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OPP薄膜的制造工艺产品性能与应用前景二

2022-04-28 来源:洛阳机械信息网

OPP薄膜的制造工艺、产品性能与应用前景(二)

关于热定型的温度:

1. 只考虑结晶增长速度,则温度越高,结晶速度越快,这对已有晶核且晶体未到融化小时的条件下是正确的。

2. 考虑到聚丙烯是结晶态下拉伸,其大变形过程是球晶被拉伸(另一方向为压缩)-融化-再结晶的模式,完成拉伸过程后仍是结晶态(结晶取向状态)的话,则热定型温度取拉伸温度或稍低于拉伸温度为宜。

3. 如果拉伸过程停留于融化和分子链取向,而未再结晶的话,则热定型温度取低一些的或接近结晶速度最快的温度较为适宜。

挤出机→冷却转鼓→纵向拉伸机→横向拉伸机→收卷

设备:

制备片材包括挤出机、T型机头、冷却装置;双向拉伸:纵向拉伸机由预热辊、拉伸辊、冷却辊组成。横向拉伸机由两组带有夹子的链条再张开一定角度的轨道中水平回转。

挤出机:把塑料和树脂熔融塑化的设备主要是挤出机。为了保证挤出过程及挤出量的稳定,开发了双机挤出技术,把两个职能分由两台挤出机,或一台挤出机加一台齿轮计量泵来担负。机头是铸造厚片的部件,与制造片材时一样,现多采用衣架式的。为了控制薄膜横向厚度公差,在模唇装了自动调整装置。模唇口宽度的自动调整方法有两种:热胀螺丝法和计算机反馈调整法。热胀螺丝工作原理是:当测厚仪检测薄膜偏厚时,便给相应位置的膜唇口旁的膨胀螺丝加热器一个信号,使其升温加热。设于螺丝内的顶杆受热膨胀,而且膨胀的长度大于固定位置的外套,形成长度差,因而 模唇口受到压力并使唇口宽变窄。

机头与挤出设备之间的过滤器,把机械杂质和未塑化的或交联、炭化的树脂等滤去。为保证挤出稳定,在滤网前后均装测压器。当挤出压力超过规定值时便要更换滤网,为不停机更换滤网,均采取切换方法。同时作为生产线配套,应配备过滤器清洗装置和预热烘炉。为了高质量的塑化和挤铸厚片,需用先进的螺杆(如分离型螺杆),并且还可以在滤网前或后的输送管道内安放静态混合器。

冷却转鼓:就是将机头挤出来的熔体冷却成厚片的设备。生产质量高的双向拉伸薄膜的关键是冷却鼓的冷却方式和热交换方法。现在的冷却鼓多采用双流道对流冷却的方式,冷却鼓表面光滑也有利于热交换。

纵拉伸机:纵拉伸机分预热、拉伸、冷却平衡三部分。预热的作用是把待拉伸的厚片加热到近于拉伸的温度。由于塑料受热膨胀,所以预热辊之间的线速度是递增的,递增量的多少决定于塑料的热膨胀系数和被预热厚片的长度及温度。递增量太少,厚片因膨胀伸长而无法与预热辊进一步贴紧,导致预热不足;反之,递增量太大,厚片与预热辊是紧贴了,但此时温度未到玻璃化温度以上,厚片仍处于玻璃态,拉的紧了,厚片与预热辊摩擦会擦花厚片的表面。拉伸部分依拉伸点分为多点拉伸和单点拉伸两种。多点拉伸是用一组拉伸辊(5-7个)进行拉伸。后一个拉伸辊比前一个的线速度快,其比值即为着两辊之间拉伸倍率。厚片在此被拉伸一次,如这一组拉伸辊中有多处前后辊线速比大于一,则厚片将受到多次的拉伸,总的机械拉伸倍率为各点(次)拉伸倍率之积。现在基本上都采用红外加热的单点拉伸。这里在设备设计上有几点必须注意的关键问题:预热辊预热和红外加热的匹配是否得当,同时,两者对厚片的加热沿横向是否均匀;快慢辊的线速比可调范围,对于PP等非极性结晶高聚物应有七倍的可调范围,而对于尼龙和聚脂这类极性结晶高聚物,则要有四倍的范围;快慢两辊之间的距离和拉伸细颈的位置(即拉伸点),应匹配得当,如允许,快慢两辊之间距离越近越好,拉伸点靠近快辊为好,同时两辊运行时轴线应保持平行和稳定,这是防止纵拉片出现荷叶边的主要措施之一。冷却平衡部分包括拉伸快辊对纵拉伸后的纵拉片的冷却,以及随后的几个平衡辊保持纵拉片于某个工艺温度的平衡。它们起到对纵拉片内在质量(结晶度、取向度、应力等)的控制作用,控制得当,则有利于横向拉伸的顺利进行。同时,几个平衡辊之间的温度、热交换效率、线速度的快慢匹配、包角多少等,也是要给予认真考虑、合理安排的。作为纵拉伸机总体来说,各轴的轴线彼此均应平衡,不摆动;穿片操作简便易行;加热均匀并且不滴漏加热介质。这些都是表明纵拉伸机质量水平的条件参数。

横向拉伸机:包括装在导轨上能作循环运动的链夹、加热柜等构成。

A夹子:是横向拉伸机的主要部件,现生产中用的有:自紧式和辊子式两种夹子。.随着拉伸速度的高速化,上两种装在链条上的夹子适应不了要求。因此发展了轴承式夹子和在高速运行下给轴承加润滑油的装置,而今拉伸速度可达200m/min。

B导轨系统:.其宽窄可通过两边的螺丝进行调节。它分为预热段、拉伸段、定型段和冷却段。拉伸段进出口宽度之比为横拉伸倍率,其张角和长度以及车速则决定着横向拉伸速度。其次,拉伸段出口至热定型段出口的宽度有一定的收敛,说明现有生产线是按松弛热定型来设计的。最后是冷却段(包括将夹子冷却),整个链夹安装后运行是否通畅,两边的速度是否完全同步,是横拉伸能否成功的保证。

C加热方式和烘房:除冷却段,导轨都装在烘房内,其长短依树脂类型、薄膜、生产车速不同而不同。

D风嘴或称为气嘴:.风口与膜的距离与传热系数有关。不同的设计者取的距离大小不同,通常在100-200mm范围。

E加热系统的给热系数(传热系数)根据加工的塑料品种、膜厚和车速来决定,如拉制PP膜用的给热系数为60。

电晕处理和收卷:塑料多数是绝缘体,有高的体积电阻和表面电阻。所以高速运行下拉制的薄膜,因摩擦而带电。静电对印刷、复合等均有不良作用,必须加以消除。同时为了对表面进行处理,提高其表面张力和降低表面电阻,在收卷前通常都装有电晕(电火花)处理和静电消除装置。电火花是借助高频发生的,与此同时会产生臭氧,它与塑料薄膜表面作用,使之生成含氧基团。

同步拉伸法:.

.随着电磁技术应用的逐步推广,将电磁技术应用到双向拉伸设备上,并引发了双向拉伸的又一次革命,布鲁克纳购买杜邦专利,结合自身拉膜设备研制出线型同步电机LISIM同步拉伸设备。为区别该技术生产的双向拉伸聚丙烯薄膜与普通逐次拉伸设备生产的不同特性, BOPP前面加“S”表示该BOPP膜是采用同步电机同步拉伸技术工艺生产的聚丙烯双向拉伸膜,称为S-BOPP。

LISIM同步拉伸技术原理

随着新技术的应用,滑块携带的链夹,分别有同步线性感应的交流电机驱动。这种设计允许生产者更灵活的调整滑块的纵向检举。每个滑块上的两对永久磁铁,在膜被沿着分离的导轨拉动时,有三相定子线圈的线束产生的电磁波使其浮起。拉伸机各区域的线速度通过线性电机的频率和相数来控制。厚片预热,采用远红外线预热,高效节能,纵向、横向拉伸采用线性同步电机,沿着正在分开的轨道推进单个夹子,与在高速磁性悬浮列车上所用相类似,即由固定的钉子和在其牵引表面载有永磁的夹子组成,当定子线圈供三相电后,供电时所产生的运动性,电磁波对装在沿轨道的夹子上的磁性起反射作用与电磁波同步,电磁波的速度直接与供给的带能源频率成正比,夹子沿轨道远东的速度是通过供给夹子线圈的AC电源的频率变化来控制,操作员的指示(生产线速度、拉伸比、拉伸曲线等)则由运行可变频率的变频信号给翻译成指令。因此该系统有极大的操作灵活性,获得运行的最佳拉伸参数和做被拉伸材料的最佳性能充分发挥,所以成膜性好,破膜率低,并且能获得产品的最佳工艺条件和最佳的产品特性。

转载自:软包装

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