高分子材料加工技术——压延成型.ppt

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（ABS）

2、 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 0.050.6mm 的软质 片材及薄膜 PVC 0.100.7mm 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

3、延机 牵引机 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9-1 I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

4、：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=0.5 Pmax 终钳住点 P=0,二、物料在压延过

5、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

6、、内粘法,三、压延操作条件 辊温 T辊T辊 T辊 T辊 Tf 辊间温差控制在5-10 辊速与速比 线速度 V辊 V辊 V辊 V辊 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： h0 1-2 h0 2-3 h0 3-4 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 这样

7、，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。,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 各组分的分散和塑化,2、压延工艺条件 辊温 辊速与速比 辊距 辊隙存料及其旋转状况 3、冷却定型 冷却辊温 冷却辊速 三、影响制品厚度的因素 辊筒的弹性变形 辊筒表面温度的波动,第五节 橡胶的压延