《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(zhuǎn)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(nèi)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(dāng)重要的地位，它的特點(diǎn)是加工能力大、生產(chǎn)速度快、產(chǎn)品質(zhì)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(jī)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度高，先進(jìn)的壓延成型聯(lián)動(dòng)裝置只需1、2人操作。壓延成型的主要缺點(diǎn)是設(shè)備龐大、投資高、維修復(fù)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(jī)成型技術(shù)發(fā)展快。二、壓延成型設(shè)備壓延機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。一套壓延機(jī)機(jī)組主要由機(jī)座、機(jī)架、主軸承、輥筒、輥距調(diào)節(jié)裝置、軸交叉和預(yù)應(yīng)力裝置、卷取裝置、金屬檢測裝置、測厚裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、加熱和冷卻系統(tǒng)等組成。1-機(jī)座；2-傳動(dòng)裝置；3-輥筒4-輥矩調(diào)節(jié)裝置；5-軸交叉調(diào)節(jié)裝置；6-機(jī)架輔機(jī)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(shí)對制品進(jìn)行一定的拉伸。2.軋花裝置3.冷卻裝置4.橡皮運(yùn)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(gè)以上的平行異向旋轉(zhuǎn)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(zhì)量要求的連續(xù)片狀制品。壓延成型分為前后兩個(gè)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(jī)密煉機(jī)開煉機(jī)雙輥機(jī)擠出機(jī)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(chǔ)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(nèi)部的剪切摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱，局部過熱會(huì)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(shí)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(dòng)延展的必要條件，輥筒溫度主要來源于兩個(gè)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(shí)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(zhuǎn)速的輥筒上的特點(diǎn)，為了使物料能依次貼合輥筒，防止夾入空氣而導(dǎo)致薄膜帶有氣泡，輥筒溫度控制應(yīng)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(jī)輥筒最合適的轉(zhuǎn)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(shí)轉(zhuǎn)速要高于硬質(zhì)品。壓延機(jī)相鄰兩個(gè)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(shí)，輥筒的摩擦熱大小還與輥速和速比有關(guān)，在壓延過程中會(huì)使物料溫度逐步升高，因?yàn)橐獙Ω鬏仠囟葒?yán)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(zhuǎn)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?xiàng)l件，一般在1:1.05~1:1.25的范圍之間，速比過大會(huì)出現(xiàn)包輥現(xiàn)象，而速比過小制品的吸輥性差，會(huì)出現(xiàn)“脫殼”現(xiàn)象。輥Ⅲ輥Ⅱ輥Ⅰ輥Ⅳ3.輥筒間距壓延時(shí)各輥筒間距的調(diào)節(jié)是為了適應(yīng)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(shí)度，趕走氣泡，同時(shí)有利于輥筒對物料的轉(zhuǎn)熱塑化，從而提高制品的質(zhì)量。在壓延操作過程中，為了使制品結(jié)構(gòu)緊密，壓延順利進(jìn)行，要求沿物料前進(jìn)方向各組輥筒間距離越來越小，對四輥壓延機(jī)的輥距一般控制為：H1-2＞H2-3＞H3-4＝壓延制品的厚度，壓延機(jī)最后一道輥距控制與制品厚度大致相同，而每兩個(gè)輥隙之間應(yīng)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(zhǔn)備補(bǔ)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(gè)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(jī)密煉機(jī)開煉機(jī)雙輥機(jī)擠出機(jī)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(jī)(或管道式捏合機(jī))中充分混合。混合好的物料送入到密煉機(jī)中去預(yù)塑化，然后輸送到擠出機(jī)(或煉塑機(jī))經(jīng)反復(fù)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(jī)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(jìn)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(zhì)聚氯乙烯片材的生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)軟質(zhì)聚氯乙烯膜大致相同，但要求干混料要在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到塑化要求，盡量縮短混煉時(shí)間和降低混煉溫度，應(yīng)采用專用的雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行塑化，再經(jīng)雙輥機(jī)混煉后連續(xù)供料。原料稱量捏合密煉機(jī)（塑煉）雙輥機(jī)（塑煉）雙輥機(jī)（供料）壓延切割二、壓延一般操作方法啟動(dòng)前檢查壓延機(jī)的輥隙和加熱油箱的潤滑油，當(dāng)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(zhuǎn)動(dòng)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