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PVC壓延雙向拉伸薄膜注意問題
  瀏覽次數(shù)：6635  發(fā)布時(shí)間：2016年12月02日 09:09:16
[導(dǎo)讀] 在PVC壓延雙向拉伸薄膜生產(chǎn)中,經(jīng)常會(huì)遇到諸如收縮性過大、薄膜薄厚不均、穿孔多等缺陷,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成薄膜大量浪費(fèi)、客戶無法使用甚至無法正常生產(chǎn)。


        在PVC壓延雙向拉伸薄膜生產(chǎn)中,經(jīng)常會(huì)遇到諸如收縮性過大、薄膜薄厚不均、穿孔多等缺陷,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成薄膜大量浪費(fèi)、客戶無法使用甚至無法正常生產(chǎn)。如何克服上述缺陷是保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)競爭力的關(guān)鍵。介紹了壓延雙向拉伸薄膜生產(chǎn)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題及相應(yīng)對策。

PVC壓延工藝仍然是薄膜生產(chǎn)中最佳及最經(jīng)濟(jì)的工藝,該領(lǐng)域的最新發(fā)展已大幅度擴(kuò)展了其應(yīng)用領(lǐng)域。各種PVC薄膜仍是最流行的產(chǎn)品,如土工膜、大棚膜、燈箱膜、水床膜、糧食熏蒸膜。而雙向拉伸薄膜雖然是以進(jìn)口生產(chǎn)線為主進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的，但其生產(chǎn)技術(shù)，即雙向拉伸薄膜技術(shù)，中國是擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的。也就是說，中國人是在用自己的技術(shù)，使用進(jìn)口生產(chǎn)線生產(chǎn)各類雙向拉伸薄膜制品。由于各廠家引進(jìn)的生產(chǎn)線不相同，產(chǎn)品也各自不同，因此在解決產(chǎn)品質(zhì)量問題時(shí)的辦法也各不相同。因此,本文論述的辦法也就只能起到拋磚引玉的作用。壓延雙向拉伸薄膜生產(chǎn)與普通壓延膜生產(chǎn)的不同就在于后續(xù)的雙向拉伸工藝上，因此，對環(huán)境的要求、物料的配方、工藝的控制都有很大區(qū)別。
 
        收縮過大

收縮過大包含兩重意思：薄膜在拉伸過程中回縮太大,達(dá)不到產(chǎn)品要求的寬度；薄膜在二次復(fù)合過程中受熱回縮太大，超過標(biāo)準(zhǔn)要求,達(dá)不到制品要求的寬度。

問題1可用塑料的可延展性來解釋。PVC是無定形聚合物，在一定溫度范圍內(nèi)受到大于屈服強(qiáng)度的拉力作用時(shí)，就產(chǎn)生塑性延伸變形，在變形過程中聚合物結(jié)構(gòu)單元(鏈段、大分子和微晶)因拉伸而開始取向。隨著取向程度的提高，大分子間的作用力增大，引起聚合物黏度升高而出現(xiàn)硬化的傾向，變形亦趨于穩(wěn)定而不再發(fā)展，這種現(xiàn)象稱為“應(yīng)力硬化”。適當(dāng)提高溫度，塑料的可延展性進(jìn)一步提高，拉伸比可以增大，甚至一些延展性較差的聚合物也能進(jìn)行拉伸。通常把室溫至Tg（最低加工溫度）附近的變形稱為“冷拉伸”，在拉伸過程中聚合物發(fā)生應(yīng)力硬化后，將限制聚合物分子的流動(dòng)，從而阻止拉伸比的進(jìn)一步提高。發(fā)生“冷拉伸”的薄膜在拉伸力解除后即恢復(fù)原狀，從而產(chǎn)生較大的回縮。

事實(shí)上,在設(shè)計(jì)拉伸薄膜車間時(shí)就要考慮車間的保暖、空氣對流問題,因?yàn)楸∧ぴ诶爝^程中散失熱量是非?？斓?薄膜越薄、拉伸越寬，則散熱越快。筆者測量到，薄膜從拉伸入口到拉伸出口短短的3m間表面溫度就從175℃降到135℃，因此生產(chǎn)車間的溫度一般不得低于20℃。車間在設(shè)計(jì)時(shí)只在上方留排氣窗戶，下方是不留窗戶的。另外，為了不發(fā)生冷拉伸現(xiàn)象，可在橫向拉伸部位制作保溫室，以保證拉伸薄膜的環(huán)境溫度。適當(dāng)減小各機(jī)器的速比，也可以降低對薄膜的拉伸。對于問題2，通常拉伸溫度越低(在Tg以上)，拉伸倍數(shù)越大，拉伸速度和冷卻速度越快,則取向程度越高，將經(jīng)過拉伸取向冷卻后的聚合物再加熱到Tg以上的溫度時(shí)，會(huì)明顯地發(fā)生回縮，收縮薄膜就是根據(jù)這一原理制成的。為了不使制品產(chǎn)生熱收縮性,可在保持拉伸的情況下使制品在最高的溫度下處理一定時(shí)間，然后冷卻至室溫，這樣得到的制品即具有良好的穩(wěn)定性。這可以在拉伸機(jī)后半部下方增設(shè)加熱裝置，以保持拉伸溫度;另外還可以給2號溫?zé)捿喭厮?，以使拉伸薄膜緩慢冷卻,這樣就可以有效地降低拉伸薄膜的熱收縮性。
 
        薄膜薄厚不均

拉伸薄膜的薄厚不均主要由兩種情況造成：從壓延機(jī)出來的膜本身薄厚不均,最終造成拉伸制品的薄厚不同；在拉伸過程中，由于有空氣對流,產(chǎn)生薄膜橫向溫度不同，造成拉伸后的薄膜薄厚不同，最終導(dǎo)致成品料卷沿橫向粗細(xì)不同?？梢酝ㄟ^調(diào)整四輥壓延機(jī)來解決，具體可以調(diào)整中輥的軸交叉裝置、下輪的反彎曲裝置;另外還要控制好各輥間的存料，以免有冷料進(jìn)入影響薄膜拉伸的均勻性。前輪、上輪存料直徑不大于250mm,上輪、中輪存料15~30mm，中輪、下輪存料10~15mm。情況º是由于沿橫向各處空氣對流不同，造成薄膜各點(diǎn)的溫度不同，這樣拉伸后的薄膜橫向厚薄不一致。

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),一般薄膜兩端容易變厚，這是因?yàn)閮蓚?cè)空氣對流比中間要快，因而兩側(cè)溫度較低。因此也可用薄膜遮擋拉寬機(jī)兩側(cè)。如以上辦法還不能解決問題，可安裝噴氣管來彌補(bǔ)。在距離薄膜150mm的地方沿橫向安置,要求噴嘴為鴨嘴式,有微型閥調(diào)節(jié)排氣量,這樣噴出來的氣流比較柔和。薄膜薄的地方可適當(dāng)開大排氣閥,其余地方則將排氣閥關(guān)閉。
 

穿孔問題

穿孔的產(chǎn)生主要有以下3種情況:物料太臟，過濾網(wǎng)細(xì)度不夠；四輥壓延機(jī)有冷料混入；填充物料和增塑劑的影響。

情況1可通過加大過濾網(wǎng)細(xì)度及更換過濾網(wǎng)頻率來解決；如仍有穿孔產(chǎn)生，則考慮更換物料。情況2可通過控制各輥筒間的存料來解決;另外應(yīng)盡可能把物料塑化，以免有未塑化的生料混入，還要控制好各機(jī)器的速比，盡可能減少由此產(chǎn)生的孔洞問題。

拉伸薄膜的穿孔比普通壓延膜要明顯得多,這是因?yàn)槠胀▔貉幽な艿降睦炝κ菃蜗虻?，比單向拉伸薄膜小，且通過壓光裝置可在一定程度上得到彌補(bǔ)。而雙向拉伸薄膜受到的拉伸力是雙向的，比雙向拉伸大得多，2m寬的薄膜如果拉寬到5m，則拉伸比為215.1mm的孔洞經(jīng)過拉伸后就變成215mm。事實(shí)上孔洞要比215mm大，這是因?yàn)榭锥粗車鷳?yīng)力集中，容易受到破壞。所以,解決好拉伸薄膜的穿孔問題非常重要。

        情況3填充材料主要使用輕質(zhì)碳酸鈣,適量的碳酸鈣可增加薄膜的強(qiáng)度，但當(dāng)碳酸鈣用量達(dá)到50~60份 (相對100份PVC)時(shí)，薄膜撕裂強(qiáng)度明顯降低，這時(shí)拉伸薄膜的穿孔明顯增多。因此，控制好碳酸鈣的用量也是減少拉伸薄膜孔洞的一個(gè)重要因素。增塑劑用量增加時(shí)由于薄膜變軟、斷裂伸長率增加而使孔洞減少，反之，則孔洞增加。
 
        析出問題

在生產(chǎn)拉伸薄膜過程中，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生析出現(xiàn)象，也就是在薄膜表面或壓光輥(或牽引輥)上產(chǎn)生一層白霜，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響薄膜的使用，甚至使薄膜報(bào)廢 (如燈箱膜會(huì)由于表面析出而影響燈箱布的吸墨性)。從生產(chǎn)情況來看,析出的材料主要有潤滑劑、粉體穩(wěn)定劑和碳酸鈣。在生產(chǎn)PVC壓延薄膜過程中，為使制品表面光潔、美觀,同時(shí)也為改進(jìn)塑料熔體的流動(dòng)性能，減少和避免對設(shè)備的黏附及摩擦作用,而在塑料中加入一定量的潤滑劑。但潤滑劑使用不當(dāng)，超過其相容限度時(shí)，容易在制品表面析出，即平常所說的起霜，影響制品的外觀，同時(shí)也影響噴繪廣告布的吸墨性；潤滑劑的用量太少又起不到潤滑作用,潤滑劑的用量一般小于1%。常用的潤滑劑有硬脂酸、聚乙烯蠟等。

PVC的加工溫度與其分解溫度很相近，當(dāng)在160~200℃下加工時(shí),會(huì)發(fā)生劇烈的熱降解，制品變色，性能變壞。因此在PVC的加工過程中，必須加入熱穩(wěn)定劑。很多熱穩(wěn)定劑不僅有穩(wěn)定作用，而且有一定的潤滑作用,如(粉體)硬脂酸鋇、硬脂酸鎘。如果這些材料的相容性差會(huì)發(fā)生冒霜、遷移等現(xiàn)象。為了提高制品的力學(xué)性能，降低成本及樹脂的單耗而適量的加入填充材料。加入適量的添加劑會(huì)降低塑料的線性膨脹系數(shù)和制品成型收縮率,并能提高塑料的耐熱性、阻燃性和強(qiáng)度。添加劑的用量要適當(dāng)，過多會(huì)從薄膜表面析出。增加添加劑的細(xì)度,可使添加劑的用量增加，如超細(xì)碳酸鈣比普通碳酸鈣用量多。也可以用偶聯(lián)劑處理碳酸鈣而增加碳酸鈣與PVC材料結(jié)合的緊密度。