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Chapter5压延成型5.1概述压延成型简称压延，利用压延机辊筒间的挤压力作用，并配以相应的温度，使物料发生塑性流动变形，最终制成具有一定断面尺寸的薄膜状或片状材料，或将聚合物材料涂覆于纺织和纸张等基材表面，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。或用压延整饰片材表面，使其具有所要求的光滑程度（“光泽”），或者使表面具有一定的粗糙程度或做成图案。薄膜生产方法挤出平膜法吹膜法流涎法压延片材生产方法挤出法压制法压延挤出：产量小、制品密度小、幅宽受到限制、模具设计很复杂挤出吹塑：产量小（线速度小）、制品厚度不易控制、幅宽受到限制压延成型方法：连续生产，效率高。生产速度快，产量大。薄膜生产线速度60—100m/min，甚至300m/min，1年加工量5000—10000吨；质量好，塑料制品厚度公差＜10%，表面平整。但设备庞大，投资大；设备专用性强，产品调整困难；幅宽同样受到限制；维修困难。一、压延成型工艺*供料：双辊机、密炼机、挤出机塑化；连续（摆动装置）、间歇喂料*压延：物料经一、二辊，压成片；经二、三辊，成均匀厚度薄片；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。供料阶段压延阶段塑料的配制、混合、塑化、向压延机传输喂料压延、牵引、压花、冷却定型、输送卷绕、切割5.2压延设备混料——金属检测——压延——拉伸——压花——冷却——切割——卷曲二、压延主机类型双辊：一般用于塑炼、压片、供料四辊：制品厚度薄且均匀、表面光滑、速度快（比三辊快2—8倍，达60—240m/min）、可双面贴胶工艺。斜Z字型：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。倒L型：物料包辊面积较大，产品表面光洁度较好，杂物不易掉入。原则：避免各辊受力时彼此干扰，考虑操作要求和方便，自动供料。5.3压延原理一、物料在辊筒间隙的压力分布P323图9-8图9-9二、压延过程中的压缩和延伸变形物料进入辊筒的条件：物料与辊筒的接触角必须小于其摩擦角时，才能在摩擦力作用下被带入辊距中，且能进入辊筒中物料的最大厚度有一定限度。压延时物料的延伸变形：压延过程中，物料体积保持不变，当压延中断面厚度减小时，其断面宽度和片材长度必然增加；由于物料沿辊筒轴向（物料宽度方向）受到阻力很大，流动变形困难，故压延时，物料的宽度变化很小，长度相应增大。三、物料在压延辊筒间隙的流速分布流速随辊缝位置而递变P327图9-11四、横压力进入辊筒钳住区的物料，对辊筒有一个横向力（分离力、横压力）作用，使辊筒弯曲，影响压延制品沿辊筒轴向厚度的均一性。辊筒的挠度三高两低：制品横向厚度不均匀，中间和两端厚度较大，而近中区的两边较薄。三高两低辊筒弹性变形和辊筒两端温度偏低辊筒弹性变形及其防止措施弹性变形的与辊筒的半径、转速、物料的粘度、存料的多少、薄膜的厚度与宽度有关。（1）对辊筒变形进行补偿，可以使制品厚度均匀。（2）辊筒表面温度变化辊筒两端的散热多，辊筒中间温度比两端高。温度的不均匀，使辊筒的热膨胀不均匀，造成薄膜两端厚度增加的现象。对辊的两端加热作温度补偿。补偿措施（三种方法联用效果好）中高度补偿法：将辊筒的工作面磨成腰鼓形轴交叉：使辊筒轴线之间交叉成一定角度，形成辊筒两端的间隙大，中间间隙较小的状态，这与挠度对辊隙影响相反，从而起补偿作用。预应力：在辊筒轴承两端设一辅助轴承，通过辅助轴承对辊筒施加应力，使辊筒预先产生弹性变形，其方向与分离力所引起的变形方向相反，从而使两种变形互相抵消。四、压延操作条件辊温辊速和速比辊筒间距引离（拉伸）、冷却、卷取P331（1）辊温压延操作必要条件：辊筒具有足够热量，使物料熔融塑化、延展。热的来源：加热装置供给；物料与辊筒的摩擦生热易粘附于高温和高转速的辊筒：T辊３≈T辊４＞T辊２＞T辊１辊间温差控制在5-10℃温度影响物料的塑化状况：温度过低，薄膜表面毛糙、不透明、有气泡、孔洞。温度过高，包辊。作用：使物料依次贴辊；更好地塑化，延伸和定向调节：V辊３＞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。（2）辊速和速比辊距的作用：调节产品的厚度；改变存料量辊距控制：h0１-2＞h0２-３＞h0３-４＝制品厚度辊间存料量的作用：“存储”、“补充”、完善“塑化”存料量影响薄膜厚度、外观质量如气泡、硬片、冷疤存料过多：薄膜表面毛糙和出现云纹，气泡；硬片出现冷疤，设备损耗大存料过少：因压力不足而造成表面毛糙；硬片出现菱形孔洞，引起边料的断裂。旋转情况：存料旋转不佳，会使产品厚度不均匀、薄膜有气泡、硬片有冷疤。产生原因为料温太低、辊温太低或辊距调节不当。（3）辊筒间距V辊卷取＞V辊冷却＞V辊引离＞V辊３使压延物大分子在前进方向有一定的延伸和定向作用，压延效应大。V辊引离＞V辊３10％～３５％速比不能过大，防止产生过多的延伸，影响膜厚度均匀，过大的内应力。（4）引离（拉伸）、冷却、卷取一、压延效应二、影响制品表面质量的因素三、影响厚度因素5.3影响塑料压延质量的因素沿压延方向上物料受到很大的剪切和拉伸作用，因而聚合物分子链沿压延方向取向排列，制品物理机械性能各向异性。性能表现：纵向拉伸强度大于横向拉伸强度，各向尺寸不同变化，纵向收缩，横向与厚度膨胀。压延效应压延效应影响因素1）压延速度、辊筒速比、存料量、物料粘度增高，纤维状和片状的物料，引离辊、冷却辊等具一定速比，压延效应增大；２）辊温、辊距及压延时间增高，压延效应减小。压延温度辊速和速比辊间存料量制品厚度材料特性冷却辊的温度：强制冷却，使制品在卷取时，冷至20℃～25℃左右冷却不足发粘、起皱、收缩率大过分冷却表面凝结水分，易发霉、起霜冷却辊的速度：通常比轧花辊快20%~30%。冷却辊速度过小薄膜定型后发皱冷却辊速度过大产生内应力，存放后收缩率大。影响制品表面质量的因素冷却定型思考题1、压延成型工艺能生产哪些塑料制品？以软质PVC薄膜的生产过程为例，画出生产工艺流程，配以相应的工艺条件，并提出控制制品尺寸的措施。2、何谓分离力？对压延质量有何影响？在生产中采取哪些措施确保压延制品的尺寸精确？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、压延加工的目的是什么？对操作和产品质量有何要求？5、何谓压延效应？产生原因及减小方法有哪些？6、什么是“三高两低”现象？产生的原因及减小的方法有哪些？