高分子成型加工原理 第八章压延成型
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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wk.baidu.com型
Z型
斜Z型
8.2 压延设备
辊筒数目与塑化质量、压延产量的关系：
受压延的次数增加，制品质量提高
辊筒数目的增加 二、压延机的基本结构
可以提高转速，生产率提高
压延机
压延辊筒及其加热冷却设备 制品的厚度调整机构 传动设备及其它辅助机构
三、压延操作条件
2、辊筒间隙
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。
8.2 压延工艺
压延工艺流程：
合成树脂
（pvc） 配合剂
轧花 冷却
卷绕 薄膜或 或切割 片材制品
混合 塑化 压延
布、纸、 玻璃布
贴合 轧花 冷却
卷绕
供料阶段
压延阶段
人造革
pvc薄膜和人造革
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、炼塑机、压延机等组成。
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
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。
压延成型产品
压延成型产品除了薄膜和片材外，还有人造革和其他 涂层制品。
塑料压延成型一般适用于生产厚度为0.05～0.5mm的 软质PVC薄膜和厚度为0.3～1.00mm的硬质PVC片材。
8.2压延设备
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。
供料阶段所需的设备：包括混合机、开炼 机、密炼机或塑化挤出机等
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，其中压延机是压 延成型生产中的关键设备。
8.2 压延设备
8.2 压延设备
1、辊筒 辊筒表面有高的光洁度、高的机械强度、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
8.2 压延设备
总之，T， t，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。
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
三、压延操作条件
3、牵引（拉伸）、冷却、卷取
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
作用：引离，使高聚物有适当的定向作用。
8.3影响压延制品质量的因素
一、压延效应
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。 现象：出现制品的各向异性，制品的纵向和横向的物
PVC 、PU 人造革
尺寸范围
可生产0.05～0.3mm 的薄膜以 及0.3～1.00mm 的薄片。
吹塑 压延
挤出
︳
︳
︳
薄膜 0.05
0.3
薄片 0.6
︳ 1.00mm
压延成型产品及工艺特点
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、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。
压延成型产品及工艺特点
1、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
温度：T辊3 T辊4 > T辊2 > T辊1 > Tf 转速：V辊3 V辊4 > V辊2 > V辊1
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
理机械性能不同。
影响压延效应的因素：
（1）物料（辊筒）温度 温度，物料塑性，压延效应。
（2）物料性质 各向异性的配合剂，压延效应 。
8.3影响压延制品质量的因素
（3）辊筒转速及速比 速度及速比 ，压延效应 。
（4）供料厚度、制品厚度 厚度 ，压延效应 。
（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
一、供料阶段
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
二、压延阶段
金属探测器
压延料片
挤压延展
塑化料
第一道辊系
第二道辊系
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
三、压延操作条件
生产软质聚氯乙烯薄膜的工艺流程，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。
用途：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。
特点：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。但压延成型的设备庞大，精度要求 高，辅助设备多，投资较高，维修也较复杂，而且制品 宽度受到压延机辊筒长度的限制。
第八章 压延成型
8.1 概述
一、简介
压延成型是生产高分子材料薄膜和片材 的主要方法，
它是将接近粘流温度的物料通过一系列 轴向旋转着的平行辊筒的间隙，使其受 到挤压和延展作用，成为具有一定厚度 和宽度的薄片状制品。
8.1 概述
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。
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。
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
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
8.4 压延成型的进展
近几年来压延机正在向大型化．高速化、自动化、 精密化、多用化方向发展，以实现连续自动化生产， 从而降低成本，减轻劳动强度，提高产品质星。
第八章 习题与思考题
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 = 2ηνRW〔1/h0-1/H〕
料温（T）↑ 速度（ν）↑ 料筒半径（R）↑ 辊筒有效长度（W）↑ 辊距（h0）↓
ηa ↓ F ↓ ηa ↓ F ↑ ηa ↓ F ↑ ηa ↓ F ↑ ηa ↓ F ↓
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生产工艺流程
1．压延成型工艺能生产哪些塑料和橡胶制品？以软质PVC薄膜的 生产过程为例，画出生产工艺流程。 2．压延时，压延机的辊筒为什么会产生挠度，对压延质量有何 影响？说明对挠度有何补偿方法，并比较其优缺点？ 3．用四辊压延机压延塑料薄膜时各辊的温度和转速应如何控制？ 为什么？ 4．何谓压延效应？产生的原因及减小的方法是什么？
8.1 概述
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
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 。
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wk.baidu.com型
Z型
斜Z型
8.2 压延设备
辊筒数目与塑化质量、压延产量的关系：
受压延的次数增加，制品质量提高
辊筒数目的增加 二、压延机的基本结构
可以提高转速，生产率提高
压延机
压延辊筒及其加热冷却设备 制品的厚度调整机构 传动设备及其它辅助机构
三、压延操作条件
2、辊筒间隙
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。
8.2 压延工艺
压延工艺流程：
合成树脂
（pvc） 配合剂
轧花 冷却
卷绕 薄膜或 或切割 片材制品
混合 塑化 压延
布、纸、 玻璃布
贴合 轧花 冷却
卷绕
供料阶段
压延阶段
人造革
pvc薄膜和人造革
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、炼塑机、压延机等组成。
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
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。
压延成型产品
压延成型产品除了薄膜和片材外，还有人造革和其他 涂层制品。
塑料压延成型一般适用于生产厚度为0.05～0.5mm的 软质PVC薄膜和厚度为0.3～1.00mm的硬质PVC片材。
8.2压延设备
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。
供料阶段所需的设备：包括混合机、开炼 机、密炼机或塑化挤出机等
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，其中压延机是压 延成型生产中的关键设备。
8.2 压延设备
8.2 压延设备
1、辊筒 辊筒表面有高的光洁度、高的机械强度、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
8.2 压延设备
总之，T， t，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。
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
三、压延操作条件
3、牵引（拉伸）、冷却、卷取
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
作用：引离，使高聚物有适当的定向作用。
8.3影响压延制品质量的因素
一、压延效应
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。 现象：出现制品的各向异性，制品的纵向和横向的物
PVC 、PU 人造革
尺寸范围
可生产0.05～0.3mm 的薄膜以 及0.3～1.00mm 的薄片。
吹塑 压延
挤出
︳
︳
︳
薄膜 0.05
0.3
薄片 0.6
︳ 1.00mm
压延成型产品及工艺特点
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、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。
压延成型产品及工艺特点
1、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
温度：T辊3 T辊4 > T辊2 > T辊1 > Tf 转速：V辊3 V辊4 > V辊2 > V辊1
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
理机械性能不同。
影响压延效应的因素：
（1）物料（辊筒）温度 温度，物料塑性，压延效应。
（2）物料性质 各向异性的配合剂，压延效应 。
8.3影响压延制品质量的因素
（3）辊筒转速及速比 速度及速比 ，压延效应 。
（4）供料厚度、制品厚度 厚度 ，压延效应 。
（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
一、供料阶段
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
二、压延阶段
金属探测器
压延料片
挤压延展
塑化料
第一道辊系
第二道辊系
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
三、压延操作条件
生产软质聚氯乙烯薄膜的工艺流程，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。
用途：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。
特点：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。但压延成型的设备庞大，精度要求 高，辅助设备多，投资较高，维修也较复杂，而且制品 宽度受到压延机辊筒长度的限制。
第八章 压延成型
8.1 概述
一、简介
压延成型是生产高分子材料薄膜和片材 的主要方法，
它是将接近粘流温度的物料通过一系列 轴向旋转着的平行辊筒的间隙，使其受 到挤压和延展作用，成为具有一定厚度 和宽度的薄片状制品。
8.1 概述
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。
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。
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
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
8.4 压延成型的进展
近几年来压延机正在向大型化．高速化、自动化、 精密化、多用化方向发展，以实现连续自动化生产， 从而降低成本，减轻劳动强度，提高产品质星。
第八章 习题与思考题
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 = 2ηνRW〔1/h0-1/H〕
料温（T）↑ 速度（ν）↑ 料筒半径（R）↑ 辊筒有效长度（W）↑ 辊距（h0）↓
ηa ↓ F ↓ ηa ↓ F ↑ ηa ↓ F ↑ ηa ↓ F ↑ ηa ↓ F ↓
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生产工艺流程
1．压延成型工艺能生产哪些塑料和橡胶制品？以软质PVC薄膜的 生产过程为例，画出生产工艺流程。 2．压延时，压延机的辊筒为什么会产生挠度，对压延质量有何 影响？说明对挠度有何补偿方法，并比较其优缺点？ 3．用四辊压延机压延塑料薄膜时各辊的温度和转速应如何控制？ 为什么？ 4．何谓压延效应？产生的原因及减小的方法是什么？
8.1 概述
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
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 。