综合成型工艺参数优化

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：吹胀比2.0，牵引比为5.0，牵引速度为10～20m/min，口模间隙为0.8～1mm，常用于育秧、化肥包装等方面。吹胀比为1.5～2.5，拉伸比为2～5。各种薄膜采用的吹胀比：PVC为2.0～3.0，LDPE为1.5～3.5，LLDPE为1.5～3.0，PP为0.9～1.5，PA为1.0～1.5，HDPE超薄膜为3.0～5.0，收缩膜拉伸膜为2.0～5.0。冷冻线高度与泡型和吹胀比之间有密切关系。

（1）一般薄膜的生产工艺。

1）普通PE包装薄膜。

①低密度聚乙烯LDPE。一般采用上吹法生产折径为300至1000mm，小规格折径在300mm以下的，用平挤平吹法生产包装薄膜。可用ϕ45mm的单螺杆机，配用直通式机头吹塑生产，机筒温度为加料段100～120℃、塑化段130～150℃、均化段160～170℃，机头温度为160℃左右。吹胀比2.0，牵引比为5.0，牵引速度为10～20m/min，口模间隙为0.8～1mm，常用于育秧、化肥包装等方面。

②高密度聚乙烯HDPE。加料段温度为130～150℃，塑化段温度为150～170℃，均化段温度为170～180℃，机头后段温度为165～175℃，出口段温度为160～170℃。

2）农用膜。增强大棚农用膜是用LDPE/LLDPE（75/25）为原料，用上吹法加工成折径为2～5m的宽幅薄膜。采用ϕ90至150mm的挤出机，配套旋转机头，机筒温度分五段控制，依次为120～140℃、150～170℃、175～185℃、185～190℃、190～195℃，机头温度分别为185～190℃、180～185℃、175～180℃。

3）聚丙烯PP包装薄膜。PP薄膜具有无毒、质量轻、机械强度大、透明度高、耐热性好等优点，用途广泛，特别适宜服装和精美食品包装，并能作蒸煮袋的基材。适用于下吹水冷生产，可制成折径小于300mm、高透明度的包装薄膜，用ϕ45（或65）mm单螺杆挤出机、配套螺旋机头生产，机筒温度依次为加料段130～160℃、塑化段170～190℃、均化段190～210℃，机头温度后段为200～210℃、出口段为190～200℃。

4）软聚氯乙烯。一般采用单螺杆挤出机，用PVC粒料生产，机筒温度加料段为140～150℃、塑化段为150～160℃、均化段为160～170℃，机头温度后段为160～170℃、出口段为155～165℃。

5）硬聚氯乙烯。加料段温度为150～160℃、塑化段温度为160～170℃、均化段温度为170～180℃，机头后段温度为170～180℃、出口模温度为165～175℃。吹胀比为1.5～2.5，拉伸比为2～5。定型后的薄膜必须有良好的冷却，否则薄膜会发黏。适合食品的包装。

（2）吹胀与牵引熔融物料从机头口模挤出后形成管坯，应立即吹胀。吹胀包括横向拉伸和在牵引辊作用下的纵向拉伸。吹胀后薄膜获得了双轴取向，强度得到提高，且随取向程度的提高，强度也增大。薄膜的吹胀比ɑ=D_D/D_K。式中，D_D是吹胀后膜管直径（mm）；D_K是环形口模直径（mm）。薄膜的折径大小由吹胀比ɑ决定。薄膜的牵引比b是指牵引速度和机头环形间隙出料速度之比，即b=V_D/V_Q。式中，V_D是牵引速度（m/min）；V_Q是挤出速度（m/min）。薄膜的厚度由牵引比决定。

在生产中采用同一规格的机头口模，靠调节吹胀比和牵引比来制作不同折径、不同厚度的薄膜。吹胀比一般控制在1.5～3。吹胀比太小，薄膜的横向强度低；吹胀比太大，膜管不稳定。牵引比一般控制在3～7。牵引比太小，薄膜的力学性能差；牵伸比太大，膜管容易拉断。各种薄膜采用的吹胀比：PVC为2.0～3.0，LDPE为1.5～3.5，LLDPE为1.5～3.0，PP为0.9～1.5，PA为1.0～1.5，HDPE超薄膜为3.0～5.0，收缩膜拉伸膜为2.0～5.0。

（3）冷却定型薄膜从机头口模挤出吹胀后，应立即进行冷却。若冷却效果不好，则薄膜发黏，甚至影响正常生产，所以，有效的冷却非常重要。生产中一般采用普通风环冷却。若薄膜较厚，为提高冷却速度，可采用双风口负压风环冷却。双风口负压风环可提高冷却效率约25%。冷却效果可由薄膜冷冻线的位置高低来判断。采用风环冷却的薄膜，在刚挤出口模时的管状物是透明的，当冷却到适当温度而产生晶体时（指聚烯烃等结晶性塑料），即失去透明而变得浑浊，浑浊与透明区的交界线被称为冷冻线。冷冻线位置的高低受很多因素影响，低密度聚乙烯实测冷冻线处温度在90℃左右，则冷冻适中，薄膜冷却均匀，表面光滑，薄膜质量好。冷冻线过高，则冷却不足，冷却时间长，薄膜结晶度增加，透明度下降，开口性下降，纵向取向增加。冷冻线过低，则冷却过急，冷却时间短，薄膜易产生内应力，薄膜发脆，横向取向增加，表面粗糙。

冷冻线高度与泡型和吹胀比之间有密切关系。一方面，吹胀比的大小必须由相应的泡型、冷冻线高度来保证；另一方面，同一吹胀比、同一泡型，冷冻线的高度也可不相同。吹塑薄膜的正常泡型有三种，如图2-27所示，L型纵向定向性强，但纵横向的均衡性最差；H型横向定向性差，纵横向均衡性最好；M型介于L、H型之间。

高冷冻线的H泡型，显示了膜管在冷冻线处骤然膨胀，促使分子发生纵横两向同时取向，这是制取高强度超薄薄膜、双向收缩薄膜、拉伸薄膜的必要条件。一般吹塑薄膜多采用M型。L型仅在制取单向收缩薄膜或拉伸薄膜时采用。同时，泡型的选择要结合设备条件、产品要求、树脂性能及加工过程中的其他因素综合考虑，选定一个合理的泡型。

图2-27 吹塑薄膜的三种泡型

影响泡型的主要因素有吹胀比、牵引速度、冷却条件、风环、料温等，其中吹胀比和冷却条件对泡型的影响最大，牵引速度其次。

（4）薄膜厚度调整薄膜厚度的调节步骤如下：

1）首先调整口模与芯模环形缝隙，使各处均匀一致，确保厚度均匀。

2）出料后，调整出料速度均匀一致。可通过微调调节螺栓使膜泡厚度均匀。

3）通过调节冷却风环的位置、风量、开度，来测定薄膜冷冻线的合适位置，使薄膜厚度均匀。

4）薄膜局部厚度不均匀时，偏厚处可减少风量，使薄膜径向厚度均匀。

在上述调节薄膜厚度均匀的基础上，通过调节牵引速度可调节薄膜的厚度。

（5）人字板张开角

1）人字板的作用有两个，一是将筒状膜泡展平，送入牵引夹辊；二是使膜泡进一步冷却。膜泡通过人字板时，有一部分会先与人字板接触，而另一部分（人字板两侧）的膜泡则和人字板接触较晚。因此在膜泡圆周方向上就会出现冷却不均匀，从而造成薄膜的厚度不均匀和出现皱褶。所以，在人字板的结构与选材上，既要缓和冷却效果，又要使其散热良好，减少膜和人字板的摩擦。

2）人字板的张开角与薄膜平整度关系很大，张开角越大，产生皱褶的可能性越大。一般人字板的夹角为10°～40°，通常调节在15°～30°。另外人字板张开角的大小还与薄膜厚度有关，薄型膜张开角应减小，厚度较大的膜，张开角应增大。

（6）吹塑薄膜生产中的异常现象、产生原因及解决方法（见表2-5）

表2-5 吹塑薄膜生产中的异常现象、产生原因及解决方法

（续）

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