PVC压延双向拉伸薄膜问题及解决

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PVC压延双向拉伸薄膜问题及解决
在PVC压延双向拉伸薄膜生产中，经常会遇到诸如收缩性过大、薄膜薄厚不均、穿孔多等缺陷，严重时会造成薄膜大量浪费、客户无法使用甚至无法正常生产。

如何克服上述缺陷是保证产品质量、降低生产成本、提高企业竞争力的关键。

今天就向大家介绍压延双向拉伸薄膜生产中应注意的几个问题及相应对策。

PVC压延工艺仍然是薄膜生产中最佳及最经济的工艺，该领域的最新发展已大幅度扩展了其应用领域。

各种PVC薄膜仍是最流行的产品，如土工膜、大棚膜、灯箱膜、水床膜、粮食熏蒸膜。

而双向拉伸薄膜虽然是以进口生产线为主进行大规模生产的，但其生产技术，即双向拉伸薄膜技术，中国是拥有自主知识产权的。

也就是说，中国人是在用自己的技术，使用进口生产线生产各类双向拉伸薄膜制品。

由于各厂家引进的生产线不相同，产品也各自不同，因此在解决产品质量问题时的办法也各不相同。

因此，本文论述的办法也就只能起到抛砖引玉的作用。

压延双向拉伸薄膜生产与普通压延膜生产的不同就在于后续的双向拉伸工艺上，因此，对环境的要求、物料的配方、工艺的控制都有很大区别。

收缩过大
收缩过大包含两重意思：薄膜在拉伸过程中回缩太大，达不到产品要求的宽度;薄膜在二次复合过程中受热回缩太大，超过标准要求，达不到制品要求的宽度。

问题1：
可用塑料的可延展性来解释。

PVC是无定形聚合物，在一定温度范围内受到大于屈服强度的拉力作用时，就产生塑性延伸变形，在变形过程中聚合物结构单元(链段、大分子和微晶)因拉伸而开始取向。

随着取向程度的提高，大分子间的作用力增大，引起聚合物黏度升高而出现硬化的倾向，变形亦趋于稳定而不再发展，这种现象称为“应力硬化”。

适当提高温度，塑料的可延展性进一步提高，拉伸比可以增大，甚至一些延展性较差的聚合物也能进行拉伸。

通常把室温至Tg(最低加工温度)附近的变形称为“冷拉伸”，在拉伸过程中聚合物发生应力硬化后，将限制聚合物分子的流动，从而阻止拉伸比的进一步提高。

发生“冷拉伸”的薄膜在拉伸力解除后即恢复原状，从而产生较大的回缩。

事实上，在设计拉伸薄膜车间时就要考虑车间的保暖、空气对流问题，因为薄膜在拉伸过程中散失热量是非常快的，薄膜越薄、拉伸越宽，则散热越快。

笔者测量到，薄膜从拉伸入口到拉伸出口短短的3m间表面温度就从175℃降到135℃，因此生产车
间的温度一般不得低于20℃。

车间在设计时只在上方留排气窗户，下方是不留窗户的。

另外，为了不发生冷拉伸现象，可在横向拉伸部位制作保温室，以保证拉伸薄膜的环境温度。

适当减小各机器的速比，也可以降低对薄膜的拉伸。

问题2
通常拉伸温度越低(在Tg以上)，拉伸倍数越大，拉伸速度和冷却速度越快，则取向程度越高，将经过拉伸取向冷却后的聚合物再加热到Tg以上的温度时，会明显地发生回缩，收缩薄膜就是根据这一原理制成的。

为了不使制品产生热收缩性，可在保持拉伸的情况下使制品在最高的温度下处理一定时间，然后冷却至室温，这样得到的制品即具有良好的稳定性。

这可以在拉伸机后半部下方增设加热装置，以保持拉伸温度;另外还可以给2号温炼轮通温水，以使拉伸薄膜缓慢冷却，这样就可以有效地降低拉伸薄膜的热收缩性。

薄膜薄厚不均
拉伸薄膜的薄厚不均主要由两种情况造成：从压延机出来的膜本身薄厚不均，最终造成拉伸制品的薄厚不同;在拉伸过程中，由于有空气对流，产生薄膜横向温度不同，造成拉伸后的薄膜薄厚不同，最终导致成品料卷沿横向粗细不同。

可以通过调整四辊压延机来解决，具体可以调整中辊的轴交叉装置、下轮的反弯曲装置;另外还要控制好各辊间的存料，以免有冷料进入影响薄膜拉伸的均匀性。

前轮、上轮存料直径不大于250mm，上轮、中轮存料15~30mm，中轮、下轮存料10~15mm。

情况是由于沿横向各处空气对流不同，造成薄膜各点的温度不同，这样拉伸后的薄膜横向厚薄不一致。

根据实际经验，一般薄膜两端容易变厚，这是因为两侧空气对流比中间要快，因而两侧温度较低。

因此也可用薄膜遮挡拉宽机两侧。

如以上办法还不能解决问题，可安装喷气管来弥补。

在距离薄膜150mm的地方沿横向安置，要求喷嘴为鸭嘴式，有微型阀调节排气量，这样喷出来的气流比较柔和。

薄膜薄的地方可适当开大排气阀，其余地方则将排气阀关闭。

穿孔问题
穿孔的产生主要有以下3种情况：物料太脏，过滤网细度不够;四辊压延机有冷料混入;填充物料和增塑剂的影响。

情况1
可通过加大过滤网细度及更换过滤网频率来解决;如仍有穿孔产生，则考虑更换物料。

情况2
可通过控制各辊筒间的存料来解决;另外应尽可能把物料塑化，以免有未塑化的生料混入，还要控制好各机器的速比，尽可能减少由此产生的孔洞问题。

拉伸薄膜的穿孔比普通压延膜要明显得多，这是因为普通压延膜受到的拉伸力是单向的，比单向拉伸薄膜小，且通过压光装置可在一定程度上得到弥补。

而双向拉伸薄膜受到的拉伸力是双向的，比双向拉伸大得多，2m宽的薄膜如果拉宽到5m，则拉伸比为215.1mm的孔洞经过拉伸后就变成215mm。

事实上孔洞要比215mm大，这是因为孔洞周围应力集中，容易受到破坏。

所以，解决好拉伸薄膜的穿孔问题非常重要。

情况3
填充材料主要使用轻质碳酸钙，适量的碳酸钙可增加薄膜的
强度，但当碳酸钙用量达到50~60份(相对100份PVC)时，薄膜撕裂强度明显降低，这时拉伸薄膜的穿孔明显增多。

因此，控制好碳酸钙的用量也是减少拉伸薄膜孔洞的一个重要因素。

增塑剂用量增加时由于薄膜变软、断裂伸长率增加而使孔洞减少，反之，则孔洞增加。

析出问题
在生产拉伸薄膜过程中，有时会产生析出现象，也就是在薄膜表面或压光辊(或牵引辊)上产生一层白霜，严重时会影响薄膜的使用，甚至使薄膜报废(如灯箱膜会由于表面析出而影响灯箱布的吸墨性)。

从生产情况来看，析出的材料主要有润滑剂、粉体稳定剂和碳酸钙。

在生产PVC压延薄膜过程中，为使制品表面光洁、美观,同时也为改进塑料熔体的流动性能，减少和避免对设备的黏附及摩擦作用，在塑料中加入一定量的润滑剂。

但润滑剂使用不当，超过其相容限度时，容易在制品表面析出，即平常所说的起霜，影响制品的外观，同时也影响喷绘广告布的吸墨性;润滑剂的用量太少又起不到润滑作用，润滑剂的用量一般小于1%。

常用的润滑剂有硬脂酸、聚乙烯蜡等。

PVC的加工温度与其分解温度很相近，当在160~200℃下加工时，会发生剧烈的热降解，制品变色，性能变坏。

因此在PVC 的加工过程中，必须加入热稳定剂。

很多热稳定剂不仅有稳定作用，而且有一定的润滑作用，如(粉体)硬脂酸钡、硬脂酸镉。

如
果这些材料的相容性差会发生冒霜、迁移等现象。

为了提高制品的力学性能，降低成本及树脂的单耗而适量的加入填充材料。

加入适量的添加剂会降低塑料的线性膨胀系数和制品成型收缩率，并能提高塑料的耐热性、阻燃性和强度。

添加剂的用量要适当，过多会从薄膜表面析出。

增加添加剂的细度，可使添加剂的用量增加，如超细碳酸钙比普通碳酸钙用量多。

也可以用偶联剂处理碳酸钙而增加碳酸钙与PVC材料结合的紧密度。

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