高分子成型加工原理第八章压延成型

1、第八章 压延成型一、简介一、简介压延成型是生产高分子材料薄膜和片材压延成型是生产高分子材料薄膜和片材的主要方法，的主要方法，它是将它是将接近粘流温度的物料接近粘流温度的物料通过一系列通过一系列轴向旋转着的轴向旋转着的平行辊筒的间隙平行辊筒的间隙，使其受，使其受到到挤压挤压和和延展作用延展作用，成为具有一定，成为具有一定厚度厚度和和宽度宽度的薄片状制品。的薄片状制品。8.1 概述 它与前述的挤出成型挤出成型、注射成型注射成型、模压成型模压成型并列为四大聚合物加工方法四大聚合物加工方法。 压延成型首先用于橡胶的成型加工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

2、塑料和复合材料的成型加工的成型加工，也可用于造纸和金属加工等行业。 用作压延成型的塑料大多数是热塑性非晶态塑料热塑性非晶态塑料，其中以聚氯乙烯用得最多聚氯乙烯用得最多，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。 8.1 概述压延成型产品 压延成型压延成型产品产品除了除了薄膜薄膜和和片材片材外，还有外，还有人造革人造革和其和其他他涂层制品涂层制品。 塑料压延成型一般适用于生产厚度为塑料压延成型一般适用于生产厚度为0.050.050.5mm0.5mm的的软质软质PVCPVC薄膜薄膜和厚度为和厚度为0.30.31.00mm1.00mm的硬质的硬质PVCPVC片材片材。 压延软

3、质塑料薄膜时，如果以布、纸或玻璃布作为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，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即为人造革或涂层布( (纸纸) )，这种方法通称为，这种方法通称为压延涂层法压延涂层法。根据同样的原理，压延法也可用于塑料与其他材料根据同样的原理，压延法也可用于塑料与其他材料( (如铝如铝箔、涤纶或尼龙薄膜等箔、涤纶或尼龙薄膜等) )贴合制造贴合制造复合薄膜复合薄膜。压延成型产品及工艺特点用途用途：压延：

4、压延薄膜制品薄膜制品主要主要用于农业用于农业、工业包装工业包装、室内装室内装饰饰以及各种以及各种生活用品生活用品等，压延等，压延片材制品片材制品常用作常用作地板地板、软软硬唱片基材硬唱片基材、传送带传送带以及以及热成型或层压用片材等。热成型或层压用片材等。特点特点：压延成型具有：压延成型具有生产能力大生产能力大、可、可自动化连续生产自动化连续生产、产品质量好产品质量好的的特点。但压延成型的特点。但压延成型的设备庞大设备庞大，精度要求精度要求高高，辅助设备多辅助设备多，投资较高投资较高，维修也较复杂维修也较复杂，而且制品，而且制品宽度受到压延机辊筒长度的限制。宽度受到压延机辊筒长度的限制。二、原

5、料二、原料 橡胶、热塑性塑料。 非晶型热塑性塑料： PVC 、ABS 、EVA 、改性PS 结晶型热塑性塑料：PE 、PP三、制品三、制品 薄膜、薄片和人造革，复合薄膜（如Al PE PET 纸等复合包装薄膜）的贴合， PVC 包装膜， PVC 板材、地板等。人造革：以布、纸或玻璃布为增强材料，用辊筒法把粘流态塑料的薄层粘附在增强材料上 。PVC 、PU 人造革 尺寸范围 可生产0.050.3mm 的薄膜以 及0.31.00mm 的薄片。 吹塑 压延 挤出 薄膜 薄片0.050.30.61.00mm8.1 概述四、工艺特点四、工艺特点连续成型，生产能力大，操作方便，易自动化；产品质量均匀，致密

6、、精确；成型不用模具，辊筒为成型面；制品为薄层连续型材，断面形状固定，制品尺寸大；成型适应性不是很宽；要求塑料必须有较宽的（Tg-Tf)制品形状单一：薄膜（片），人造革。供料必须紧密配合，是连续生产线；设备大，投资高，辅助设备多，但生产能力大。压延成型产品及工艺特点8.2压延设备 生产流程包括生产流程包括供料阶段供料阶段和和压延阶段压延阶段，是一，是一个从原料混合、塑化、供料，到压延的完整连个从原料混合、塑化、供料，到压延的完整连续生产线。续生产线。 供料阶段所需的设备：包括混合机、开炼供料阶段所需的设备：包括混合机、开炼机、密炼机或塑化挤出机等机、密炼机或塑化挤出机等 压延阶段：由压延机和牵

7、引、扎花、冷却、压延阶段：由压延机和牵引、扎花、冷却、卷取、切割等辅助装置组成，其中卷取、切割等辅助装置组成，其中压延机压延机是压是压延成型生产中的关键设备。延成型生产中的关键设备。8.2 压延设备8.2 压延设备一、压延机的形式辊筒数目：三辊、四辊、五辊 橡胶 用得最多 庞大、硬片辊筒的排列形式：I型 L型 倒L型 Z型 斜Z型辊筒数目与塑化质量、压延产量的关系： 辊筒数目的增加 受压延的次数增加，制品质量提高 可以提高转速，生产率提高 压延辊筒及其加热冷却设备 压延机 制品的厚度调整机构 传动设备及其它辅助机构 二、压延机的基本结构 8.2 压延设备1、辊筒 辊筒表面有高的光洁度、高的机械

8、强度、加工精度。 2、制品厚度调整机构辊距不均匀的调节 横向压力 分离力 弹性弯曲 制品厚度不均匀。 辊筒的弹性弯曲对压延制品的横向断面的影响制品中间后两端薄调节压延制品厚度均匀的几种方法中高度法（凹凸系数法） 预应力法 轴交叉法轴交叉法原理3、传动装置 电动机和减速装置，调速是无级调速。4、附属设备 冷却、金属检测、测厚、刻花、切割、 卷绕。 8.2 压延设备8.2 压延工艺 一、压延工艺流程 由于加工设备和生产情况不同，采用的压延工艺路线各有差异。目前国内压延成型以生产聚氯乙烯制品为主，故本节重点介绍聚氯乙烯压延成型。 (一)软聚氯乙烯压延薄膜软聚氯乙烯压延薄膜生产工艺流程 生产软质聚氯乙

9、烯薄膜的工艺流程，首先按规定配方，将树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。 合成树脂（pvc）配合剂混合塑化压延轧花冷却卷绕或切割薄膜或片材制品供料阶段布、纸、玻璃布贴合轧花冷却卷绕人造革压延阶段pvc薄膜和人造革压延工艺流程：8.2 压延工艺 8.2 压延工艺 (二)硬聚氯乙烯压延片材生产工艺流程 主要由高速混合机、密炼机

10、、炼塑机、压延机等组成。辅料混合吸附器旋风分离器储罐风机布袋过滤器风机文氏管螺旋加料器储仓高速混合机密炼机炼塑机压延机冷却装置光电器切割装置片材 1、混合 高速热混合机、低速冷混合机，低速捏合机。 2、塑化 密炼机，开炼机，挤出机，输送混炼机。 （料团） （料片） （料条） （料条） 不同的塑化方式，供料方式也不同 一、供料阶段二、压延阶段塑化料金属探测器第一道辊系压延料片第二道辊系挤压延展厚度均匀薄层材料第三道辊系引离拉伸轧花冷却切边卷绕/切片1、辊筒温度和转速辊筒温度和转速 一般，大多数塑料容易粘附在高温、高转速的辊筒上，为了压延成型的顺利进行，操作上应控制 三、压延操作条件温度：T辊3

11、转速：V辊3 T辊4 V辊4 T辊2 V辊2 T辊1 V辊1 Tf 辊温及各辊的温差，取决于塑料品种、辊速及制品厚度 三者关系，对同种塑料：V辊，制品薄，则T辊 2、辊筒间隙辊筒间隙 为使制品结构紧密、压延顺利，要求辊筒间距：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。 三、压延操作条件3、牵引（拉伸）、冷却、卷取牵引（拉伸）、冷却、卷取 作用：引

12、离，使高聚物有适当的定向作用。 要求：V 辊(卷取) V 辊冷却) V 辊 (拉伸) V辊3 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，保证生产工艺的顺利进行 三、压延操作条件8.3影响压延制品质量的因素 一、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。 定义：压延成型过程中，粘流态塑料在通过压延辊筒间隙时， 线形大分子沿着压延方向作定向排列。 影响压延效应的因素：影响压延效应的因素： （1）物料（辊筒）温度物料（辊筒）温度 温度，物料塑性，压延效应。 （2）物料性质物料性质 各向异性的配合剂，压延效应 。 （3）辊筒转速及速比辊筒转速及速比 速

13、度及速比 ，压延效应 。 （4）供料厚度、制品厚度供料厚度、制品厚度 厚度 ，压延效应 。 （5） 操作操作 改变喂料方向，减少压延效应。 （6） 冷却速度冷却速度 缓慢冷却，使取向分子松弛，压延效应 总之，总之，T T ， t t ，压延效应，压延效应 。 8.3影响压延制品质量的因素 二、影响制品表面质量的因素 1、原材料 树脂平均分子量及分布。 强度、鱼眼。 树脂中灰份含量。 透明度、气泡。 树脂的本性：高弹形变，影响制品的厚薄。2、辊筒（料）温度 辊筒沿轴向的表面温度的均匀性，影响物料塑化。温 度不均匀， 物料流动性不良，造成制品不透明及斑点。 三、辊筒的弹性变形与制品厚度的关系 压延物料对辊筒的分离力，使辊筒发生弹性形变，辊筒产生弯曲变形，造成制品厚度不均，薄层制品中间厚而两边薄。 F = 2RW1/h0-1/H料温（T）a F 辊筒变形小制品厚度变化小速度（）a F 辊筒变形大制品厚度变化大料筒半径（R）a F 辊筒变形大制品厚度变化大辊筒有效长度（W）a F 辊筒变形大制品厚度变化大辊距（h0）a F 辊筒变形小制品厚度变化小8.4 压延成型的进展 近几年来压延机正在向大型