhuǎn)速，并將擠出機內(nèi)殘存的剩余塑料盡量擠完后停車。趁熱用銅刀等試驗用具去除機頭和襯套中的殘留塑料[6]。將切取的薄膜使用熱合機進(jìn)展封底處理。五、試驗紀(jì)錄及數(shù)據(jù)處理試驗紀(jì)錄試驗前及試驗過程中把設(shè)備的根本狀況及操作工藝條件按以下表格形式做好記錄：表3 設(shè)備根本狀況擠出機規(guī)格型號

螺桿長徑比

機頭連接形式

吹膜機頭口模內(nèi)徑芯棒外徑

空氣壓縮機規(guī)格

冷卻風(fēng)環(huán)內(nèi)徑

卷取裝置規(guī)格表4 擠出操作工藝條件螺桿轉(zhuǎn)速

機身溫度℃

機頭溫度℃

風(fēng)環(huán)與 膜管壓縮 牽引轉(zhuǎn)/分

后 中 前后段 段 段

中 口模 口模距離空氣壓力 速度數(shù)據(jù)處理計算薄膜的吹脹比、牽引比和產(chǎn)率列于表5中。表5 薄膜指標(biāo)編號編號指標(biāo)口模內(nèi)徑〔D1123平均〕mm膜管直徑〔D2〕mm膜管折徑〔d〕mm牽引速度〔V2〕mm/min擠出速度〔V1吹脹比〔α〕牽引比〔β〕〕mm/min吹膜厚度〔δ〕mm吹膜產(chǎn)率〔Q〕kg/h六、留意事項樹脂的成膜性較差，不易加工成膜；另外，熔融指數(shù)太大，聚合物相對分子量分布太窄，薄膜的強度較差。吹脹比過大，簡潔造成膜泡不穩(wěn)定，且薄膜簡潔消滅皺折。牽引比過大，易拉斷膜管，造成斷膜現(xiàn)象。熔體擠出時，操作者不得位于口模的正前方，以防意外傷人。操作時嚴(yán)防金屬雜質(zhì)和小工具落入擠出機筒內(nèi)