《塑料成型工艺》-第五章 压延成型

第五章压延成型1.压延成型原理一、压延成型概述压延成型是生产塑料薄膜和片材的主要方法。它是将已经塑化好的接近粘流温度的热塑性塑料通过一系列相向旋转着的水平辊简间隙，使物料承受挤压和延展作用，而使其成为规定尺寸的连续片状制品的成型方法。

用作压延成型的塑料大多数是热塑性非晶态塑料，其中以聚氯乙烯用得最多，另外还有聚乙烯、ABS、聚乙烯醇、醋酸乙烯和丁二烯的共聚物等塑料。压延制品广泛地用作农业薄膜、工业包装薄膜、室内装饰品、地板、录音唱片基材以及热成型片材等。压延成型在塑料成型中占有相当重要的地位，它的特点是加工能力大、生产速度快、产品质量好、能连续化地生产。压延产品厚薄度均匀，表面平整，若与轧花或印刷配套还可直接得到具有各种花纹图案的制品。此外，压延机生产的自动化程度高，先进的压延成型联动装置只需1、2人操作。压延成型的主要缺点是设备庞大、投资高、维修复杂、制品宽度受到压延辊简长度的限制等。另外生产流水线长、工序多。所以在生产连续片材方面不如挤出机成型技术发展快。二、压延成型设备压延机的结构示意图如图所示。一套压延机机组主要由机座、机架、主轴承、辊筒、辊距调节装置、轴交叉和预应力装置、卷取装置、金属检测装置、测厚装置、传动系统、润滑系统、加热和冷却系统等组成。1-机座；2-传动装置；3-辊筒4-辊矩调节装置；5-轴交叉调节装置；6-机架辅机部分：1.引离辊，从压延辊筒上均匀而无皱折地剥离已成型的薄膜，同时对制品进行一定的拉伸。2.轧花装置3.冷却装置4.橡皮运输带5.卷取装置6.金属检测器三、压延成型原理压延成型是将熔融塑化的热塑性塑料通过两个以上的平行异向旋转辊筒间隙，使熔体受到辊筒挤压延展、拉伸而成为具有一定规格尺寸和符合质量要求的连续片状制品。压延成型分为前后两个阶段：前段为压延前的备料阶段，后段包括压延、牵引、轧花、冷却、卷取、切割等。以PVC为例其工艺过程为：配料混合塑化片状供料压延引离挤出机密炼机开炼机双辊机挤出机轧花冷却卷取切割制品前阶段后阶段压延过程中，借助了辊筒间产生的剪切力，使物料多次受到挤压、剪切，在逐步塑化的基础上延展成薄型制品。在压延过程中受热熔化的物料由于与辊筒的摩擦和物料内部的剪切摩擦会产生大量的热，局部过热会使塑料发生分解，因而要注意辊简的温度，辊筒的速度比等，以便很好地控制辊温。压延成型2.压延工艺控制压延成型的工艺控制主要是用过通过确定压延操作的条件来实现的。包括辊温、辊速、速比、辊筒间距和存料量等，它们之间是相互联系和制约的。1.辊筒温度辊筒具有足够的热量是使物料熔融塑化、流动延展的必要条件，辊筒温度主要来源于两个部分，一部分是辊筒的加热装置供给，另一部分是物料通过辊隙时与料筒之间的摩擦热以及物料自身的剪切摩擦热。在压延操作过程中，由于物料有易粘附于高温和高转速的辊筒上的特点，为了使物料能依次贴合辊筒，防止夹入空气而导致薄膜带有气泡，辊筒温度控制应为：T辊Ⅲ≥T辊Ⅳ＞T辊Ⅱ＞T辊Ⅰ，一般辊间温差控制在5~10℃。辊Ⅲ辊Ⅱ辊Ⅰ辊Ⅳ2.辊速和速比压延机辊筒最合适的转速主要由压延的物料和制品厚度要求来决定的，一般软制品压延时转速要高于硬质品。压延机相邻两个辊筒线速度之比称为辊筒的速比，其目的在于使压延物料依次黏辊，使物料受到剪切能更好的塑化，还可以使物料取得一定的延伸和定向作用。同时，辊筒的摩擦热大小还与辊速和速比有关，在压延过程中会使物料温度逐步升高，因为要对各辊温度严格控制，以防止物料因局部过热而出现热降解的现象。在压延操作过程中，辊筒的转速一般控制为：V辊Ⅲ≥V辊Ⅳ＞V辊Ⅱ＞V辊Ⅰ。辊筒速比则根据制品的厚度和辊速来条件，一般在1:1.05~1:1.25的范围之间，速比过大会出现包辊现象，而速比过小制品的吸辊性差，会出现“脱壳”现象。辊Ⅲ辊Ⅱ辊Ⅰ辊Ⅳ3.辊筒间距压延时各辊筒间距的调节是为了适应不同厚度制品的要求，也是为了改变各道辊隙之间的存料量。黏流态物料在两辊之间所受的压力是随辊筒间距的减小而增大的，可以提高制品密实度，赶走气泡，同时有利于辊筒对物料的转热塑化，从而提高制品的质量。在压延操作过程中，为了使制品结构紧密，压延顺利进行，要求沿物料前进方向各组辊筒间距离越来越小，对四辊压延机的辊距一般控制为：H1-2＞H2-3＞H3-4＝压延制品的厚度，压延机最后一道辊距控制与制品厚度大致相同，而每两个辊隙之间应有少量余料，这是为了保证在压延过程中压延压力稳定，起到准备补充和继续完善塑化的作用。压延成型3.压延工艺操作压延成型分为前后两个阶段：前段为压延前的备料阶段，后段包括压延、牵引、轧花、冷却、卷取、切割等。以PVC为例其工艺过程为：配料混合塑化片状供料压延引离挤出机密炼机开炼机双辊机挤出机轧花冷却卷取切割制品前阶段后阶段一、压延工艺流程首先按规定配方，将材脂和助剂加入高速混合机(或管道式捏合机)中充分混合。混合好的物料送入到密炼机中去预塑化，然后输送到挤出机(或炼塑机)经反复塑炼塑化。塑化好的物料经过金属检测仪，即可送入压延机中压延成型。压延成型中的料坯，经过连续压延后得到进一步塑炼并压延成一定厚度的薄膜，然后经引离辊引出，再经轧花、冷却、测厚、卷取得到制品。硬质聚氯乙烯片材的生产工艺流程和生产软质聚氯乙烯膜大致相同，但要求干混料要在短时间内达到塑化要求，尽量缩短混炼时间和降低混炼温度，应采用专用的双螺杆挤出机进行塑化，再经双辊机混炼后连续供料。原料称量捏合密炼机（塑炼）双辊机（塑炼）双辊机（供料）压延切割二、压延一般操作方法启动前检查压延机的辊隙和加热油箱的润滑油，当油温到50-60℃停止加热，开启油阀对轴承润滑。辊筒升温是在辊筒转动情况下1℃/min，并经常检查加热系统和测量辊筒表面温度。（1）投料前半小