高分子材料加工技术——压延成型

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1、第九章压延成型概念压延成型是生产高聚物薄膜和片材的主要方法，它是将接近粘流温度的物料通过几个相向旋转着的平行辊筒的间隙，使其受到挤压和延展作用，得到表面光洁的薄片状连续制品。它与前述的挤出成型、注射成型、模压成型并列为四大聚合物加工方法。用途及特点压延成型首先用于橡胶的成型加工，包括橡胶的压片、压型、贴胶和擦胶；以后用于塑料和复合材料的成型加工，也可用于造纸和金属加工等行业连续成型，生产能力大，易自动化操作方便，产品质量好设备庞大，精度要求高，辅助设备多，投资高，维修复杂制品宽度压延机辊筒长度限制了制品的宽度压延用原料：聚氯乙烯（PVC）最多聚苯乙烯—丁二烯—丙烯腈（

2、ABS）氯乙烯—醋酸乙烯共聚物聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）醋酸纤维等产品适应性压延成型一般用于薄膜、片材的生产压延成型的最适宜加工范围0.05—0.6mm的软质片材及薄膜PVC0.10—0.7mm的硬质片材、薄膜及板材PVC压延软质塑料薄膜时，如果以布、纸或玻璃布作为增强材料，将其随同塑料通过压延机的最后一对辊筒，把粘流态的塑料薄膜紧覆在增强材料之上，所得的制品即为人造革或涂层布(纸)，这种方法通称为压延涂层法。根据同样的原理，压延法也可用于塑料与其他材料(如铝箔、涤纶或尼龙薄膜等)贴合制造复合薄膜第一节压延设备供料阶段混合机开炼机密炼机塑化挤出机压延阶段压延机牵引机

3、轧花机辅助装置：冷却、卷曲、切割等辅助装置一、压延机的分类1、辊筒数目：2，3，4，5，6辊2、排列形式P320图9-1I型L型倒L型Z型斜Z型二、压延机的基本结构1、辊筒2、制品厚度调整机构3、传动机构4、辅助装置辊筒：足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性、加工精度、导热性制品厚度调节机构P322图9-4传动机构电动机齿轮人字齿轮减速装置辅助装置引离辊轧花冷却卷曲和切割测厚仪第二节压延成型原理一、物料在压延辊筒间隙的压力分布P323图9-8钳住区：物料在压延过程中受到辊筒挤压时受到压力的部分。始钳住点：辊筒开始对物料加压的点。终钳住点：加压终点。中心钳住点：两辊

4、筒的中心点。最大压力点：钳住区压力最大点，又称钳住点。假定如下：（1）在压延过程中，物料为不可压缩牛顿流体作等温、层状、稳定的流动。即物料的温度和粘度是不变的。（2）两辊筒的半径和转速是相等的。（3）忽略物料的弹性，物料在辊筒表面没有滑动和裂解。辊筒间隙远远小于辊筒的半径，因此认为在鉗注区内的两辊筒表面是相互平行的。因此，根据流体力学粘性流体连续流动方程可推导出如下的压力方程式得出钳住区各主要点的压力为始钳住点P=0最大压力点P=Pmax中心钳住点P=0.5Pmax终钳住点P=0二、物料在压延过程中压缩和延伸变形三、物料在压延辊筒间隙的流速分布1、假设两相同直径的辊筒

5、以相同转速相向旋转，物料速度分布情况2、物料在压延辊筒间隙的流速分布压延辊筒实际上有速差，使物料在辊筒间的流速分布有所变化，增加了剪切力和剪切变形，有利于物料的塑化混炼。第三节压延成型工艺生产流程包括供料阶段和压延阶段，是一个从原料混合、塑化、供料，到压延的完整连续生产线。供料阶段包括塑料的配制、混合、塑化、向压延机传输喂料等工序压延阶段含压延、牵引、扎花、冷却、卷取、切割等工序按粘合操作与薄膜压延的生产工艺流程中的关系，分为直接粘合和分布层合按照布基与薄膜的粘合方式不同，分为擦胶法和粘胶法：外粘法、内粘法三、压延操作条件辊温T辊Ⅲ≥T辊Ⅳ>T辊Ⅱ>T辊Ⅰ>Tf辊间温

6、差控制在5-10℃辊速与速比线速度V辊Ⅲ>V辊Ⅳ>V辊Ⅱ>V辊Ⅰ速比：1：1.05---1：1.25辊筒间距对四辊压延机，要求沿物料前进方向各组辊筒间距越来越小。为使制品结构紧密、压延顺利，要求辊筒间距：h01-2>h02-3>h03-4＝制品厚度辊距愈小，挤压压力愈大，可以赶走物料中的气泡，增大制品密度，有利于塑化传热。两辊间隙之间应有一定的存料，以增大压力，促进塑化，提高制品质量。存料也不宜太多，否则会使物料停留时间过长而发生降解。引离（拉伸）、冷却、卷曲V辊（卷曲）≥V辊（冷却）>V辊（引离）>V辊Ⅲ这样，将使制品拉伸，有利于引离，同时不因制品的自身重力而下垂，

7、保证生产工艺的顺利进行。第四节影响压延制品质量的因素一、压延效应定义：物料在压延成型过程中，在通过压延辊筒间隙时受到很大的剪切力和一些拉伸应力，高聚物大分子会沿着压延方向作定向排列，以致于制品在物理力学性能上出现各向异性，这种现象称为压延效应。现象：出现制品的各向异性，制品的纵向和横向的物理机械性能不同。影响因素：压延温度温度↑，物料塑性↑，压延效应↓辊筒转速与速比速度及速比↑，压延效应↑辊筒间隙存料量存料量↑，压延效应↑制品厚度制品厚度↓，压延效应↑物料性质物料表观粘度↑，压延效应↑二、影响制品表面质量的因素1、原材料相对分子量及其分布增塑剂稳定剂