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拉伸薄膜的成型工藝

更新時間:2016-03-11點擊次數:4310

    薄膜的拉伸取向方法主要分為平膜法(即拉幅法)和管膜法兩種,平膜法雖然生產設備復雜,但薄膜質量較好,故目前工業中采用較多。因逐步拉伸平膜法工藝控制較容易,故應用,主要用于生產高強度薄膜;管膜法工藝裝置和過程與吹塑薄膜的成型很相似,但它是以雙向拉伸為其特征的。由于產品質量較差,此法主要用于生產熱收縮性薄膜。

    無定形聚合物和結晶聚合物在拉幅工藝上存在著差別。對于無定形聚合物,通常控制拉伸溫度在Tg~Ti間,聚合物處于粘彈態,拉伸中包含著高彈變形,為使有效拉伸(即取向度)增加,適當增加拉應力和對拉伸的薄膜進行緊張熱定型就非常必要。有時為了提高薄膜的取向成都,使加熱溫度沿拉伸方向形成一定溫度梯度。緊張下的短時間熱處理(熱定型),是薄膜中可回復的高彈形變得到松弛,冷卻后即得到熱收縮率較小的拉幅薄膜。熱處理溫度通常在Tg~Ti之間,即只允許大分子鏈段產生松弛,而不希望發生整個分子取向結構的破壞;對結晶聚合物,因在結晶狀態取向需要更大的拉力,容易使薄膜在拉伸中破裂。結晶區域比非結晶區域取向速度快,以致在結晶狀態拉伸時,薄膜取向度很不均勻。所以拉伸前通常將結晶聚合物加熱到Tm以上一段時間,然后在擠成薄片時進行驟冷,使聚合物基本保持沒有明顯趨于的狀態;拉伸前再將厚片加熱到稍高于Tg以上溫度(使結晶不容易生長),并進行快速拉伸,達到所需取向度后迅速冷卻至Tg一下(或室溫附近),這樣可防止薄膜在拉伸中形成結晶。形成的薄膜再大于結晶速率溫度(約0.85Tm)下進行短時間熱處理和冷卻,薄膜中即很快地形成均勻分布的微晶結構,這種薄膜具有較高的溫度,尺寸穩定,熱收縮小和透明性好的特點。

    平膜法逐步拉伸薄膜的成型目前用的zui多的是先進行縱向拉伸,后進行橫向拉伸的方法。通常由擠出機通過縫紉機頭(或T型口模)擠成厚片,熔融厚片在冷卻輥上冷卻到加工溫度(TgTm)以下,使聚合物基本上保持沒有明顯區域的狀態,然后送人預熱輥加熱到拉伸溫度,隨后進入縱向拉伸機的拉伸輥群進行縱拉伸,達到預定縱拉伸的材料,或冷卻或直接送入橫向拉伸機(拉幅機)。拉幅機分為預熱段,拉身段,熱定型段和冷卻段。圖10-68為三種聚合物采用拉伸法產生薄膜法生產薄膜時的拉伸溫度。縱拉伸比λ//與橫向拉伸比λ⊥隨材料種類而不同,在圖中溫度所示的條件下,聚丙烯(PP)為λ//=5~8,λ⊥=6~9;聚丙乙烯(PS)為λ//=A=3;聚酯(PET)為λ//=λ⊥=3~4

    管膜法拉幅薄膜的成型工藝已在第三章第二節介紹。其加工個階段的溫度、拉伸比以及影響因素如前所述。如果拉伸后在緊張的條件下進行驟冷處理,使經塑性拉伸而含有可逆變形的管膜迅速降至玻璃化溫度(或Tm)以下,就得到熱收縮管膜。

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