压延成型
压延成型
辊筒有效长度(L) a F
结
束
H H0
辊筒变形小 辊筒变形大 辊筒变形大 辊筒变形大 辊筒变形小
1 1 H0 H
制品厚度变化小 制品厚度变化大 制品厚度变化大 制品厚度变化大 制品厚度变化小
压延半成品
冷却
料温(T) 速度(V) 辊筒半径(r) 辊距(H0)
a F a F a F a F
3、尺寸范围
生产0.05~0.3mm的薄膜以及0.3~1.00mm的薄片。 吹塑
0.05
压延
0.3 0.6
挤出
1.00 mm
薄膜
薄片
4、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 人造革。PVC、PU人造革。
7、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、精确; 成型不用模具,辊筒为成型面; 制品为薄层的连续型材,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(Tf~Td)。 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。
(5)操作 改变喂料方向,减少压延效应。 (6)冷却速度 缓慢冷却,使取向分子松弛,压延效应 。
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。
总之,T , t ,压延效应 。
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 可以提高转速,生产率提高。 受压延的次数增加,制品质量提高
第9章--压延成型
356压延薄膜制品主要用于农业、工业包装、室内装饰以及各种生活用品等,压延片材制品常用作地板、软硬唱片基材、传送带以及热成型或层压用片材等。
所以压延制品在国民经济各个领域应用相当广泛。
8 1116 171819辊筒按斜Z型排列的压延机,物料与辊筒的接触时间短,可防止塑料过热分解或橡胶焦烧;特别适合织物贴合。
但是由于物料的包辊程度低,产品的表面光洁度较低,所以此类压延机目前广泛应用于加工双层辊压贴合或层合的橡胶薄片制品,加轮胎帘布或橡22 3)辊筒的工作表而应有较高的加工精度,以保证尺寸的精确和表面粗糙度压延制品的质量。
4)辊筒材料应具有良好的导热性。
辊筒内部可通蒸汽、过热水或冷水来控制表面温度,其结构有空心式和钻孔式两种。
通常采用以下三种方法来补偿辊筒弹性变形对薄膜横向厚度分布均匀性的影响。
中高度法,亦称凹凸系数法。
即把辊筒的工作表面加工成中部直径大,两端直径小的腰鼓型,沿辊筒的长度方向有一定的弧度。
轴交叉法。
如果将压延机相邻的两个平行辊筒中的一个辊筒绕其轴线的中点的连线旋转一个微小角度,使两轴线成交叉状态,在两个辊筒之间的中心间隙不变的情况下将增大两端的间隙。
从而达到补偿的目的。
313334 353839二、物料在压延辊筒间隙的流速分布处于压延辊筒间隙中的物料主要受到辊筒的压力作用而产生流动,辊筒对物料的压力是随辊缝的位置不同而递变的,因而造成物料的流速也随辊缝的位置不同而递变。
即在等速旋转的两个辊筒之间的物料,其流动不是等速前进的,而是存在一个与压力分布相应的速度分布。
4142切变形,使物料的塑化混炼更好。
第三节压延成型工艺完整的压延成型工艺过程可以分为供料和压延两个阶段。
供料阶段是压延的备料阶段,主要包括塑料的配制、混合、塑化和向压延机传输喂料等几个工序。
压延阶段是压延成型的主要阶段,包括压延、牵引、刻花、冷却定型、输送及卷绕或切割等工序。
所以压延成型工艺过程实际上是从原料开始经过各种聚合物加工步骤的整套连续生产线。
压延成型
5、压延效应(取向效应)
❖ 压延材料都有各向异性、取向,升高温度可 以解取向,温度控制需注意
❖ T ↑ t ↑→ 压延效应↓
压延设备
❖ 压延机是压延生产中的关键设备。压延机的滚筒数 目,至少有三辊,也有四辊或五辊;以三辊和四辊 用得最普遍。五辊主要用在硬纸片材的生产上,一 般用得较少。辊筒的排列方式有三角型、直线型、 逆L型、正Z型、斜Z型、L型等。
❖ ②辊筒直径的设计:
3.机架 4.电气控制系统
料粒受力示意图
几种压延机的辊筒排列方式
压延工艺过程
整个压延过程可分为两个阶段,即供料阶段(包括塑料各组 分的捏合、塑化、供料等)和压延阶段(包括压延、牵引、 刻花、冷却定型、输送以及切割、卷取等工序)。
用作压延成型的塑料大多是热塑性非晶态塑料,其中以聚 氯乙烯用得最多
原理图
1、钳住区
塑料熔体在两辊间受到挤压时的情况 A-始钳住点 B-最大压力钳住点 C-中心钳住点 D-终钳住点
2.压力和速度分布
❖
压力:
PA=0; PB=Pmax; PD=0;
Pc=PB/2=Pmax/2
速度分布:
A点:辊筒外侧对物料形成拖曳流动,中间
是往外挤
A-B点之间:速度流线呈两边大中间小的弧
制作者:
❖ 压延成型简单介绍: 1. 压延成型是生产薄膜和片材的主要方法;它是将已经塑化的接近粘流 温度的热塑性塑料通过一系列相向旋转着水平辊筒间隙,使物料承受挤 压和延展作用,成为具有一定厚度、宽度与表面光洁的薄片状制品。
2.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、精确;成型不用模具,辊筒为成型面,表面可压花纹;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; 制品形状单一;供了必须紧密配合,是连续生产线;设备大,投资高, 辅助设备多。
聚合物加工原理压延成型
V
Vx Vx , Vx 0 y x x
运动方程的进一步简化
根据润滑近似, 运动方程可进一步简化:
(Vx
Vx x
Vy
Vx y
)
P x
( xx
x
yx
y
)
(Vx
Vy x
Vy
Vy y
)
P y
( xy
x
2
x,2 3
(10)
(c).压力分布方程
dP
dx,
V
H
18R H
x,2 1
2
x,2
3
(10)
将(10)式通过有理式积分得:
ηV
P= H0
18R H0
x,2 -λ2 (1 + x,2)3
dx,
= ηV H0
V
P H
9R 32H
g( x, , ) 53
(11)
P=0
ⅲ、钳住区几个特殊点的压力及压力分布曲线
(b)、当x’=-λ时, dp/dx’ = 0, P = Pmax 将x’= -λ代入 g函数(11)得:
g(x’, λ) = g(-λ, λ) = C = 5λ3
---(7)
无量纲的间隙
R
H0 h
-x0
h H0 (1 x,2 )
R2 x2 R
x2
2R
h 1 x,2 H0
--- (8)
无量纲的流动速率
第六章-压延成型
(3)冷却定型 冷却不足,制品易发粘、起皱、收缩率大,成卷后展不平。 但过分冷却,冷却辊表的速度太小,会使薄膜定型后发皱,但速度过大,
产品受到冷拉伸而在薄膜内引起内应力,导致制品存放后收缩 率增大,也不易展平。
3. 影响制品厚度的因素
压延制品质量最突出的问题是薄膜横向厚度不均,导致
这种现象的主要原因是辊筒的弹性变形和辊筒表面在轴向上
存在温差。
(1) 辊筒的弹性变形
在压延时辊筒受到很大的分离力,分离力使压延辊筒产生
弯曲变形,从而导致压延制品的横向断面呈现中间厚两边薄 的现象。
压延辊筒的转速愈高、薄膜愈薄、料幅愈宽,则辊筒的分
提高制品的物理力学性能,热稳定性和表面质量,但要求 压延温度高,对生产较薄的制品也不利。
在一定范围内,增塑剂含量越高,物料粘度越低,
加工工艺性能越好。 树脂中的灰分、水分和挥发物的含量也会影响薄膜的 透明度和质量。
稳定剂选用不当,会由于树脂与稳定剂相容性不好,
在压延时易被挤出而包围在辊筒表面形成一层蜡状物,使
薄膜表面不光,生产时发生粘辊现象。因此要选用适当的
稳定剂或加入润滑体系。
(2)压延工艺条件 辊温的高低影响物料的塑化情况,温度过低会使薄膜表面
毛糙、不透明、有气泡。
辊速及其速比的大小与物料的压延时间和产生的剪切摩擦
热有关,也影响物料的塑化。辊距的大小和辊隙存料多少及其
旋转状况也是影响制品表面质量的因素。
PVC人造革是以布(或纸)为基材,在其上覆以聚氯乙烯
塑料膜层后制得的,其方法主要有涂刮法和压延法等。
用压延薄膜与布贴合制得人造革的方法称为压延法。
压延成型教程课件
定期保养
按照设备制造商的要求,定期更换 易损件和润滑油,对设备进行全面 检查和调整。
维修与大修
当设备出现故障或性能下降时,及 时进行维修;对于长期使用的设备 ,需要进行大修或更换重要部件。
04 压延成型工艺
工艺流程
原材料准备
根据产品要求选择合适的原材料,并 进行预处理,如干燥、除气等。
详细描述
复合材料压延成型是将两种或多种材料(如金属、玻璃纤维、碳纤维等)通过特殊的工艺和技术结合 在一起,形成一种具有优异性能的复合材料。该工艺可以应用于航空航天、汽车、体育器材等领域, 如飞机机身、汽车外壳、高尔夫球杆等。
05 压延成型问题与解决方案
材料问题
材料不纯
压延过程中,如果材料中含有杂质或不纯物,会 导致制品表面出现凹坑、气泡等缺陷。
材料塑性差
如果材料塑性差,容易造成压延过程中出现裂纹 、断裂等现象。
材料温度不均
材料温度不均会导致压延过程中各部分收缩不一 致,从而影响制品的平整度和厚度。
设备问题
设备老化
橡胶
具有高弹性和耐磨损性, 广泛用于轮胎、密封件等 产品的制造。
金属箔
具有高强度、高导电性等 特点,常用于电子、通信 等领域。
材料性质
塑性
压延成型材料应具有良好 的塑性,以便在加工过程 中易于变形和延展。
粘度
材料的粘度决定了其在加 工过程中的流动性和可操 作性,需根据不同工艺要 求选择合适的粘度。
工艺参数
压延温度
指压延过程中辊筒的温度,影响物料 的流动性和压延效果,是压延成型的 重要参数之一。
压延压力
指压延过程中物料所受到的压力,影 响物料的塑性和压延后的产品性能。
成型加工第5章 压延成型
压延使物料发生塑性流动变形的 过程。表面上看只是物料成型的 过程,但实质上它是物料受压和 流动的过程。 物料发生流动变形是由辊筒间隙 的压力分布决定的。
5.2.1.1 进入压延机辊筒的条件
1.物料与辊筒的接触角α 必 须小于其摩擦角β 压延机辊筒对物料的作 用原理与开炼机基本是一样 的。物料与辊筒的接触角α 必须小于其摩擦角β 时,才 能在摩擦力作用下被带入辊 间隙。
(4)高自动化
塑料压延机生产线除上述在线监测和对 压延机与制品厚度有关的系统进行自动闭环反 馈控制外,还配有电、液、气组合的高自动化 控制系统。 塑料压延机的传动主电机,采用全数字式 调速系统。辅机组的传动电机,大部分已采用 了交流变频电机。目前采用半导体集成电路的 高精度变流技术的调速系统已的压力分布
物料受压区域在a-d之间, 称钳住区。 辊筒开始向物料施压的点a 称始钳住点,p=0。 物料受压终点d称终钳住点, p=0。 两辊筒中心的连线的中点o, 称中心钳住点, p=1/2pmax。 最大压力点b,p=pmax。
横压力
在钳住区内各点压力的部和称为横压力,是压 延机设计的重要参数,会使辊筒弯曲,影响压 延制品沿辊筒轴向厚度的均匀性,因此要采用 补偿措施。 辊筒所受的横向力与物料的粘度(硬度),辊 筒的尺寸、速度、速比、辊距有关,生产上常 通过控制粘度和辊距来控制横压力。如粘度大 硬度高时,先用大辊距,的料变软后再缩小辊 距。
学习主要内容
5.1 压延设备 5.2 压延原理 5.3 压延工艺
5.1 压延设备
5.1.1压延机的结构 类型及规格表示 5.1.1.1 压延机的结 构
–
–
压延成型工艺与设备 压延成型设备概述
引离辊位于压延机出膜辊前方,采用中空结构,可通入冷热介质进行 温度控制。
引离辊的线速度高于压延机出膜辊的线速度(约高30~40%),对制 品产生一定的拉伸而提高制品的强度和产量。
三、压延成型设备
4 辅机 2)压花装置
制品表面的修饰,如需加工出凹凸花纹或压光时,则要设置压花装置。 由一个橡胶辊和一个金属刻花辊或平光辊组成。 橡胶辊为驱动辊,金属刻花辊或平光辊为从动辊,驱动辊速度可调。 为保证压出的花纹定型且具有良好的表面光泽,辊筒内部需通入20~70 ℃
经引离辊的承托和拉伸,撤离压延辊;压花、冷却、定型、 测厚、切边、卷取。
二、压延成型工艺
备料阶段
塑料的配制、混 合、塑化、向压 延机传输喂料
压延阶段
压延、牵引、压 花、冷却定型、 输送卷绕、切割
二、压延成型工艺
与其它成型方法相比,压延成型工艺有下述特点:
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、精确; 成型不用模具,辊筒为成型面,表面可压花纹; 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成型温度范围(Tf~Td);
各辊筒相互独立,受力时不互相 干扰,传动平稳、操作稳定,制品厚 度易制;各筒拆卸方便,易检修;上 料方便,便于观察存料,便于双面贴 胶;厂房高度要求低;物料和辊筒接 触时间短、受热少、不易分解。
(a)I型 (三辊)(b)三角型 (c)I型 (四辊) (d)倒L型 (e)正Z型 (f)斜Z型
三、压延成型设备
生水珠;速度或温度过高,冷却不足,制品发粘发皱,出现冷拉伸,造成 内应力。
三、压延成型设备
压延成型
延物在性能上表现出各向异性,这种现象在压
延成型中称为压延效应或取向效应。
影响压延效应的因素
压延温度 辊速和速比 材料特性 辊间存料量 制品厚度
(1)辊速和速比
作用:使物料依次贴辊;更好地塑化,延伸和定向 调节: V辊3=或> V辊4> V辊2> V辊1 速比 1:1.05 —— 1:1.25 速比过大 产生包辊,内应力大,厚度不均 速比过小 吸辊性差,夹杂空气, 离辊脱壳,塑化不良 辊速及速比影响压延时间和剪切产生的摩擦热, 影响物料的塑化。
三、压延设备
这就是传说中 的压延机
压延主机
调距装 置
调速装 置
辊筒:辊筒分为三辊、四辊、五辊等几种。下面这是
辊筒的几种排列形式
四、压延工艺流程
上料、计量、捏合机(密炼、挤出)开炼、运输、 金属检测器、四辊压延、冷却、传送带、张力装置、收卷
五、压延效应
压延过程中,压延机相邻辊筒间的转速、温度 以及表面粗糟度等的差异,物料在两辊间隙的 钳住区中受到很大的剪切和拉伸作用,压延物 也因此产生沿其纵向的分子取向,从而造成压
七、压延成型的缺点
压延成型的主要缺点:设备庞大、投资高、维 修复杂、制品宽度受到压延辊筒长度的限制等。
八、压延的主要制品分两大类
1、 软质薄膜:尤其为软质聚氯乙烯薄膜,生产厚度 一般在 0.05mm~0.5mm,薄膜产品厚度常小于 0.1mm,宽度达3000mm,而精 度则能达到0.0025mm. 产品花色品种多,能用于刻花。 2、 硬纸片材:尤其为人造革产品为多,产品厚度一 般在0.25mm~到 0.7mm,主要是以布或纸为基材,再 其上覆以聚氯乙烯糊。还有涂层 纸。产品花色品种繁 多,能用于刻花。
塑料成型工艺学第十章压延成型
一、供料阶段
供料阶段各工序实际上是压延成型的准备过 程。对于压延软质聚氯乙烯膜和硬质聚氯乙 烯片材,这一阶段的混合和塑化方法有所不 同。
聚氯乙烯膜
为生产聚氯乙烯膜而备料时,首先按配方要求将聚 氯乙烯和各种配合剂进行称量后加入高速热混合机, 物料在一定温度下高速搅拌一定时问后放入冷混合 机进行慢速搅拌并冷却,使物料从100℃左右冷却 到60℃以下,以防结块。
国产压延机辊筒规格与长径比
2.辊筒线速度和调速范围
辊筒线速度是表征压延机生产能力的重要参 数。线速度的高低,取决于机械化、自动化 水平的高低。因而辊筒线速度也是代表压延 机先进水平的技术参数。
目前世界先进水平的四辊压延机辊筒线速度 已达200—250m/min。
压延机的生产能力
调速范围是指辊筒的无级变速范围,用辊筒线速度 表示。由于被加工物料品种多,软、硬差异大,既 满足高的生产速度,又满足低速启动及操作的要求, 一般要求压延机的调速范围10倍左右。
压延成型产品及工艺特点
压延薄膜制品主要用于农业、工业包装、 室内装饰以及各种生活用品等,压延片材制 品常用作地板、软硬唱片基材、传送带以及 热成型或层压用片材等。 压延成型具有生产能力大、可自动化连续 生产、产品质量好的特点。
压延成型的主要缺点是设备庞大,投资高, 维修复杂、制品幅宽受压延机辊筒的限制, 因而在生产片材方面没有挤出成型发展迅速。
物料从进入辊筒到出辊筒,在 x轴袖方向上,在不同的位置 上压力是变化的。
从a点开始物料受到的压力从 零逐渐上升,到b点达到最大 值,而辊筒的中心钳住点c点 并不是最大压力点,其仅为最 大压力的一半,到达d点压力 降到零。
压力在钳住区的分布情况如图 9—9所示。这种理论计算的压 力分布曲线与实测的压力曲线 比较表明,它们的最大压力点 相当一致。只是A<A1这一段, 理论值比实际值低,主要原因 是物料非牛顿性。
压延成型
2、原材料的因素 树脂 一般说来,使用分子量较高和分 子量分穆较窄的树脂,可以得到物理机 械性能、热稳定性和表面均匀性好的制 品。 其他成分 配方中对压延影响较大的其 它组分是增塑剂和稳定剂 原料的预塑 混合和塑炼的目的是使塑 料各组分的分散和塑化均匀
3、设备因素 (1)辊筒的弹性变形
10.2 压延设备 压延过程可分为前后两个阶段: (1)前阶段是压延前的备料阶段,主要包括所用 塑料的配制、塑化和向压延机供料等。 (2)后阶段,包括压延、牵引、轧花、冷却、卷 取、切割等,是压延成型的主要阶段。 图11—1表示压延生产中常用的三种工艺过程。
11.2.1 压延机的分类
根据辊筒数目不同,压延机有双辊、三辊、四辊、
11.4.3 压延机的一般操作方法
加热 检查冷却 切刀 调节挡料板
11.5
压延成型的进展
11.5.1 原料的进展
11.5.2 大型、高速、精密、自动化
11.5.3 冷却装置的改进
11.5.4 异径辊筒压延机
11.5.5 压延牵伸(拉伸扩幅)
扩幅装置
热量来源:加热,物料的摩擦和剪切
(2)辊筒的速比 速比的作用:依次贴辊,剪切塑化,延伸定向 速比调整:吸辊而不包辊 引离辊与主辊有速比,
(3)辊距以及辊隙间的存料 调节辊距的目的一是为了适应不同厚度产 品的要求;二是改变存料量。
(4)剪切和拉伸 定向效应或压延效应: 由于在压延机上 压延物的纵向上受有很大的剪切应力和 一些拉伸应力,因此高聚物分子会顺着 薄膜前进方向(压延方向)发生分子定向, 以致薄膜在物理机械性能上出现各向异 性.
压延成型
1、辊温和辊速
物料总包在高温、快速的辊筒上
2、辊筒的速比
(1)作用:使物料依次贴辊;更好地塑化
(2)调节:速比过大——包辊 速比过小——不贴棍
压延成型
3、辊距、存料量 (1)辊距的作用:调节产品的厚度;改变存料量 存料量的作用:在成型中起“存储”、“补充”、进一步“塑 化” (2)存料 多少 旋转情况 4、剪切、拉伸
压延成型
2.2 压延机的构造
高强度:压延机的压力大,速度快,且要求平稳
1、 总体要求
高精度:运行平稳,厚度均匀
2、 总体尺寸
例:大连橡胶塑料机械厂生产的 SY-4S-1800 型塑料四辊压延机 长:10米开外 宽:6米以上 高:5米左右 重:140吨
压延成型
压延成型
(1)机座
用混凝土固定于地下,前述机器的机座在地下深1.16米,宽3.56米,长5.6米
Байду номын сангаас
压延成型
2、 生产薄膜、片材的方法
(1) 薄膜 1) 平膜法 2) 吹膜法 3) 流涎法 4) 车削法 5) 压 延 (2) 片材 1) 压制、层压 2) 挤出 3) 压延
压延成型
3、 生产薄膜、片材时,其它成型方法的缺点
(1) 挤出 产量小、制品密度小、幅宽受到限制、模具设计很复杂
(2) 挤出吹塑
产量小(线速度小)、制品厚度不易控制、幅宽受到限制 (3) 压制、层压 效率低(间歇操作)、工人的劳动强度大
压延成型
4、 压延成型方法的优点
(1) 加工量大 1年的加工量可达5000—10000吨
(2) 生产速度快
薄膜生产的线速度可达60—100m/min 甚至300m/min 制品的厚度公差可控制在5%左右,表面平整
压延成型
– ①选用适当的稳定剂。硬脂酸钡的正电性高,所以在配方中要尽 量控制用量。此外最好不用月挂酸盐而用液体稳定剂。
– ②掺入吸收金属皂类更强的填料,如含水氧化铝等。 – ③ 加入酸性润滑剂,如硬脂酸等。酸性润滑剂对金属皂有更强的
亲合力,可以首先占领辊筒表面并对稳定剂起润滑作用,因而可 避免稳定剂粘附辊筒表面。但硬脂酸的用量不宜过多,否则物料 不好塑化,也容易在薄膜中析出或在膜的二次加工时影响粘接性。
原材料因素
(3)供料前的混合与塑炼
• 混合与塑炼的目的是使塑料各组分充分地分散和 塑化均匀。如果分散不好,对薄膜的内在性能和 表面质量都有影响。塑炼时温度不能过高、时间 不宜过长,否则会使过多的增塑剂散失以及引起 树脂的分解。塑炼时温度不能过低,不然不粘辊 或无法塑化。适宜的温度视配方而定,一般软制 品在165-170℃,而硬制品在170-190℃之间。
2. 压延成型工艺过程
• 压延过程可分为前后两个阶段;①前阶段是压 延前的准备阶段,主要包括所用塑料的配制、塑 化和向压延机供料等:②后阶段包括压延、牵引、 轧花、冷却、卷取、切割等。
常见压延辊简的排列形式
• 排列辊筒的主要原则是尽量避免各 个辊简在受力时彼此发生干扰,并 应充分考虑操作的要求和方便,以 及自动供料需要等。
Plastics consumption by various processes
压延加工的主要塑料品种
• 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。
压延成型技术
物料速度为正,向着正x方向流动。因此在此区域内,存在局部
环流。这一特点对物料混合极为有利。
五、压延过程中的剪切作用
▪ 根据熔体在钳住区的速度分布公式,进行偏导求得剪切速率和 剪切应力的关系。
▪ 可知:当y=0时,剪切应力和剪切速率都等于0;在y方向的分 布为通过y轴的直线;如图
x 0, g(0, ) 0, p 1
2
x , p 0
▪ 把(15)中的常数集中到一起,并与(18)式联列,得:
p k3(p19 )
K为常数项,可得 与压力分布的关系,如图: 三种 压力值的压力分布, 随着 增加,钳住区范围 扩大,最大压力上升。
增加1倍,Pmax增至8倍。
理论曲线与实际压力曲线的区别
y
dx
▪ 因为y=0时 =0,所以积分常数c=0,进行二次积分,并应用
y=h,vx=v积分边界,得到速度分布方程:
▪
vx
v
y
2 h2
2(4)
(
dp dx
)
▪ 单位辊筒宽度上的体积流率=速度×截面宽度,微分,再积分得
▪
Q
2h v
h3(25)( ddpx
)
▪ 用一无因次量 x表示x,可使方程简化:
9-1概 述
压延是专用于热塑性塑料的一次成型技术,其基本过程 是:先用各种塑炼设备将成型物料熔融塑化,然后使已塑 化的熔体通过一系列相向旋转的滚筒间隙,使之经受挤压 与延展作用成为平面状的连续塑性体,再经过冷却定型和 适当的后处理即得到膜、片类塑料制品。
其制备平面状连续体的特点是:
a.生产能力大,效率高,成型过程容易实现连续化和自动 化;
第六章 压延成型
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第六章
用于压延成型的原料主要是橡胶和塑料,其中,塑料大多数是热塑性非晶态塑料,最常用 的有非晶形的PVC及其共聚物、ABS、改性PS、PE、EVA、PP、ABS、PVA、EVA等, 但即使对于同一种塑料,其品种、规格也极多。除此以外,压延成型所用的原料还包括用以改 善树脂加工性能及其他相关性能的增塑剂,用以防止树脂在热、光、氧气、射线、细菌、霉菌 作用下发生降解或交联、颜色发生改变、性能变坏、并可能失去使用价值的稳定剂,用以降低 聚合物熔点、改善熔体流动性、减少或避免熔体在设备内表面粘连及摩擦、改进制品柔韧性和 延展性及加工性能的润滑剂,用以给制品赋予各种颜色,便于识别、隐蔽和保护内容物的着色 剂,用以降低制品成本、改善相关性能或使其具有一定功能的添加剂以及用以生产发泡制品、 降低制品密度的发泡剂等。
筒数目达到五辊和六辊,甚至更高时,压延设备的结构将变得更加复杂、体积将更加庞大,造价
高、能耗大,实用性不强,在工业生产中很少采用,多用于实验室中。目前,实际生产中使用较 多的是三辊及四辊压延机,相对三辊压延机而言,四辊压延机多了一道间隙,其辊筒的线速度可 以提至三辊压延机的2~4倍,压延效果更好,生产效率更高,同时还可以使制品厚度更加均匀, 表面更加光滑,可以用来生产较薄的薄膜,还可以一次完成双面贴胶工艺。因此,目前三辊压延
物料挤压和延展成具有规定断面尺寸的连续薄膜状、片状或板状材料,是生产
高分子材料薄膜、片材和板材的主要方法;也可用于将聚合物材料涂覆于纺织 或纸张等基材的表面,制成具有一定断面厚度和断面几何形状要求的复合材料,
如胶布,人造革等;通过压延方法,还可根据需要提高装饰片材表面的光滑度,
或者是粗糙度,或做成图案。除此之外,压延工艺还常用于橡胶、塑料的改性。
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压延机的类型
• 根据辊筒数目的不同,压延机有双 辊、三辊、四 辊、五辊、甚至六辊压延机。 – 双辊压延机通常称为开放式炼塑机,“简称开 炼 机”,主要用于原料的塑炼和压片。 – 压延成型通常以三辊、四辊压延机为主。三辊 多用于压延片材,而四辊压延机对塑料的压延 较三辊压延机多一次,因而可生产较薄的薄膜, 并且厚度均匀、表面、光滑、辊筒的转速可以 大大提高,生产效率提高较大。
• 压延机相邻两辊筒线速度之比称为辊简的速比。 – 使压延机具有速比的目的,不仅使压延物依次贴于辊 简,而且还在于使塑料能更好地塑化,因为这样能使 物料受到更多的剪切作用。此外,还可以位压延物取 得一定的拉伸与取向,从而使所制薄膜厚度减小和质 量提高。 – 为了达到拉伸与取向的目的,辅机与压延机辊简速度 也有相应的速比。这就使引离辊.冷却辊、卷取辊的 线速度依次增加,并都大于压延机主辊简(一般四辊压 延机以三辊为准)的线速度。但速比不能太大,否则薄 膜厚度将会不均匀,有时还使薄膜产生过大的内应力。 薄膜冷却后要尽量避免拉伸。
Plastics consumption by various processes
压延加工的主要塑料品种
• 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。
• 也有公司开发了可以压延成型的聚丙烯、聚酰胺 等
压延工艺流程之二
压延生产工艺流程之三-硬聚氯乙烯片材
• 1-辅料混合吸附器 2-旋风分离器 3-储罐 4-风机 5-布袋过滤器 6-风机 7-文氏管 8-螺旋加料器 9-储仓 10-高速混合机 11-密炼机 12-炼塑机 13-压延机 14-冷却装置 15-光电器 16-切割 装置 17-片材。
• 生产软质聚氯乙烯薄膜的工艺流程,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。
3. 压延成型工艺技术要点
• 影响压延工艺过程和制品品质的因素很多,关键可以从 以下几个方面来讨论: ① 保证物料按照要求的顺序依次包辊 ② 保证压延产品的品质
a) 完整而没有漏洞的连续片材或薄膜 b) 表面平整、光洁的 c) 厚薄均匀的 d) 力学性能满足要求的
影响品质的因素可以归纳为四个方面。即压延机的操作 因素,原材料因素,设备因素和辅助过程中的因素。 所有这些因素对各种塑料的影响都是相同的,但以压 延软聚氯乙烯制品最为复杂。下面以此为例来说明各 种因素的影响。
压延制品
• 薄膜:农业薄膜、工业包装薄膜; • 片材:室内装饰品、地板、录音唱片基材以及热成型片材
等。 • 薄膜与片材之间的区分主要在于厚度,大抵以0.25毫米为
分界线,薄者为薄膜,厚者为片材。 • 聚氯乙烯薄膜与片材又有硬质、半硬质与软质之分,由所
含增塑剂量而定。含增塑剂0-5份为硬制品,25份以上者 则为软制品。 • 压延成型适用于生产厚度在0.05-0.5毫米范围内的软质聚 氯乙烯薄膜和片材,以及0.3-0.7毫米范围内的硬质聚氯乙 烯片材。 • 制品厚度大于或低于这个范围内的制品一般均不采用压延 成型,而是用挤出成型法来生产。
压延成型特点
• 加工能力大、生产速度快、能连续化地生产。一台 φ700×1800毫米的四辊压延机的年加工能力可达5000吨 到l0000吨。
• 产品质量好。压延产品厚薄度均匀,厚度公差可控制在10 %以内,而且表面平整。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。
• 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
1. 压延成型简介 2. 压延成型的工艺过程 3. 压延成型的工艺技术要点
1. 压延成型简介
• 定义: – 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,使其成为规定尺 寸的连续片状制品的成型方法。
保证物料按照要求的顺序依次包辊
由压延机的操作因素决定
• 辊温与辊速
压延时,物料常粘于高温或高速辊简上, 为了使物料能依次贴于辊筒上,避免空气夹入, 各辊简的温度一般是依次递增的,但三、四辊 温度较接近,这样便于薄膜从三辊上引离下来。 各辊的温度差为5—10℃。 例如:PVC软片压延的四辊温度依次为165、 170、175、170℃; PVC硬片175、180、185、180℃
压延PVC片材的辊温和辊速示例
辊号 1
2
3
4
软质 辊速 42
53
60
50.5
PVC /(m/min)
辊温/℃ 165
170
175
170
硬质 辊速 18
23.5
26
22.5
PVC /(m/min)
辊温/℃ 175
180
185
180
辊筒速度的调节要求
• 调节辊筒速度的要求是,既不能使物料包辊,又 不能不吸辊。速比过大会发生包辊现象,反之则 会出现不吸辊现象,以致空气带入使产品出现气 泡,如果对硬片来说,则会产生“脱壳”现象, 塑化不良,造成质量下降。
• 目前应用比较普通的斜z型,它与倒 L型相比时有如下优点: ① 各辊筒 互相独立.受力时互相不干扰,这 种传动乎稳,操作稳定,制品厚度 容易调整和控制。 ② 物料与辊简的 接触时间短,受热少;③各辊简折 卸方便,便于检修;④上料方便, 便于观察存料; ⑤、厂房高度要求 低;⑥便于双面贴胶。
压延工艺流程之一
② 保证压延产品的品质
a) 完整而没有漏洞的连续片材或薄膜
– 辊间存料量足够
b) 表面平整、光洁等
– 辊间存料量适当,翻转良好;辊筒光洁度、原材 料的影响
c) 厚薄均匀的
– 辊筒间距、辊筒设计与装置,辊筒温度分布
d) 力学性能满足要求的
– 压延效应,辊筒速比对力学性能影响较大
压延机操作因素:辊筒的速比
2. 压延成型工艺过程
• 压延过程可分为前后两个阶段;①前阶段是压 延前的准备阶段,主要包括所用塑料的配制、塑 化和向压延机供料等:②后阶段包括压延、牵引、 轧花、冷却、卷取、切割等。
常见压延辊简的排列形式
• 排列辊筒的主要原则是尽量避免各 个辊简在受力时彼此发生干扰,并 应充分考虑操作的要求和方便,以 及自动供料需要等。