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擠出成型法生產(chǎn)塑料薄膜的主要設(shè)備為擠出機。采用的機頭隨成膜形式而異。如平膜生產(chǎn)采用寬縫口機頭(常稱T型機頭或螺桿分配機頭);如生產(chǎn)圓筒形薄膜(常稱為吹塑薄膜),采用環(huán)形口模機頭,機頭有固定式或旋轉(zhuǎn)式兩種。
圖2一1為環(huán)模擠出(吹塑)薄膜生產(chǎn)流程示意圖。從圖中可看出,從直角機頭擠出的薄膜泡管被向上(也可向下)引出,膜管借空氣冷卻,經(jīng)壓輥壓平,再卷取。
剛離開吹塑機頭的薄膜管還處于塑狀性態(tài),通過擠出口模送入低壓空氣能使膜管吹脹。膜管中的空氣不漏失,則可保證擠出的膜管連續(xù)被吹脹。若卷取前剪開膜管的一側(cè)或兩側(cè),則可制得平型薄膜。
因吹脹,膜管厚度比環(huán)形模隙大為減小。膜管周長可達12~16米,甚至更大。當膜管周長為8~12米時,厚度可小至0.02毫米,加快牽引速度,可減小厚度。每小時的薄膜產(chǎn)量可達幾百公斤。
生產(chǎn)硬質(zhì)聚氯乙烯薄膜時,常不使用直角機頭,而使用與螺桿軸線一致的機頭,即水平吹脹。這種硬質(zhì)聚氯乙烯薄膜的厚度可在0.02毫米以下,用以包裝衣物和紡織品。
吹塑法生產(chǎn)薄膜的最大優(yōu)點,在于設(shè)備投資少,占地面積小,產(chǎn)量大,但成品薄膜的厚度公差大于壓延薄膜。近年來,多采用旋轉(zhuǎn)冷卻風(fēng)環(huán)、旋轉(zhuǎn)機頭等辦法來改善吹塑薄膜的厚薄分布均勻度和卷取平整度。為了提高吹塑薄膜的生產(chǎn)速度,必須解決高速冷卻和快速卷取等問題。多層冷卻風(fēng)環(huán)是實現(xiàn)高速冷卻的有效措施之一,有的國家正在進行水霧冷卻的生產(chǎn)試驗工作。目前已有多種高速卷取裝置,如生產(chǎn)寬幅薄膜用拆疊式卷取,利用鉸鏈式浮動摩擦進行傳遞卷取。
高速干粉料擠出工藝正在一些工廠被采用,生產(chǎn)中的關(guān)鍵是要解決好吹塑過程中螺桿和機筒的散熱、物料的均勻塑化及泡管的快速冷卻等問題。另外,還需要注意樹脂的選擇和嚴格控制捏合條件,例如對原材料的水分含量,捏合料的溫度、疏松程度、揮發(fā)物的含量等方面均需加以注意。由于用干粉料進行高速吹塑時熱分解會加劇,故應(yīng)適當增加熱穩(wěn)定.劑的加量。在采用干粉料高速擠出工藝時,需對螺桿參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計作相應(yīng)的改變。排氣式擠出機可以排除粉料帶入的大量空氣以及擠出過程中產(chǎn)生的氣體〔如水分,低分子物等)。近年來發(fā)展起來的機筒開槽等技術(shù)對粉料吹塑是有益的。
成功地采用高速粉料吹塑工藝可以省去造粒工序,改善勞動條件,易于實現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)化和自動化。
可以經(jīng)一道工序從環(huán)型機頭中同時擠出兩根薄膜管,其·中一根和另一根是貼在一起的。此時所用的擠出機頭有兩個密集在一起的同心環(huán)形模縫形成兩個環(huán)形擠出棋口,此二個擠出模口由兩臺擠出機供應(yīng)不同的塑料。用這種方法可生產(chǎn)井擠出復(fù)合管狀薄膜。這種復(fù)合管狀薄膜具有單一塑料管狀薄膜所不具備的優(yōu)越性能,例如聚乙烯薄膜的水蒸汽透過率比軟聚氯乙烯薄膜低,但軟聚氯乙烯薄膜的物理機械強度確比聚乙烯高,氧氣和二氧化碳難以透過。若將兩種塑料通過共擠出工藝制成復(fù)合薄膜,則可兼具兩種薄膜的優(yōu)點,提高使用性能。共擠出薄膜可以是兩層,也可以是多層,即可用多種塑料制成復(fù)合薄膜。共擠出工藝有著廣闊的發(fā)展前途。
為了增加薄膜強度,正在努力增加增強復(fù)合膜的生產(chǎn)。但所采用的方法各異,其中主要是往雙層復(fù)合膜中加入纖維網(wǎng)、絲,可以連續(xù)加工,有的是用兩臺擠出機同時擠出兩層膜,中間夾入連續(xù)的合成纖維網(wǎng),一次制成增強復(fù)合膜,也可采用吹塑增強復(fù)合。在單層聚氯乙烯薄膜上復(fù)合棉纖維的效果較好。由于聚氯乙烯纖維的保溫效果較好,故于兩層聚氯乙烯薄膜中加入聚氯乙烯纖維。則可既收到好的保溫效果,又可收到增強效果,回收利用時也比較方便。
采用平型或?qū)捒p口模(T型機頭),可生產(chǎn)平型薄膜、片材和板材,寬度可達80~180的厘米,其厚度由可調(diào)整的模唇來決定。近年來,由于在T型機頭內(nèi)設(shè)有一根分配螺桿,因而能均勻地擠出薄膜或薄片。幅寬也在逐步增大。這種生產(chǎn)方法在生產(chǎn)速度上遠不如壓延和吹塑工藝,這是因為擠出速度越快,則第一冷卻輥的直徑必須加大。目前,輥的直徑已達到1 .2~1 .6米。但由子它的工序簡單,設(shè)備投資少,并且可用粉料一次直接擠出成膜,因而也已被廣泛采用。
這種由T型機頭擠出的平膜離開??诤螅?jīng)過一壓光機。在壓光機上,薄膜繞經(jīng)三個互相重疊的加熱磨光輥,將薄膜均勻地壓至所需的厚度和光亮度,隨后緩慢地冷卻。緩慢冷卻至關(guān)重要,否則,由于冷卻不勻而使薄膜發(fā)皺。最后用自動橫向裁斷裝置裁切并自動堆疊。軟質(zhì)薄膜或薄片材可以卷成卷筒。
除了經(jīng)壓光機時薄膜縱向會被拉伸外,還可進行橫向拉伸。只需用一橫向拉伸裝置(即拉幅裝置)就可進行橫向垃伸。先借拉伸裝置上的夾頭將加熱的薄膜兩側(cè)夾住,然后借循環(huán)式鏈條傳送向前。由于運行的夾頭鏈間的距離逐步呈錐形的增大,故薄膜會在橫向上被拉伸。
雖然在擠出機機上用寬縫機頭生產(chǎn)時,能在盡量調(diào)整模唇和提高牽引逮度的情況下,制出厚度為0 .1毫米左右的薄膜,但最好用寬縫機頭生產(chǎn)厚度為1~7毫米(目前已可生產(chǎn)厚達12毫米以上)的片材和板材。以前,生產(chǎn)這樣厚的片材和板材,需將許多層薄膜或薄片在層壓機上進行熱壓成型。和層壓法對比,擠出法可進行連續(xù)生產(chǎn),故擠出法是在片材和板材成型法方面的一大進展?,F(xiàn)在生產(chǎn)聚氯乙烯瓦楞板材、厚達3毫米的軟聚氯乙烯單層地板以及薄的硬聚氯乙烯片材和板材時。大多采用擠出成型法。