实验指导书 塑料挤出流涎实验.doc

1、实验指导书 塑料挤出流涎实验实验 _ _ 塑料挤出流 涎 实验 一、 实验目的 1.了解薄膜挤出流延生产设备的组成，结构特点和作用； 2.掌握挤出流涎生产工艺过程、各工艺参数的调节方法； 3.分析p 影响流涎薄膜厚度均匀性的工艺因素。二、 实验原理 挤出流涎是成型塑料薄膜的方法之一。流延法成型薄膜的特点是易于实现大型化、高速化和自动化，生产效率高，更易印刷和复合，生产出的流延膜与挤出吹塑薄膜相比结晶度低，透明度高，薄膜厚度公差小，强度高，可用于日用品、食品、医药等领域的包装。用于流涎薄膜树脂主要有 PP、PE 和 PA 等，PS、PET主要用于双向拉伸薄膜，对氧气、水蒸气的透过有良好阻隔作用的

2、 EVOH 和PVDC 常用于多层共挤流延膜中。本实验使用 LDPE 树脂生产流延 PE 膜，选用的 LDPE 的熔体流动速率要高一些，有利于挤出成型，但也不能过高，熔体流动速率过高会使薄膜的强度降低，并易产生薄膜的宽度变窄而两边增厚的“瘦颈”现象。本实验所选用的 LDPE 树脂的熔体流动速率在 3-8g/10min。流涎薄膜的成型工艺流程如图 _ _-1 所示：塑料经挤出机熔融塑化，从机头通过狭缝式口膜挤出，流涎到冷却辊上，使塑料急剧冷却，然后经拉伸、切边、卷取后制得薄膜。流涎薄膜主要成型设备包括挤出机、机头、冷却装置、切边装置、收卷装置等。其中挤出机的规格决定了薄膜的产量，挤出机螺杆多采用

3、混炼结构以使塑料达到较高的熔融质量。由于清理机头的需要，挤出机一般安装可以移动的机座上，其移动方向与生产设备的中心线一致。生产流涎薄膜的机头为扁平机头，口模形状为狭缝式。这种机头设计的关键是要使物料在整个机头宽度上的流速相等，这样才能获得厚度均匀、表面平整的薄膜。熔融物料从机头狭缝形口模挤出浇注到冷却辊表面，迅速被冷却后形成薄膜，冷却辊是流延薄膜的关键部件，它还具有牵引作用。为生产出高透明度的薄膜，辊筒表面要光滑并镀硬铬。挤出薄膜由于产生 “瘦颈”现象，会使薄膜边部偏厚，需切除薄膜边部，才能保证膜卷端部整齐、表面平整。切边后的边料可以利用废边卷绕机卷成筒状，该此处的切边料是清洁料，可直接送粉碎

4、机粉碎后回收利用。经切边后的薄膜利用收卷装置进行主动收卷。图 _ _-1 流延薄膜生产工艺流程图 1-机头，2-流延(冷却)辊，3-剥离辊，4-牵引辊，5-收卷辊 流延薄膜的厚度控制是生产工艺最重要的问题，影响薄膜厚度的因素很多，主要有以下几方面。1.挤出成型温度 挤出成型温度包括挤出机的料筒温度和机头温度，一般来说，挤出成型温度比吹塑同类型薄膜时高 20-30，比挤出同类型管材时高 30-40。为保证薄膜宽度方向厚度均匀性，可将机头口模宽度方向上的温度设置为中间低两端略高。因为从挤出机料筒挤出的熔融料流到口模两边的距离比流到中心位置的距离要长，两边部位的设定温度稍高，可使在此位置的熔体粘度比

5、较低，流动性比中心部位要大些，从而保证在整个宽度方向流量的均匀性。2.机头口模间隙 薄膜厚度受到机头口模间隙的控制，依靠机头中的节流棒来调节熔融物料的流动，在整个宽度方向上的口模间隙中心部位稍小，两边稍大，也可保证物料在宽度方向上的流动性一致。3.口模到冷却辊的距离 此距离要控制到最小，因为物料从机头口模挤出时为熔融态，如果机头口模唇口离开冷却辊的距离大，薄膜冷却缓慢，同时物料易受外界因素的影响而使薄膜厚度产生波动。4.薄膜的冷却定型 从机头挤出的熔融物料与冷却辊表面紧密贴合，是薄膜成型的关键。贴辊效果会直接影响到薄膜的外观质量和物理性能。一般情况下，冷却辊温度低一些才能使薄膜骤冷，提高透明性

6、，降低结晶度。但冷却辊温度过低，会增大制冷费用，冷却辊温度一般为 20-40。冷却辊筒表面若有原料内部添加物析出，必须停机清理，以免影响薄膜外观质量。冷却辊的任务是使机头挤出的树脂均匀地冷却并以恒定的速度延展，冷却辊的线速度、速度的稳定性和螺杆转速、牵引倍数等会影响到薄膜厚度。在螺杆转速确定的情况下，提高冷却辊线速度，薄膜厚度就相应减小，相反，降低冷却辊线速度、薄膜厚度就增加，而冷却辊线速度波动也将导致薄膜厚度不稳定。如提高螺杆转速，薄膜厚度将会随物料挤出量增加而增厚。三、 设备 仪器和原料 1.仪器设备 （1）LSJ-20 单螺杆挤出机，螺杆公称直径 20mm，长径比 25:1，螺杆允许最大

7、扭矩 120 N·m； （2）挤出流涎模具，口模宽度 320mm（如图 _ _-2 所示）； 图 _ _-1 挤出流延模具 1-口模，2-弹性模口，3-歧管，4-模体，5-阻流区，6-调节排 （3）LY-300 流涎机，由机架、流涎辊、剥离辊、牵引辊、收卷辊及传动系统、电气系统组成。可用于生产 0.0080.15mm 厚度的聚烯烃流涎膜。该机依托计算机软件系统，可测试记录扭矩、料温等一系列参数来描述和监控试验过程。（4）剪刀，铜铲，扳手，电子秤，收卷用空芯轴 2.原料 LDPE，挤出级，颗粒状。四、 准备工作 1.LDPE 原料烘箱干燥，80，2h； 2.详细观察、了解挤出机和流涎机

8、的结构，工作原理，操作规程等。3.根据实验原料 LDPE 的特性，初步拟定挤出机和机头各段加热温度及螺杆转速等工艺条件。五、 实验步骤 1.开启 LSJ-20 挤出机主机，待稳定后（>10s）再打开电脑和操作软件，设定料筒加热温度、机头部位加热温度和螺杆转速。2.加热挤出装置和口模（包括直角导入段）到设定温度，并保温 20-30 分钟。启动挤出装置低速旋转（30rpm）缓慢加料，待料斗物料向料筒均匀进料约 5 分钟后自动加料并将转速升至 80rpm，直到口模均匀出料。在高速运转挤出状态下，如扭矩超过 80 N·m 时，应提高料筒温度。在保证挤出压力不超过规定范围的情况下均匀提高

9、转速。3.启动流涎机，将冷却辊转速调到 35m/min，将膜（按图 _ _-3）线路引入流涎机，调节牵引辊二侧压力使膜均匀牵引，调节牵引同步旋钮使膜保持一定张力。检查塑料膜的表观质量，是否出现水纹、云雾、表面划痕、褶皱等现象。4.待稳定出膜后，压下割刀，进行切边，从牵引辊后将边料引出经导轮后引至控制箱右侧边料牵引辊。5.将膜切断后卷到芯轴上并紧贴收卷辊即可实现自动收卷，此时机器进入连续工作状态。6.试验结束将物料完全挤出后，将冷却辊等辊筒表面清理干净。依次关闭挤出装置、加热系统、流涎机、主机，切断电。六、理 数据处理 QB1231-1991 1.薄膜厚度的测定 使用测厚仪测量单层薄膜的厚度，如

10、果测厚仪的精度不能胜任测量单层薄膜厚度，可采用叠层方法测量，层层相叠不超过 20 层，然后根据测量结果结算单层薄膜的平均厚度 h：n H= h ( _ _-1) 式中 H叠层后测量的薄膜总厚度，mm； n叠层数。2.薄膜宽度的测定 将薄膜放置在平面上，平面宽度至少与被测薄膜相同，使用最小刻度 1 mm的直尺测量薄膜宽度，精确至 1mm，并记录结果。测量次数应视样品的总长度而定，若试样长度小于 5m，沿样品长度方向大约相等的间隔至少测量 3 次，试样长度大于 5m，沿样品长度方向大约相等的间隔至少测量 10 次。记录每次测量的宽度，计算其算术平均值，作为卷材或样品的平均宽度 W：n W .W=

11、W n 1+ + ( _ _-2) 式中 W 1.n 单次测量的薄膜宽度，mm； n测量次数。3.薄膜拉伸强度和断裂伸长率 使用标准裁刀在裁剪机上裁取哑铃型试样，试样尺寸和测试参照 GB13022塑料薄膜拉伸性能试验方法中的规定执行，每组试样不少于 5 个，可以分别测量薄膜纵向和横向的拉伸性能。（1）拉伸强度以 σ（MPa）表示，按下式计算：bhP= s ( _ _-3) 式中 P最大负荷，N； b试样工作部分宽度，mm； h试样工作部分厚度，mm。（2）断裂伸长率 ε（） 10000 1´-=LL Le ( _ _-4) 式中 L 0 试

12、样原始标线距离，mm； L 1 试样断裂时的标线间距离，mm。4.表观质量的观察 表面是否在有碍使用的气泡、穿孔、水纹、条纹、表面划痕、褶皱、塑化不良、鱼眼、僵块等瑕疵。七、 注意事项 1在进行试验之前仔细阅读说明书，了解设备构成，熟悉机器性能及各旋钮、手柄、仪表的功用防止误操作。2.挤出机在使用中不允许空转，必须在加热后并在料筒螺杆加入原料后方可启动旋转。操作者不要站在挤出装置前面操作，避免发生意外。操作人员不能离开正在运转着的挤出装置。挤出口模系高温部件，操作时应注意防护以免灼伤。3.启动流涎机时，将冷却辊筒转速调到 35m/min，不宜快速，否则不利于将膜引入流涎机。操作者手距离辊筒应保

13、持安全距离。4.在切飞边过程中须将速比调大，保持一定张力，同时调节牵引辊二侧压力使膜牵引均匀，否则可能会切偏。使用切边刀时，注意刃口避免划伤。在将飞边引至边料牵引辊的过程中及机器正常运转期间，应与机器保持适当距离，防止衣服缠进牵引辊。如衣物被牵住，应按“急停按钮”停机。5.机器使用结束后，清理挤出机和口模时，使用铜刀、棒或压缩空气，勿损伤螺杆和口模的光洁表面。注意保持辊筒面清洁和机器的良好润滑。实验记录及报告 实验 _ _ 塑料挤出 流涎 实验 班级：姓名：学号：同组实验者：实验日期：指导教师签字：评分：（实验过程中，认真记录并填写本实验数据，实验结束后，送交指导教师签字） 一、实验过程及数据

14、记录 1树脂名称及牌号 ； 2原料干燥温度和时间 h； 3.单螺杆挤出机型号 ；流涎机型号 ； 4 流涎辊口模宽度 mm； 5.各区加热温度，料筒 ， ， ；机头 ， ； ； 6螺杆转速 r/min， 7.扭矩量程 N·m，实际扭矩 N·m； 7冷却辊转速 mm/min 9流涎膜有效宽度（切边后） mm； 10薄膜表面质量 ； 11.实验现象 。二 数据处理 试样编号 1 2 3 4 5 薄膜测量厚度 H(mm) 单层薄膜平均厚度 h(mm) 薄膜宽度 Wn(mm) 薄膜平均宽度 W(mm) 工作部分宽度 b(mm) 工作部分厚度 h(mm) 最大负荷 P(N) 拉伸强度 &am