高分子成型加工原理第八章壓延成型

1、第八章 壓延成型一、簡介一、簡介壓延成型是生產(chǎn)高分子材料薄膜和片材壓延成型是生產(chǎn)高分子材料薄膜和片材的主要方法，的主要方法，它是將它是將接近粘流溫度的物料接近粘流溫度的物料通過一系列通過一系列軸向旋轉著的軸向旋轉著的平行輥筒的間隙平行輥筒的間隙，使其受，使其受到到擠壓擠壓和和延展作用延展作用，成為具有一定，成為具有一定厚度厚度和和寬度寬度的薄片狀制品。的薄片狀制品。8.1 概述 它與前述的擠出成型擠出成型、注射成型注射成型、模壓成型模壓成型并列為四大聚合物加工方法四大聚合物加工方法。 壓延成型首先用于橡膠的成型加工首先用于橡膠的成型加工，包括橡膠的壓片、壓型、貼膠和擦膠；以后用于塑料和復合材料

2、塑料和復合材料的成型加工的成型加工，也可用于造紙和金屬加工等行業(yè)。 用作壓延成型的塑料大多數(shù)是熱塑性非晶態(tài)塑料熱塑性非晶態(tài)塑料，其中以聚氯乙烯用得最多聚氯乙烯用得最多，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。 8.1 概述壓延成型產(chǎn)品 壓延成型壓延成型產(chǎn)品產(chǎn)品除了除了薄膜薄膜和和片材片材外，還有外，還有人造革人造革和其和其他他涂層制品涂層制品。 塑料壓延成型一般適用于生產(chǎn)厚度為塑料壓延成型一般適用于生產(chǎn)厚度為0.050.050.5mm0.5mm的的軟質軟質PVCPVC薄膜薄膜和厚度為和厚度為0.30.31.00mm1.00mm的硬質的硬質PVCPVC片材片材。 壓延軟

3、質塑料薄膜時，如果以布、紙或玻璃布作為壓延軟質塑料薄膜時，如果以布、紙或玻璃布作為增強材料，將其隨同塑料通過壓延機的最后一對輥筒，增強材料，將其隨同塑料通過壓延機的最后一對輥筒，把粘流態(tài)的塑料薄膜緊覆在增強材料之上，所得的制品把粘流態(tài)的塑料薄膜緊覆在增強材料之上，所得的制品即為人造革或涂層布即為人造革或涂層布( (紙紙) )，這種方法通稱為，這種方法通稱為壓延涂層法壓延涂層法。根據(jù)同樣的原理，壓延法也可用于塑料與其他材料根據(jù)同樣的原理，壓延法也可用于塑料與其他材料( (如鋁如鋁箔、滌綸或尼龍薄膜等箔、滌綸或尼龍薄膜等) )貼合制造貼合制造復合薄膜復合薄膜。壓延成型產(chǎn)品及工藝特點用途用途：壓延：

4、壓延薄膜制品薄膜制品主要主要用于農業(yè)用于農業(yè)、工業(yè)包裝工業(yè)包裝、室內裝室內裝飾飾以及各種以及各種生活用品生活用品等，壓延等，壓延片材制品片材制品常用作常用作地板地板、軟軟硬唱片基材硬唱片基材、傳送帶傳送帶以及以及熱成型或層壓用片材等。熱成型或層壓用片材等。特點特點：壓延成型具有：壓延成型具有生產(chǎn)能力大生產(chǎn)能力大、可、可自動化連續(xù)生產(chǎn)自動化連續(xù)生產(chǎn)、產(chǎn)品質量好產(chǎn)品質量好的的特點。但壓延成型的特點。但壓延成型的設備龐大設備龐大，精度要求精度要求高高，輔助設備多輔助設備多，投資較高投資較高，維修也較復雜維修也較復雜，而且制品，而且制品寬度受到壓延機輥筒長度的限制。寬度受到壓延機輥筒長度的限制。二、原

5、料二、原料 橡膠、熱塑性塑料。 非晶型熱塑性塑料： PVC 、ABS 、EVA 、改性PS 結晶型熱塑性塑料：PE 、PP三、制品三、制品 薄膜、薄片和人造革，復合薄膜（如Al PE PET 紙等復合包裝薄膜）的貼合， PVC 包裝膜， PVC 板材、地板等。人造革：以布、紙或玻璃布為增強材料，用輥筒法把粘流態(tài)塑料的薄層粘附在增強材料上 。PVC 、PU 人造革 尺寸范圍 可生產(chǎn)0.050.3mm 的薄膜以 及0.31.00mm 的薄片。 吹塑 壓延 擠出 薄膜 薄片0.050.30.61.00mm8.1 概述四、工藝特點四、工藝特點連續(xù)成型，生產(chǎn)能力大，操作方便，易自動化；產(chǎn)品質量均勻，致密

6、、精確；成型不用模具，輥筒為成型面；制品為薄層連續(xù)型材，斷面形狀固定，制品尺寸大；成型適應性不是很寬；要求塑料必須有較寬的（Tg-Tf)制品形狀單一：薄膜（片），人造革。供料必須緊密配合，是連續(xù)生產(chǎn)線；設備大，投資高，輔助設備多，但生產(chǎn)能力大。壓延成型產(chǎn)品及工藝特點8.2壓延設備 生產(chǎn)流程包括生產(chǎn)流程包括供料階段供料階段和和壓延階段壓延階段，是一，是一個從原料混合、塑化、供料，到壓延的完整連個從原料混合、塑化、供料，到壓延的完整連續(xù)生產(chǎn)線。續(xù)生產(chǎn)線。 供料階段所需的設備：包括混合機、開煉供料階段所需的設備：包括混合機、開煉機、密煉機或塑化擠出機等機、密煉機或塑化擠出機等 壓延階段：由壓延機和牽

7、引、扎花、冷卻、壓延階段：由壓延機和牽引、扎花、冷卻、卷取、切割等輔助裝置組成，其中卷取、切割等輔助裝置組成，其中壓延機壓延機是壓是壓延成型生產(chǎn)中的關鍵設備。延成型生產(chǎn)中的關鍵設備。8.2 壓延設備8.2 壓延設備一、壓延機的形式輥筒數(shù)目：三輥、四輥、五輥 橡膠 用得最多 龐大、硬片輥筒的排列形式：I型 L型 倒L型 Z型 斜Z型輥筒數(shù)目與塑化質量、壓延產(chǎn)量的關系： 輥筒數(shù)目的增加 受壓延的次數(shù)增加，制品質量提高 可以提高轉速，生產(chǎn)率提高 壓延輥筒及其加熱冷卻設備 壓延機 制品的厚度調整機構 傳動設備及其它輔助機構 二、壓延機的基本結構 8.2 壓延設備1、輥筒 輥筒表面有高的光潔度、高的機械

8、強度、加工精度。 2、制品厚度調整機構輥距不均勻的調節(jié) 橫向壓力 分離力 彈性彎曲 制品厚度不均勻。 輥筒的彈性彎曲對壓延制品的橫向斷面的影響制品中間后兩端薄調節(jié)壓延制品厚度均勻的幾種方法中高度法（凹凸系數(shù)法） 預應力法 軸交叉法軸交叉法原理3、傳動裝置 電動機和減速裝置，調速是無級調速。4、附屬設備 冷卻、金屬檢測、測厚、刻花、切割、 卷繞。 8.2 壓延設備8.2 壓延工藝 一、壓延工藝流程 由于加工設備和生產(chǎn)情況不同，采用的壓延工藝路線各有差異。目前國內壓延成型以生產(chǎn)聚氯乙烯制品為主，故本節(jié)重點介紹聚氯乙烯壓延成型。 (一)軟聚氯乙烯壓延薄膜軟聚氯乙烯壓延薄膜生產(chǎn)工藝流程 生產(chǎn)軟質聚氯乙

9、烯薄膜的工藝流程，首先按規(guī)定配方，將樹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。 合成樹脂（pvc）配合劑混合塑化壓延軋花冷卻卷繞或切割薄膜或片材制品供料階段布、紙、玻璃布貼合軋花冷卻卷繞人造革壓延階段pvc薄膜和人造革壓延工藝流程：8.2 壓延工藝 8.2 壓延工藝 (二)硬聚氯乙烯壓延片材生產(chǎn)工藝流程 主要由高速混合機、密煉機

10、、煉塑機、壓延機等組成。輔料混合吸附器旋風分離器儲罐風機布袋過濾器風機文氏管螺旋加料器儲倉高速混合機密煉機煉塑機壓延機冷卻裝置光電器切割裝置片材 1、混合 高速熱混合機、低速冷混合機，低速捏合機。 2、塑化 密煉機，開煉機，擠出機，輸送混煉機。 （料團） （料片） （料條） （料條） 不同的塑化方式，供料方式也不同 一、供料階段二、壓延階段塑化料金屬探測器第一道輥系壓延料片第二道輥系擠壓延展厚度均勻薄層材料第三道輥系引離拉伸軋花冷卻切邊卷繞/切片1、輥筒溫度和轉速輥筒溫度和轉速 一般，大多數(shù)塑料容易粘附在高溫、高轉速的輥筒上，為了壓延成型的順利進行，操作上應控制 三、壓延操作條件溫度：T輥3

11、轉速：V輥3 T輥4 V輥4 T輥2 V輥2 T輥1 V輥1 Tf 輥溫及各輥的溫差，取決于塑料品種、輥速及制品厚度 三者關系，對同種塑料：V輥，制品薄，則T輥 2、輥筒間隙輥筒間隙 為使制品結構緊密、壓延順利，要求輥筒間距：為使制品結構緊密、壓延順利，要求輥筒間距： h01-2 h02-3 h03-4 = 制品厚度 輥距愈小，擠壓壓力愈大，可以趕走物料中的氣 泡，增大制品密度，有利于塑化傳熱。 兩輥間隙之間應有一定的存料，以增大壓力，促 進塑化，提高制品質量。存料也不宜太多，否則 會使物料停留時間過長而發(fā)生降解。 三、壓延操作條件3、牽引（拉伸）、冷卻、卷取牽引（拉伸）、冷卻、卷取 作用：引

12、離，使高聚物有適當?shù)亩ㄏ蜃饔谩?要求：V 輥(卷取) V 輥冷卻) V 輥 (拉伸) V輥3 這樣，將使制品拉伸，有利于引離，同時不因制品的自身重力而下垂，保證生產(chǎn)工藝的順利進行 三、壓延操作條件8.3影響壓延制品質量的因素 一、壓延效應 現(xiàn)象：出現(xiàn)制品的各向異性，制品的縱向和橫向的物理機械性能不同。 定義：壓延成型過程中，粘流態(tài)塑料在通過壓延輥筒間隙時， 線形大分子沿著壓延方向作定向排列。 影響壓延效應的因素：影響壓延效應的因素： （1）物料（輥筒）溫度物料（輥筒）溫度 溫度，物料塑性，壓延效應。 （2）物料性質物料性質 各向異性的配合劑，壓延效應 。 （3）輥筒轉速及速比輥筒轉速及速比 速

13、度及速比 ，壓延效應 。 （4）供料厚度、制品厚度供料厚度、制品厚度 厚度 ，壓延效應 。 （5） 操作操作 改變喂料方向，減少壓延效應。 （6） 冷卻速度冷卻速度 緩慢冷卻，使取向分子松弛，壓延效應 總之，總之，T T ， t t ，壓延效應，壓延效應 。 8.3影響壓延制品質量的因素 二、影響制品表面質量的因素 1、原材料 樹脂平均分子量及分布。 強度、魚眼。 樹脂中灰份含量。 透明度、氣泡。 樹脂的本性：高彈形變，影響制品的厚薄。2、輥筒（料）溫度 輥筒沿軸向的表面溫度的均勻性，影響物料塑化。溫 度不均勻， 物料流動性不良，造成制品不透明及斑點。 三、輥筒的彈性變形與制品厚度的關系 壓延物料對輥筒的分離力，使輥筒發(fā)生彈性形變，輥筒產(chǎn)生彎曲變形，造成制品厚度不均，薄層制品中間厚而兩邊薄。 F = 2RW1/h0-1/H料溫（T）a F 輥筒變形小制品厚度變化小速度（）a F 輥筒變形大制品厚度變化大料筒半徑（R）a F 輥筒變形大制品厚度變化大輥筒有效長度（W）a F 輥筒變形大制品厚度變化大輥距（h0）a F 輥筒變形小制品厚度變化小8.4 壓延成型的進展 近幾年來壓延機正在向大型