聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件

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（优选）聚合物成型加工原理第七章（优选）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训讲义课件3压延用原料：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）醋酸纤维等压延用原料：4压延的主要产品

压延成型一般用于薄膜、片材的生产；还可以生产人造革和涂层产品。

（1）薄膜厚度小于0.25mm为薄膜（2）薄片厚度大于0.25mm为薄片（3）压延的最适宜加工范围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压延的主要产品压延成型一般用于薄膜、片材的生产；还可5压延成型方法的优点（1）加工量大1年的加工量可达5000—10000吨（2）生产速度快薄膜生产的线速度可达60—100m/min

甚至300m/min（3）质量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整（4）连续生产，效率高压延成型方法的优点（1）加工量大1年的加工量6压延成型方法的缺点（1）设备庞大，投资大（2）设备专用性强，产品调整困难（3）维修困难（设备庞大、辅机众多）（4）幅宽同样受到限制压延成型方法的缺点（1）设备庞大，投资大（2）设备专用性77.2压延设备7.2压延设备8∵与Y无关=2RH0[3μ/H0(1+x’2)2][V-Q/2H0(1+x’2)](7-15)式前阶段：备料阶段前阶段：备料阶段dP/dx’=2RH0(3μ/h2)(V-Q/2h)Vx、Vy、Vz：分别是物料流动时在X、Y、Z三方向的分速度。08μm14高强度：压延机的压力大，速度快，且要求平稳3）各筒拆卸方便，易于检修尽量避免各个辊筒在受力时发生干扰，并充分考虑操作的要求和方便，及自动供料的需要。g(-x’0,λ)=-5λ3最大压力点：x’=-λ，g(-λ,λ)=5λ3，P’=1聚苯乙烯—丁二烯—丙烯腈（ABS）（3）质量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整三辊：根据假设1将（7-1）化简为：根据质量不灭定律：ρ：熔体密度

前阶段：备料阶段

压延工艺后阶段：压延、牵引、轧花、冷却、卷取、切割等一.前阶段

1.任务：塑料的配制、塑化和向压延机供料

2.要求：供料要均匀，物料温度分布要保持均匀，物料塑化要均匀。

3.方法及主要设备：

a.塑料的配制：高速混合机

b.塑化与供料：用密炼机塑化用挤出机供料用双辊供料用高效塑化机塑化，与挤出机供料用挤出机塑化，用两台双辊机塑化供料∵与Y无关9

高效塑化机：

4.辅助设备：

a.金属探测仪：除去金属杂质

b.摆斗：喂料装置

10二.后阶段

1.压延机：

a.分类：按辊筒数目不同分为：双辊、三辊、四辊、六辊按辊筒排列方式不同分为：如下图三辊：

I型三角型四辊：

I型倒L型正Z型斜Z型

二.后阶段11双辊：一般用于塑炼、压片、供料四辊的优点：制品厚度薄且均匀、表面光滑、速度快（比三辊快2—8倍，达60—240m/min）、还可以完成双面贴胶工艺，有取代三辊的趋势五辊、六辊：设备庞大双辊：一般用于塑炼、压片、供料四辊的优点：制品厚度薄且均匀、12b.辊筒排列原则：尽量避免各个辊筒在受力时发生干扰，并充分考虑操作的要求和方便，及自动供料的需要。b.辊筒排列原则：13斜Z字型排列和倒L型排列的比较（1）斜Z字型排列的优点1）各辊筒相互独立，受力时不互相干扰，传动平稳、操作稳定，制品厚度易控制2）物料和辊筒的接触时间短、受热少、不易分解3）各筒拆卸方便，易于检修4）上料方便，便于观察存料，且便于双面贴胶5）厂房高度要求低（2）倒L型排列的优点1）物料包住辊的面积比较大，产品的表面光洁度较好2）杂物不容易掉入斜Z字型排列和倒L型排列的比较（1）斜Z字型排列的优点1）各14斜Z型排列的缺点：物料包住辊筒的面积较小；杂质易掉入。

斜Z型排列的缺点：154影响压延制品质量的因素-λ<x’<λ时，压力梯度为负值，速度分布为凸曲线；②辊筒加热方法：蒸汽加热、煤气、过热水、电加热。各辊温度依次升高，一般相差5~10℃，Ⅲ、Ⅳ两辊温度应近乎相等。流体是不可压缩的，没有弹性的牛顿流体；h—凹凸系数或中高度，一般只有百分之几或十分之几的毫米。Vx=（）y2/2μ+C2（7-6）式2）物料和辊筒的接触时间短、受热少、不易分解塑化与供料：用密炼机塑化用挤出机供料用混凝土固定于地下，前述机器的机座在地下深1.3）各筒拆卸方便，易于检修分离力F：物料对辊筒的分离力。分子量高、分子量窄的树脂可得到物理机械性能、热稳定性和表面均匀性好的制品，但也会增加压延温度和设备的负荷，且塑化成型温度与分解温度越接近，对生产薄膜越不利；最大压力点：钳住区压力最大点，又称钳住点。λ2=（Q/2VH0）-1=（Q-2VH0）/2VH0（7-16）式甚至300m/minX轴：两辊筒横截面的对称线C2=V－（）·（y2-h2）/2μ要求：供料要均匀，物料温度分布要保持均匀，物料塑化要均匀。第二辊固定，其余均可调。二、压延机的构造1、总体要求高强度：压延机的压力大，速度快，且要求平稳高精度：运行平稳，厚度均匀2、总体尺寸例：大连橡胶塑料机械厂生产的SY-4S-1800型塑料四辊压延机长：10米开外宽：6米以上高：5米左右重：140吨4影响压延制品质量的因素二、压延机的构造1、总体要求16聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件17.压延机的结构（四辊）（一）主机

1.机座：

2.机架：

用混凝土固定于地下，前述机器的机座在地下深1.16米，宽3.56米，长5.6米用铸钢制成。主要是两侧的夹板（用于支撑辊筒的轴承、调节装置和其它附件）.压延机的结构（四辊）用混凝土固定于地下，前述机器的机座在地183.辊筒：性能要求：①

辊筒要求有足够的强度、刚度；作业面应耐磨、耐腐蚀、高强度材料冷铸钢；壳：冷硬铸铁芯：球墨铸铁铬钼合金③

表面光洁度：很光Ra：0.08μm14刚性好，限制长径比3.辊筒：①辊筒要求有足够的强度、刚度；作业面应耐磨、耐19

②辊筒加热方法：蒸汽加热、煤气、过热水、电加热。③辊筒结构：铸钢或合金钢制成，有空心式和钻空式。直径600~900mm，长度1800~2500mm，长径比2.5~3：1。②辊筒加热方法：蒸汽加热、煤气、过热水、电加热。20（3）轴承轴承的作用轴承的分类（滑动、滚动）、优缺点（4）辊距调节装置第二辊固定，其余均可调。辊距不同，产品的厚度不同，且对物料的剪切也不同一般分为粗调和精调两套装置（3）轴承轴承的作用轴承的分类（滑216.驱动装置：对每个辊筒各自驱动，各配三个电动机，一台驱动和两台调距电动机。如果是一台电机，就需要复杂一些的传动方式（齿轮传动、皮带传动、链条传动、蜗杆蜗轮传动等）

7.轴交叉装置和预应力装置

8.其它装置：润滑系统、切边装置、挡料装置、安全防护。6.驱动装置：对每个辊筒各自驱动，各配三个电动机，一台驱动和22聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件23聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件24（二）辅机

1.引离辊：将薄膜从辊筒上均匀的剥离，同时对制品进行一定的拉伸。转速比辊筒大30%，需加热，所以为空心。

2.轧花装置：有轧花辊和橡胶辊组成。轧花辊橡胶辊轧花辊温度和速度

3.冷却装置：冷却定型四辊铝质磨砂辊筒（二）辅机25聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件26

4.传输带：作用：继续冷却；消除内应力，使应力松弛。

5.测厚仪：α—射线、β—射线和γ—射线测厚仪

6.卷取装置：卷取张力要适当；卷取速度V要适当。

V=2πnRn：转速

R：薄膜圈的直径张力用张力辊调节转速用限往开关控制4.传输带：27聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件28终钳住点处要使P=0，则：g(λ,λ)=-5λ3（7-1）式C2=V－（）·（y2-h2）/2μ辊筒的材料不同；引离辊：将薄膜从辊筒上均匀的剥离，同时对制品进行一定的拉伸。V：辊筒表面线速度·在自由状态加热时，由于解取向作用，薄膜各向尺寸发生不同变化，纵向出现收缩，横向与厚度出现膨胀。（3）质量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整∴（7-2）式化简为：稳定剂分子对金属具有亲和力（优选）聚合物成型加工原理第七章·过少，薄膜表面毛糙，产生缺料，硬片中有菱形孔洞。∴τ=μ·dVx/dy7mm的硬质片材、薄膜及板材PVC08μm14相对压力P’：钳住区任一点压力和最大压力的比。F=B·P·dx’=2μVRB[(1/H0)-(1/h0)]原因：所用稳定剂与树脂的相容性较差轧花辊温度和速度转速用限往开关控制18~24m/min7.3压延过程中的流动分析一.术语：

1.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。

2.始钳住点：辊筒开始对物料加压的点。

3.终钳住点：加压终点。

4.中心钳住点：两辊筒的中心点。

5.最大压力点：钳住区压力最大点，又称钳住点。终钳住点处要使P=0，则：g(λ,λ)=-529聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件30聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件31二.选择坐标原点：钳住点

X轴：两辊筒横截面的对称线

Y轴：两辊筒圆心连线

Z轴：辊筒轴向二.选择坐标327.3.1基本方程根据质量不灭定律：（7-1）式

ρ：熔体密度

Vx、Vy、Vz：分别是物料流动时在X、Y、Z三方向的分速度。

t：时间根据X轴的动量守衡定律：（7-2）式

P：作用在流体上的压力gx：重力加速度

τ：作用在流体上的剪切应力，第一下标x表示应力分量的作用面与x轴垂直，第二下标xyz分别表示应力分量的作用方向。7.3.1基本方程337.3.2假设与简化一.假设

1.流体是不可压缩的，没有弹性的牛顿流体；

2.等温过程；

3.稳态的层流流动，无滑移现象；

4.假设流体是在无限宽平行板中的一维流动；

5.忽略重力的影响；

6.假设压力只沿X轴方向有变化，在Y轴方向为定值。

7.3.2假设与简化34二.简化根据假设1将（7-1）化简为：（7-3）式∵∴τ=μ·dVx/dy∴（7-2）式可化成（7-2*）式二.简化35

根据假设3：=0

根据假设4：=0，根据假设5：ρgx=0∴（7-2）式化简为：（7-3）式

367.3.3始钳住点与终钳住点的关系一.求流速Vx∵与Y无关∴对（7-4）一次积分得：

γ=dVx/dy=()·y/μ+C1

（7-5）式由边界条件：y=o，dVx/dy=0得C1=0。二次积分得：

Vx=（）y2/2μ+C2

（7-6）式由边界条件：y=h，Vx(h)=V得：

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

V：辊筒表面线速度7.3.3始钳住点与终钳住点的关系37

h：对称面至辊筒表面距离，

h=h(x)=H0+R—（R2—x2）（7-8）式

h=H0+x2/2R最后简化得：

Vx=V+（）[y2-(H0+x2/2R)2]/2μ二.求流量表达式

Q=2Vx·dy=2h[V-()h2/3μ]（7-11）式

h：对称面至辊筒表面距离，38三.压力梯度及压力表达式

1.压力梯度表达式：

=（V-Q/2h）3μ/h22.压力表达式：

a.进行变量代换

Χ’=χ/（2RH0）（7-13）式变形得：

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.压力梯度及压力表达式2.压力表达式：39各辊温度依次升高，一般相差5~10℃，Ⅲ、Ⅳ两辊温度应近乎相等。按辊筒排列方式不同分为：如下图2）物料和辊筒的接触时间短、受热少、不易分解高精度：运行平稳，厚度均匀C2=V－（）·（y2-h2）/2μR：薄膜圈的直径与x轴垂直，第二下标xyz分别表示应力分量的作用方向。用高效塑化机塑化，与挤出机供料消除内应力，使应力松弛。②辊筒加热方法：蒸汽加热、煤气、过热水、电加热。稳定剂分子对金属具有亲和力中心钳住点：x’=0，g(0,λ)=0，P’=1/2dP/dx’=2RH0(3μ/h2)(V-Q/2h)杂质易掉入。h=H0+x2/2R轧花辊橡胶辊（3）质量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整b.引入无因次量λλ2=（Q/2VH0）-1=（Q-2VH0）/2VH0

（7-16）式设物料脱离滚筒表面处（终钳住点）：x=X,h=HH/H0=1+x’2

同时：Q＝2VH

λ2

＝x’2

则：

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.压力表达式各辊温度依次升高，一般相差5~10℃，Ⅲ、Ⅳ两辊温度应近乎相40四.讨论

1.当x’=λ，P=0，终钳住点，为最小压力点。

2.当x’=-λ，P=Pmax，为最大压力点。

Pmax=（9R/8H0）·5μvλ3/H0

（7-19）式

3.始钳住点，P=0，设x’=-x’0,得：

g(-x’0,λ)=-5λ3

终钳住点处要使P=0，则：g(λ,λ)=-5λ3∴g(-x’0,λ)=g(λ,λ)四.讨论41此式反映了-x’0与λ的关系，即始钳住点与终钳住点的关系。由图可看出，始钳住点越大，终钳住点就越大此式反映了-x’0与λ的关系，即始钳住点与终钳住点的关系。42五压力分布曲线相对压力P’：钳住区任一点压力和最大压力的比。

P’=P/Pmax=[1+g(x’

,λ)/5λ3]/2（7-20）式

1.始钳住点：x’

=-x’0,g(-x’0,λ)=-5λ3，P’=02.最大压力点：x’

=-λ，g(-λ,λ)=5λ3，P’=13.中心钳住点：x’

=0，g(0,λ)=0，P’=1/24.终钳住点：x’

=λ，g(λ,λ)=-5λ3，P’=0五压力分布曲线43聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件44六辊筒的分离力A.分离力F：物料对辊筒的分离力。

F=B·P·dx’=2μVRB[(1/H0)-(1/h0)]B：辊筒工作面长度

-x’0：始钳住点

λ：终钳住点

h0：始钳住点处物料厚度B.横压力P

表示每厘米辊筒工作面长度的分离力。

P=F/B六辊筒的分离力45七钳住区的速度分布

Vx=V[1+3（η2-1）（x’2-λ2）/2（1+x’2

）]η=y/h

当x’=±λ时，Vx=V；当λ为确定值时，Vx只是x’和η的函数，而当x’确定时，η也确定。例如：λ2=0.1，而x’分别为-4λ,-2λ,-λ，0时，速度分布情况如图：

七钳住区的速度分布46聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件47

1.当x’=±λ时，Vx=V，速度分布为直线；

2.-λ<x’<λ时，压力梯度为负值，速度分布为凸曲线；

3.当x’<-λ时，压力梯度为正值，速度分布为凹曲线；

4.当x’=-（x’）*时，在y=0处，Vx=0；

5.当-x’0<x’<-（x’）*时，速度有正有负。1.当x’=±λ时，Vx=V，速度分布为直线；48速度和压力分布曲线速度和压力分布曲线497.4影响压延制品质量的因素7.4影响压延制品质量的因素50一.原料因素

1.树脂：

a.分子量高、分子量窄的树脂可得到物理机械性能、热稳定性和表面均匀性好的制品，但也会增加压延温度和设备的负荷，且塑化成型温度与分解温度越接近，对生产薄膜越不利；

b.灰分含量高，主要影响薄膜的透明度；

c.水分或挥发物过高会使制品带有气泡。

聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件512.稳定剂、增塑剂的影响

a.压延中含增塑剂越多的软PVC，在相同的条件下粘度越低，因此在不改变压延机负荷下，就可提高辊筒的转速或降低压延温度；

b.若采用不适当的稳定剂，辊筒表面蒙上一层石蜡状物质，导致制品表面不光和粘辊。原因：所用稳定剂与树脂的相容性较差稳定剂分子对金属具有亲和力避免方法：选用适当的稳定剂：金属皂类加入吸收金属皂类更强的填料：水氧化铝加入酸性润滑剂

2.稳定剂、增塑剂的影响523.供料的事前混合与塑炼目的在于分别使配方中的各种组分分数和塑炼均匀，以满足压延加工的要求。二.压延机的操作因素

1.辊温与辊速：配方相同时，辊速不同，辊温也应不同。各辊温度依次升高，一般相差5~10℃，Ⅲ、Ⅳ两辊温度应近乎相等。3.供料的事前混合与塑炼53

2.辊筒速比：相临两辊筒线速度之比。

a.速比目的：使压延物依次贴辊；使产品取得一定的拉伸定向。

b.速比控制范围：根据产品厚度确定制品农膜工业膜包装膜硬片

厚度0.1mm0.23mm0.14mm0.5mm

主辊转速速比范围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.辊筒速比：相临两辊筒线速度之比。制品农膜工业膜包装膜54

3.辊距H0及辊筒间的存料

a.调节辊距目的：为适应不同厚度产品的要求；改变存料量。

b.存料目的：起储备、补充和进一步塑化的作用。

c.存料量：

·过多，薄膜表面毛糙，有云斑，易产生气泡，硬片中有冷疤，增大辊筒负荷。

·过少，薄膜表面毛糙，产生缺料，硬片中有菱形孔洞。

·实际生产中，Ⅱ/Ⅲ辊间存料量，细至一条直线；

Ⅲ/Ⅳ辊间存料量，控制在铅笔粗细。

3.辊距H0及辊筒间的存料554.剪切和拉伸

a.定向效应（压延效应）：由于压延物在纵向上受到很大的剪切应力和一些拉伸应力，因此高聚物分子会顺着薄膜前进方向发生分子定向，以致薄膜在物理机械性能上出现各向异性，这种现象即定向效应。

b.变化要点：

·与压延方向平行和垂直两个方向上，断裂伸长率不同；

·在自由状态加热时，由于解取向作用，薄膜各向尺寸发生不同变化，纵向出现收缩，横向与厚度出现膨胀。4.剪切和拉伸56三.设备因素

1.“三高两低”现象：原因：

a.辊筒的弹性变形：长径比越大，变形越大。

b.辊筒表面温度分布不均匀：两边温度常比中间低。温度分布不均原因：辊筒两端有较大的辐射热损失；向轴承和机架传热；受润滑剂的冷却影响。三.设备因素57聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件582.克服辊筒弹性形变方法：

a.中高法：将辊筒做成腰鼓形。

h—凹凸系数或中高度，一般只有百分之几或十分之几的毫米。此法缺陷：料不同，粘度不同，产生的压力、分离力、挠曲度就不同辊筒的材料不同；操作条件不同；变形程度不同因此此法只使用于同一原料、同一压延机、同一操作条件。2.克服辊筒弹性形变方法：59聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件60

b.轴交叉优点：可随产品不同、配方不同、操作条件不同进行调节。常用于最后一个辊筒，且常与中高度法结合使用，轴交叉度数2~3°。

b.轴交叉61聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件62c.预应力：预先施加压力，方向与分离力引起的变形方向相反。优点：辊筒弧度有较大的变化范围；克服辊筒弯曲现象很彻底。缺点：施加的压力很大；增大了辊筒的负荷，降低了辊筒的使用寿命。c.预应力：预先施加压力，方向与分离力引起的变形方向相反。63聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件643.降低辊筒温度分布不均方法：可在温度低的部位采用红外线或其它补偿加热，或在近中区两边用风管吹冷风冷却。3.降低辊筒温度分布不均方法：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（优选）聚合物成型加工原理第七章（优选）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训讲义课件68压延用原料：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）醋酸纤维等压延用原料：69压延的主要产品

压延成型一般用于薄膜、片材的生产；还可以生产人造革和涂层产品。

（1）薄膜厚度小于0.25mm为薄膜（2）薄片厚度大于0.25mm为薄片（3）压延的最适宜加工范围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压延的主要产品压延成型一般用于薄膜、片材的生产；还可70压延成型方法的优点（1）加工量大1年的加工量可达5000—10000吨（2）生产速度快薄膜生产的线速度可达60—100m/min

甚至300m/min（3）质量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整（4）连续生产，效率高压延成型方法的优点（1）加工量大1年的加工量71压延成型方法的缺点（1）设备庞大，投资大（2）设备专用性强，产品调整困难（3）维修困难（设备庞大、辅机众多）（4）幅宽同样受到限制压延成型方法的缺点（1）设备庞大，投资大（2）设备专用性727.2压延设备7.2压延设备73∵与Y无关=2RH0[3μ/H0(1+x’2)2][V-Q/2H0(1+x’2)](7-15)式前阶段：备料阶段前阶段：备料阶段dP/dx’=2RH0(3μ/h2)(V-Q/2h)Vx、Vy、Vz：分别是物料流动时在X、Y、Z三方向的分速度。08μm14高强度：压延机的压力大，速度快，且要求平稳3）各筒拆卸方便，易于检修尽量避免各个辊筒在受力时发生干扰，并充分考虑操作的要求和方便，及自动供料的需要。g(-x’0,λ)=-5λ3最大压力点：x’=-λ，g(-λ,λ)=5λ3，P’=1聚苯乙烯—丁二烯—丙烯腈（ABS）（3）质量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整三辊：根据假设1将（7-1）化简为：根据质量不灭定律：ρ：熔体密度

前阶段：备料阶段

压延工艺后阶段：压延、牵引、轧花、冷却、卷取、切割等一.前阶段

1.任务：塑料的配制、塑化和向压延机供料

2.要求：供料要均匀，物料温度分布要保持均匀，物料塑化要均匀。

3.方法及主要设备：

a.塑料的配制：高速混合机

b.塑化与供料：用密炼机塑化用挤出机供料用双辊供料用高效塑化机塑化，与挤出机供料用挤出机塑化，用两台双辊机塑化供料∵与Y无关74

高效塑化机：

4.辅助设备：

a.金属探测仪：除去金属杂质

b.摆斗：喂料装置

75二.后阶段

1.压延机：

a.分类：按辊筒数目不同分为：双辊、三辊、四辊、六辊按辊筒排列方式不同分为：如下图三辊：

I型三角型四辊：

I型倒L型正Z型斜Z型

二.后阶段76双辊：一般用于塑炼、压片、供料四辊的优点：制品厚度薄且均匀、表面光滑、速度快（比三辊快2—8倍，达60—240m/min）、还可以完成双面贴胶工艺，有取代三辊的趋势五辊、六辊：设备庞大双辊：一般用于塑炼、压片、供料四辊的优点：制品厚度薄且均匀、77b.辊筒排列原则：尽量避免各个辊筒在受力时发生干扰，并充分考虑操作的要求和方便，及自动供料的需要。b.辊筒排列原则：78斜Z字型排列和倒L型排列的比较（1）斜Z字型排列的优点1）各辊筒相互独立，受力时不互相干扰，传动平稳、操作稳定，制品厚度易控制2）物料和辊筒的接触时间短、受热少、不易分解3）各筒拆卸方便，易于检修4）上料方便，便于观察存料，且便于双面贴胶5）厂房高度要求低（2）倒L型排列的优点1）物料包住辊的面积比较大，产品的表面光洁度较好2）杂物不容易掉入斜Z字型排列和倒L型排列的比较（1）斜Z字型排列的优点1）各79斜Z型排列的缺点：物料包住辊筒的面积较小；杂质易掉入。

斜Z型排列的缺点：804影响压延制品质量的因素-λ<x’<λ时，压力梯度为负值，速度分布为凸曲线；②辊筒加热方法：蒸汽加热、煤气、过热水、电加热。各辊温度依次升高，一般相差5~10℃，Ⅲ、Ⅳ两辊温度应近乎相等。流体是不可压缩的，没有弹性的牛顿流体；h—凹凸系数或中高度，一般只有百分之几或十分之几的毫米。Vx=（）y2/2μ+C2（7-6）式2）物料和辊筒的接触时间短、受热少、不易分解塑化与供料：用密炼机塑化用挤出机供料用混凝土固定于地下，前述机器的机座在地下深1.3）各筒拆卸方便，易于检修分离力F：物料对辊筒的分离力。分子量高、分子量窄的树脂可得到物理机械性能、热稳定性和表面均匀性好的制品，但也会增加压延温度和设备的负荷，且塑化成型温度与分解温度越接近，对生产薄膜越不利；最大压力点：钳住区压力最大点，又称钳住点。λ2=（Q/2VH0）-1=（Q-2VH0）/2VH0（7-16）式甚至300m/minX轴：两辊筒横截面的对称线C2=V－（）·（y2-h2）/2μ要求：供料要均匀，物料温度分布要保持均匀，物料塑化要均匀。第二辊固定，其余均可调。二、压延机的构造1、总体要求高强度：压延机的压力大，速度快，且要求平稳高精度：运行平稳，厚度均匀2、总体尺寸例：大连橡胶塑料机械厂生产的SY-4S-1800型塑料四辊压延机长：10米开外宽：6米以上高：5米左右重：140吨4影响压延制品质量的因素二、压延机的构造1、总体要求81聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件82.压延机的结构（四辊）（一）主机

1.机座：

2.机架：

用混凝土固定于地下，前述机器的机座在地下深1.16米，宽3.56米，长5.6米用铸钢制成。主要是两侧的夹板（用于支撑辊筒的轴承、调节装置和其它附件）.压延机的结构（四辊）用混凝土固定于地下，前述机器的机座在地833.辊筒：性能要求：①

辊筒要求有足够的强度、刚度；作业面应耐磨、耐腐蚀、高强度材料冷铸钢；壳：冷硬铸铁芯：球墨铸铁铬钼合金③

表面光洁度：很光Ra：0.08μm14刚性好，限制长径比3.辊筒：①辊筒要求有足够的强度、刚度；作业面应耐磨、耐84

②辊筒加热方法：蒸汽加热、煤气、过热水、电加热。③辊筒结构：铸钢或合金钢制成，有空心式和钻空式。直径600~900mm，长度1800~2500mm，长径比2.5~3：1。②辊筒加热方法：蒸汽加热、煤气、过热水、电加热。85（3）轴承轴承的作用轴承的分类（滑动、滚动）、优缺点（4）辊距调节装置第二辊固定，其余均可调。辊距不同，产品的厚度不同，且对物料的剪切也不同一般分为粗调和精调两套装置（3）轴承轴承的作用轴承的分类（滑866.驱动装置：对每个辊筒各自驱动，各配三个电动机，一台驱动和两台调距电动机。如果是一台电机，就需要复杂一些的传动方式（齿轮传动、皮带传动、链条传动、蜗杆蜗轮传动等）

7.轴交叉装置和预应力装置

8.其它装置：润滑系统、切边装置、挡料装置、安全防护。6.驱动装置：对每个辊筒各自驱动，各配三个电动机，一台驱动和87聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件88聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件89（二）辅机

1.引离辊：将薄膜从辊筒上均匀的剥离，同时对制品进行一定的拉伸。转速比辊筒大30%，需加热，所以为空心。

2.轧花装置：有轧花辊和橡胶辊组成。轧花辊橡胶辊轧花辊温度和速度

3.冷却装置：冷却定型四辊铝质磨砂辊筒（二）辅机90聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件91

4.传输带：作用：继续冷却；消除内应力，使应力松弛。

5.测厚仪：α—射线、β—射线和γ—射线测厚仪

6.卷取装置：卷取张力要适当；卷取速度V要适当。

V=2πnRn：转速

R：薄膜圈的直径张力用张力辊调节转速用限往开关控制4.传输带：92聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件93终钳住点处要使P=0，则：g(λ,λ)=-5λ3（7-1）式C2=V－（）·（y2-h2）/2μ辊筒的材料不同；引离辊：将薄膜从辊筒上均匀的剥离，同时对制品进行一定的拉伸。V：辊筒表面线速度·在自由状态加热时，由于解取向作用，薄膜各向尺寸发生不同变化，纵向出现收缩，横向与厚度出现膨胀。（3）质量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整∴（7-2）式化简为：稳定剂分子对金属具有亲和力（优选）聚合物成型加工原理第七章·过少，薄膜表面毛糙，产生缺料，硬片中有菱形孔洞。∴τ=μ·dVx/dy7mm的硬质片材、薄膜及板材PVC08μm14相对压力P’：钳住区任一点压力和最大压力的比。F=B·P·dx’=2μVRB[(1/H0)-(1/h0)]原因：所用稳定剂与树脂的相容性较差轧花辊温度和速度转速用限往开关控制18~24m/min7.3压延过程中的流动分析一.术语：

1.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。

2.始钳住点：辊筒开始对物料加压的点。

3.终钳住点：加压终点。

4.中心钳住点：两辊筒的中心点。

5.最大压力点：钳住区压力最大点，又称钳住点。终钳住点处要使P=0，则：g(λ,λ)=-594聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件95聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件96二.选择坐标原点：钳住点

X轴：两辊筒横截面的对称线

Y轴：两辊筒圆心连线

Z轴：辊筒轴向二.选择坐标977.3.1基本方程根据质量不灭定律：（7-1）式

ρ：熔体密度

Vx、Vy、Vz：分别是物料流动时在X、Y、Z三方向的分速度。

t：时间根据X轴的动量守衡定律：（7-2）式

P：作用在流体上的压力gx：重力加速度

τ：作用在流体上的剪切应力，第一下标x表示应力分量的作用面与x轴垂直，第二下标xyz分别表示应力分量的作用方向。7.3.1基本方程987.3.2假设与简化一.假设

1.流体是不可压缩的，没有弹性的牛顿流体；

2.等温过程；

3.稳态的层流流动，无滑移现象；

4.假设流体是在无限宽平行板中的一维流动；

5.忽略重力的影响；

6.假设压力只沿X轴方向有变化，在Y轴方向为定值。

7.3.2假设与简化99二.简化根据假设1将（7-1）化简为：（7-3）式∵∴τ=μ·dVx/dy∴（7-2）式可化成（7-2*）式二.简化100

根据假设3：=0

根据假设4：=0，根据假设5：ρgx=0∴（7-2）式化简为：（7-3）式

1017.3.3始钳住点与终钳住点的关系一.求流速Vx∵与Y无关∴对（7-4）一次积分得：

γ=dVx/dy=()·y/μ+C1

（7-5）式由边界条件：y=o，dVx/dy=0得C1=0。二次积分得：

Vx=（）y2/2μ+C2

（7-6）式由边界条件：y=h，Vx(h)=V得：

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

V：辊筒表面线速度7.3.3始钳住点与终钳住点的关系102

h：对称面至辊筒表面距离，

h=h(x)=H0+R—（R2—x2）（7-8）式

h=H0+x2/2R最后简化得：

Vx=V+（）[y2-(H0+x2/2R)2]/2μ二.求流量表达式

Q=2Vx·dy=2h[V-()h2/3μ]（7-11）式

h：对称面至辊筒表面距离，103三.压力梯度及压力表达式

1.压力梯度表达式：

=（V-Q/2h）3μ/h22.压力表达式：

a.进行变量代换

Χ’=χ/（2RH0）（7-13）式变形得：

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.压力梯度及压力表达式2.压力表达式：104各辊温度依次升高，一般相差5~10℃，Ⅲ、Ⅳ两辊温度应近乎相等。按辊筒排列方式不同分为：如下图2）物料和辊筒的接触时间短、受热少、不易分解高精度：运行平稳，厚度均匀C2=V－（）·（y2-h2）/2μR：薄膜圈的直径与x轴垂直，第二下标xyz分别表示应力分量的作用方向。用高效塑化机塑化，与挤出机供料消除内应力，使应力松弛。②辊筒加热方法：蒸汽加热、煤气、过热水、电加热。稳定剂分子对金属具有亲和力中心钳住点：x’=0，g(0,λ)=0，P’=1/2dP/dx’=2RH0(3μ/h2)(V-Q/2h)杂质易掉入。h=H0+x2/2R轧花辊橡胶辊（3）质量好制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整b.引入无因次量λλ2=（Q/2VH0）-1=（Q-2VH0）/2VH0

（7-16）式设物料脱离滚筒表面处（终钳住点）：x=X,h=HH/H0=1+x’2

同时：Q＝2VH

λ2

＝x’2

则：

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.压力表达式各辊温度依次升高，一般相差5~10℃，Ⅲ、Ⅳ两辊温度应近乎相105四.讨论

1.当x’=λ，P=0，终钳住点，为最小压力点。

2.当x’=-λ，P=Pmax，为最大压力点。

Pmax=（9R/8H0）·5μvλ3/H0

（7-19）式

3.始钳住点，P=0，设x’=-x’0,得：

g(-x’0,λ)=-5λ3

终钳住点处要使P=0，则：g(λ,λ)=-5λ3∴g(-x’0,λ)=g(λ,λ)四.讨论106此式反映了-x’0与λ的关系，即始钳住点与终钳住点的关系。由图可看出，始钳住点越大，终钳住点就越大此式反映了-x’0与λ的关系，即始钳住点与终钳住点的关系。107五压力分布曲线相对压力P’：钳住区任一点压力和最大压力的比。

P’=P/Pmax=[1+g(x’

,λ)/5λ3]/2（7-20）式

1.始钳住点：x’

=-x’0,g(-x’0,λ)=-5λ3，P’=02.最大压力点：x’

=-λ，g(-λ,λ)=5λ3，P’=13.中心钳住点：x’

=0，g(0,λ)=0，P’=1/24.终钳住点：x’

=λ，g(λ,λ)=-5λ3，P’=0五压力分布曲线108聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件109六辊筒的分离力A.分离力F：物料对辊筒的分离力。

F=B·P·dx’=2μVRB[(1/H0)-(1/h0)]B：辊筒工作面长度

-x’0：始钳住点

λ：终钳住点

h0：始钳住点处物料厚度B.横压力P

表示每厘米辊筒工作面长度的分离力。

P=F/B六辊筒的分离力110七钳住区的速度分布

Vx=V[1+3（η2-1）（x’2-λ2）/2（1+x’2

）]η=y/h

当x’=±λ时，Vx=V；当λ为确定值时，Vx只是x’和η的函数，而当x’确定时，η也确定。例如：λ2=0.1，而x’分别为-4λ,-2λ,-λ，0时，速度分布情况如图：

七钳住区的速度分布111聚合物成型加工原理第七章培训讲义课件112

1.当x’=±λ时，Vx=V，速度分布为直线；

2.-λ<x