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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(jī)。采用的機(jī)頭隨成膜形式而異。如平膜生產(chǎn)采用寬縫口機(jī)頭(常稱T型機(jī)頭或螺桿分配機(jī)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(jī)頭,機(jī)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(jī)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(jī)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(zhǎng)可達(dá)12~16米,甚至更大。當(dāng)膜管周長(zhǎng)為8~12米時(shí),厚度可小至0.02毫米,加快牽引速度,可減小厚度。每小時(shí)的薄膜產(chǎn)量可達(dá)幾百公斤。
生產(chǎn)硬質(zhì)聚氯乙烯薄膜時(shí),常不使用直角機(jī)頭,而使用與螺桿軸線一致的機(jī)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(diǎn),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(jī)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(shí)現(xiàn)高速冷卻的有效措施之一,有的國(guó)家正在進(jìn)行水霧冷卻的生產(chǎn)試驗(yàn)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?zhǔn)礁?dòng)摩擦進(jìn)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(jī)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(yán)格控制捏合條件,例如對(duì)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(jìn)行高速吹塑時(shí)熱分解會(huì)加劇,故應(yīng)適當(dāng)增加熱穩(wěn)定.劑的加量。在采用干粉料高速擠出工藝時(shí),需對(duì)螺桿參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作相應(yīng)的改變。排氣式擠出機(jī)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(jī)筒開槽等技術(shù)對(duì)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(dòng)條件,易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)化和自動(dòng)化。
可以經(jīng)一道工序從環(huán)型機(jī)頭中同時(shí)擠出兩根薄膜管,其·中一根和另一根是貼在一起的。此時(shí)所用的擠出機(jī)頭有兩個(gè)密集在一起的同心環(huán)形??p形成兩個(gè)環(huán)形擠出棋口,此二個(gè)擠出??谟蓛膳_(tái)擠出機(jī)供應(yīng)不同的塑料。用這種方法可生產(chǎn)井?dāng)D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(jī)械強(qiáng)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(diǎn),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(qiáng)度,正在努力增加增強(qiáng)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(tái)擠出機(jī)同時(shí)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(qiáng)復(fù)合膜,也可采用吹塑增強(qiáng)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(qiáng)效果,回收利用時(shí)也比較方便。
采用平型或?qū)捒p口模(T型機(jī)頭),可生產(chǎn)平型薄膜、片材和板材,寬度可達(dá)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(jī)頭內(nèi)設(shè)有一根分配螺桿,因而能均勻地?cái)D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(yuǎn)不如壓延和吹塑工藝,這是因?yàn)閿D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(dá)到1 .2~1 .6米。但由子它的工序簡(jiǎn)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(jī)頭擠出的平膜離開模口后,經(jīng)過一壓光機(jī)。在壓光機(jī)上,薄膜繞經(jīng)三個(gè)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(dòng)橫向裁斷裝置裁切并自動(dòng)堆疊。軟質(zhì)薄膜或薄片材可以卷成卷筒。
除了經(jīng)壓光機(jī)時(shí)薄膜縱向會(huì)被拉伸外,還可進(jìn)行橫向拉伸。只需用一橫向拉伸裝置(即拉幅裝置)就可進(jìn)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(yùn)行的夾頭鏈間的距離逐步呈錐形的增大,故薄膜會(huì)在橫向上被拉伸。
雖然在擠出機(jī)機(jī)上用寬縫機(jī)頭生產(chǎn)時(shí),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(jī)頭生產(chǎn)厚度為1~7毫米(目前已可生產(chǎn)厚達(dá)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(jī)上進(jìn)行熱壓成型。和層壓法對(duì)比,擠出法可進(jìn)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(jìn)展?,F(xiàn)在生產(chǎn)聚氯乙烯瓦楞板材、厚達(dá)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(shí)。大多采用擠出成型法。