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拉伸薄膜的成型工艺

更新时间:2016-03-11点击次数:3946

    薄膜的拉伸取向方法主要分为平膜法(即拉幅法)和管膜法两种,平膜法虽然生产设备复杂,但薄膜质量较好,故目前工业中采用较多。因逐步拉伸平膜法工艺控制较容易,故应用,主要用于生产高强度薄膜;管膜法工艺装置和过程与吹塑薄膜的成型很相似,但它是以双向拉伸为其特征的。由于产品质量较差,此法主要用于生产热收缩性薄膜。

    无定形聚合物和结晶聚合物在拉幅工艺上存在着差别。对于无定形聚合物,通常控制拉伸温度在Tg~Ti间,聚合物处于粘弹态,拉伸中包含着高弹变形,为使有效拉伸(即取向度)增加,适当增加拉应力和对拉伸的薄膜进行紧张热定型就非常必要。有时为了提高薄膜的取向成都,使加热温度沿拉伸方向形成一定温度梯度。紧张下的短时间热处理(热定型),是薄膜中可回复的高弹形变得到松弛,冷却后即得到热收缩率较小的拉幅薄膜。热处理温度通常在Tg~Ti之间,即只允许大分子链段产生松弛,而不希望发生整个分子取向结构的破坏;对结晶聚合物,因在结晶状态取向需要更大的拉力,容易使薄膜在拉伸中破裂。结晶区域比非结晶区域取向速度快,以致在结晶状态拉伸时,薄膜取向度很不均匀。所以拉伸前通常将结晶聚合物加热到Tm以上一段时间,然后在挤成薄片时进行骤冷,使聚合物基本保持没有明显趋于的状态;拉伸前再将厚片加热到稍高于Tg以上温度(使结晶不容易生长),并进行快速拉伸,达到所需取向度后迅速冷却至Tg一下(或室温附近),这样可防止薄膜在拉伸中形成结晶。形成的薄膜再大于结晶速率温度(约0.85Tm)下进行短时间热处理和冷却,薄膜中即很快地形成均匀分布的微晶结构,这种薄膜具有较高的温度,尺寸稳定,热收缩小和透明性好的特点。

    平膜法逐步拉伸薄膜的成型目前用的zui多的是先进行纵向拉伸,后进行横向拉伸的方法。通常由挤出机通过缝纫机头(或T型口模)挤成厚片,熔融厚片在冷却辊上冷却到加工温度(TgTm)以下,使聚合物基本上保持没有明显区域的状态,然后送人预热辊加热到拉伸温度,随后进入纵向拉伸机的拉伸辊群进行纵拉伸,达到预定纵拉伸的材料,或冷却或直接送入横向拉伸机(拉幅机)。拉幅机分为预热段,拉身段,热定型段和冷却段。图10-68为三种聚合物采用拉伸法产生薄膜法生产薄膜时的拉伸温度。纵拉伸比λ//与横向拉伸比λ⊥随材料种类而不同,在图中温度所示的条件下,聚丙烯(PP)为λ//=5~8,λ⊥=6~9;聚丙乙烯(PS)为λ//=A=3;聚酯(PET)为λ//=λ⊥=3~4

    管膜法拉幅薄膜的成型工艺已在第三章第二节介绍。其加工个阶段的温度、拉伸比以及影响因素如前所述。如果拉伸后在紧张的条件下进行骤冷处理,使经塑性拉伸而含有可逆变形的管膜迅速降至玻璃化温度(或Tm)以下,就得到热收缩管膜。