材料加工技术——压延成型

高分子材料成型加工
➢ 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
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➢ 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
PVC
0.10—0.7mm 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来自如铝箔 、涤纶或尼龙薄膜等)贴
➢ 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
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➢ 胶片压延（压片） ➢ 胶料的压型 ➢ 纺织物挂胶 ➢ 贴合
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
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➢ 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 、 内粘法
三 、压延操作条件
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➢ 辊温 T辊Ⅲ≥T辊Ⅳ > T辊Ⅱ > T辊 Ⅰ > Tf 辊间温差控制在5- 10℃
➢ 辊速与速比 线速度 V辊Ⅲ > V辊Ⅳ > V辊Ⅱ > V辊 Ⅰ 速比： 1： 1.05--- 1： 1.25
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➢ 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：
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➢ 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
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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
0.05—0.6mm 的软质 片材及薄膜
合制造复合薄膜
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第一节 ➢ 供料阶段
混合机 开炼机
密炼机
压延设备
塑化挤出机
➢ 压延阶段
压延机 牵引机 轧花机
辅助装置： 冷却 、卷曲 、切割等辅助装 置
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➢ 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
➢ 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
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
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➢ 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
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➢制品厚度调节机构 P322图9-4
➢传动机构 电动机 齿轮
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。
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➢ 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。
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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。
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谢谢！
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
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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
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➢ 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：辊筒开始对物料加压的点。 ➢ 终钳住点：加压终点。
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➢ 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 ↑
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二 、影响制品表面质量的 因素
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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
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➢ 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 。
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➢ 引离（拉伸） 、冷却 、卷曲 V辊（卷曲） ≥V辊（冷却） >V辊（引离） >
V辊Ⅲ 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。
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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 。
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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。
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