吹膜

null塑料挤出成型 Plastics Extrusion Molding 项目7：认识薄膜生产线 任务7-1：认识生产线，及拆装模头 塑料挤出成型 Plastics Extrusion Molding 项目7：认识薄膜生产线 任务7-1：认识生产线，及拆装模头 广东轻工职业技术学院轻化系高分子教研室 发言：郑金木（31号） 团队成员：26~31项目7：认识薄膜生产线 ——主要训练过程项目7：认识薄膜生产线 ——主要训练过程任务7-1: 认识生产线，及拆装模头 任务7-2: 设定材料工艺及试开机运行 今天的任务： 任务7-11.任务告知：1.任务告知：拟实现的能力目标： 生产线认识辨别能力； 控制面板的识别能力； 成型模具的拆装能力； 机头结构的分析、设计能力； 社会能力； 2.任务的引入2.任务的引入引导课文： 1.目前中国塑料薄膜市场及加工的发展情况是怎么样的？ 2. 目前市场上薄膜主要生产原料有哪些?根据薄膜使用要求，如何选择塑料原料？ 3. 塑料薄膜有哪些用途？按其用途分为哪些？ 4. 吹塑薄膜成型生产线的由哪些主要设备组成？2.任务的引入2.任务的引入引导课文： 5. 吹塑薄膜成型模头的结构有哪些组成形式？ 6. 请叙述一下吹塑薄膜机头的构造和原理？ 7. 塑料薄膜的成型方法有哪些?　 8. 挤出吹塑薄膜的生产方法有哪几种?2.任务的引入2.任务的引入引导课文： 吹塑法与其他方法相比具有哪些优点？ 简述挤出吹塑薄膜的生产过程？ 结合上面的问，你小组说说为什么要旋转模头呢？ 还有没有其他的方式？想要实现高速挤出薄膜，从哪里上手？ 模头拆装过程中，发现了哪些技巧，学到了什么新知识？ 总结下模具拆装的过程？哪里要特别注意？ 薄膜概况薄膜概况目前我国塑料薄膜的产量约占塑料制品总产量的20%，是塑料制品中产量增长较快的类别之一。 据国际橡塑网专家预测，2010年国内市场对塑料薄膜的需求量将以9%的速度持续增长，我国塑料薄膜的市场前景十分广阔。我国塑料薄膜的消费约2/3用作包装材料，农用塑料薄膜约占30%，其余用作电工材料、感光材料和电子信息材料等。 我国是农用塑料薄膜生产和使用最多的国家。农用塑料薄膜主要是棚膜和地膜、饲草用膜、遮阳网、防虫网等现代农用覆盖材料。目前我国各种棚膜年使用量约150万吨，年更新需求量约70万吨。 国内目前的塑料薄膜的成型加工方法有压延法、流延法、吹塑法、拉伸法 项目7：认识薄膜生产线 项目7：认识薄膜生产线 加料熔融塑化挤出膜管吹胀定型夹平牵引卷取薄膜制品1.平挤上吹法3.平挤平吹法2.平挤下吹法常用吹膜方法1.平挤上吹法 1.平挤上吹法 特点：整个膜管挂在上部已冷却的坚韧段上，牵引稳定，可得到厚度范围和幅宽范围较大（D=10m）的薄膜；设备占地面积小，但厂房要高；热空气向上， 影响冷却效果。横向尺寸— 压缩气的大小； 纵向尺寸— 牵引速度。适合：黏度较高的塑料，如PVC、PE、PS等。直角机头膜管人字板牵引辊导向辊卷取装置挤出机2.平挤下吹法2.平挤下吹法特点：牵引方向与热气流方向相反，有利于薄膜的冷却，生产线速度较高；膜泡靠自重下垂而进入牵引辊，引膜容易；整个泡管挂在未冷却定型的塑性段上，牵引 不稳定，易将膜管拉断； 设备安装位置高，不便维 修。适合：适用于粘度小的原料，如PP和PA；但不适于生产较薄的薄膜。直角机头3.平挤平吹法：3.平挤平吹法：特点：引膜容易、操作方便、辅机结构简单；但占地面积大，膜管自重下垂，薄膜厚度不均。适合：生产折径不大的薄膜，黏度较高的塑料，如PVC、PE等。null 认 识 认 识2.冷却定型装置4.导向辊与展平辊3.牵引装置5.卷取装置1.挤出机，机头12345生产吹塑薄膜，一般应根据所需薄膜折径来选用适合规格的挤出机，以便取得好的经济效益。例如，用大型挤出机生产薄而窄的塑料薄膜，就不易实现在快速牵引下的冷却；反之，厚而宽的薄膜使用小型挤出机，会使塑料处于高温的时间太长，对薄膜的质量损害就大，同时生产率也达不到要求，所以一种挤出机只能适合于挤出少数几种规格的产品。4-1列出挤出机规格与薄膜尺寸之间的关系。生产吹塑薄膜，一般应根据所需薄膜折径来选用适合规格的挤出机，以便取得好的经济效益。例如，用大型挤出机生产薄而窄的塑料薄膜，就不易实现在快速牵引下的冷却；反之，厚而宽的薄膜使用小型挤出机，会使塑料处于高温的时间太长，对薄膜的质量损害就大，同时生产率也达不到要求，所以一种挤出机只能适合于挤出少数几种规格的产品。表4-1列出挤出机规格与薄膜尺寸之间的关系。挤出机的选择 吹塑薄膜的一般规格为： 厚0.0l～0.25mm，折径100～6000mm，用吹塑法生产薄膜的塑料原料主要有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、乙烯-醋酸乙烯、聚偏二氯乙烯等。大量应用的是聚乙烯和聚氯乙烯。此外，还有多种塑料复合的多层复合薄膜。null挤出机的选择还要考虑被加工物料的物理性能。这里主要是考虑挤出机螺杆构型的选择。例如，加工热敏性聚氯乙烯材料时，要避免物料在机筒内停留时间过长，为避免螺杆头与多孔板之间的积料，螺杆头应设计为尖头的。而螺杆不能选择屏障型的，以免因剪切力过大，而导致物料分解。对于聚烯烃类物料，则可采用高效螺杆提高质量及产量，而不会产生分解问题。表 螺杆直径与吹膜机头直径的关系null吹膜机头汇总吹膜机头汇总吹膜机头的作用：熔融物料在机头内受到一定的压力后，物料更加密实，从机头挤出后成为有一定厚度的膜管。 吹塑薄膜用的机头有多种结构形式，较常用的有侧进料芯棒式机头、中心进料的十字架式机头、旋转机头、螺旋机头、多分支流道机头（莲花瓣式），以及共挤出复合机头等。 芯棒式机头芯棒式机头工作过程：物料由机颈到达芯棒后分割为两股，绕芯棒轴斜面流动至芯棒尖处重新融合，之后经分流锥扩展成管坯从口模均匀挤出，再由压缩空气吹胀成薄。 优点：机头内存料少，不易造成塑料过热分解，结构简单，易拆装，较适用于吹塑聚氯乙烯薄膜。 缺点： ①料流在机头内流速不等，可使薄膜厚度呈不均匀现象；②有一条料流拼合线，拼合处也易造成薄膜厚薄不匀；③芯棒易产生偏中现象（芯棒与口模不同心）；④芯棒机头模口间隙不好控制，若间隙太大，要想达到设定的薄膜厚度和折径，必然要增大牵伸比和吹胀比，会造成操作困难；若间隙太小，则机头内反压力大，会使产量降低。一般间隙取0.1～1.2mm。十字架式机头结构特点：与管机头相似。 十字架式机头结构：水平式和直角式。 优点：由于其芯模周围所受的料流压力较均匀，因而薄膜厚度均匀，不会产生“偏中”现象。 缺点：机头内间隙较大，塑料在机头中的停留时间较长，所以，该机头不适宜加工热敏性塑料；由于芯模支架的存在，使熔料在机头内产生较多的熔接缝，在一定程度上影响吹塑薄膜的质量。 十字架式机头结构旋转机头旋转机头　旋转机头是为提高薄膜的卷绕质量而发展的一种机头。旋转机头工作过程：通过口模或芯棒的转动，使模口唇隙中压力和流速不等的料层产生一个“抹平”的机械作用，使薄膜的厚度公差（偏厚点）均匀地分布在薄膜四周，从而实现了薄膜卷取乎整；同时，它可以改善薄膜厚度的不均匀性和消除接合线，对宽幅薄膜的生产十分有利。 机头旋转方式有：口模旋转，芯棒不转；芯棒转动，口模不转；口模和芯棒一起同向或逆向旋转。 旋转机头的作用：将模厚薄不均匀性较均匀地分布到薄膜四周,使薄膜厚度均匀和易于卷取。 注意：运动件间的密封和耐磨。螺旋式机头螺旋式机头　螺旋式机头按螺纹头数，可分为：单螺旋芯棒中心进料与双螺旋芯棒中心进料式吹塑薄膜机头，后者较常用。 优点是：①料流在机头内没有拼缝线；②由于机头压力较大，薄膜性能好；③薄膜的厚度较均匀；④机头的安装和操作方便；⑤机头坚固、耐用。 然而，由于料在机头中的停留时间较长，所以，也不能加工热敏性塑料。螺旋式机头工作过程：中心进料后经过芯棒上3~8个斜槽进入各自的螺旋槽，螺槽由深变浅，最终消失；物料流动过程中逐渐熔合，可有效消除熔接痕。 优点：出料均匀、厚度易控制。无料流接缝线。适合PP、PE 。 缺点：结构复杂、拐角多。null共挤出复合机头共挤出复合机头　 共挤出复合吹塑是将不同种类的树脂或不同颜色的树脂分别加入各台挤出机，通过同一个机头同时挤出制成多层或多种颜色的薄膜。复合薄膜可以弥补单层薄膜的缺陷，发挥每层膜的长处，达到取长补短的目的，可获得综合性能优越的复合材料。 复合机头有模内复合和模外复合两种形式。 优点：可使各种材料性能互补，改善薄膜的韧性、气密性、耐热性、化学稳定性、焊接性和粘接性、印刷性等。 缺点：结构复杂，造价比较贵。null模内复合机头：不同树脂在模口内汇合，再一同挤出；熔体在口模内高压下汇合，可改善层间复合的附着力，且可根据需要调整复合型材的厚度比例； 模外复合机头：不同树脂熔体刚刚离开口模时立即复合，优点能准确控制各层的厚度比。null冷却装置冷却装置冷却装置 膜管刚从机头挤出时温度较高（160℃以上），呈半流动状态，从吹胀到进入牵引夹辊的时间较短，仅几秒钟到一分钟左右的时间。在这段时间里，膜管要达到一定的冷却程度，单靠自然冷却是不够的，必须强行冷却。否则膜管不稳定，薄膜厚度和折径很难均匀，牵引、卷取时薄膜易粘连。 常用冷却装置有风环、水环、双风口减压风环、内冷却装置等。null 风环由上、下两部分组成，旋转上盖可改变出风口间隙；为保证风的均匀稳定，采用三个进风口及迷宫结构。 风环出风口与轴线呈45°~ 60°； 风环大小应与膜管直径相匹配，一般风环内径为机头直径的1.5~2.5倍； 当牵引速度较快时，可用两个风环来冷却。1）普通风环null2）双风口减压风环风环中部设隔板和减压室，在上、下各有一个出风口，供风相互独立，并可分别调节。 上风口风速比下风口大，起强冷和携带下风口气流作用，调节风口可调整负压区真空度，以控制膜厚，该结构可提高薄膜产量和质量。null在普通风环上加了真空室，气流沿管壁平行上吹，形成一定负压；上盖阻尼孔与膜管间距40~50mm，气流转向板出口与模口距离也在40~50 mm；此风环可提高生产率3倍。阻尼孔可自动调节膜管直径，当膜管变大时，阻尼孔缝隙减小，减压室内压增大，迫使膜管直径减小。 减压室风环可快速冷却，膜结晶度低，透明度增加，膜厚也更均匀。3）负压效应风环null冷却装置　 牵引装置牵引装置1）人字板 作用：稳定膜泡，使薄膜进一步冷却并逐渐将圆筒形的薄膜折叠成平面状。 人字板夹角： 平吹法30°， 上、下吹法40°null 作用：牵引、拉伸薄膜，使挤出物料的速度与牵引速度有一定的比例即牵引比，从而达到塑料薄膜所应有的纵向强度。通过对牵引速度的调整来控制薄膜的厚度，使薄膜由管状成为折叠状，不引起折皱。通过使牵引辊压紧薄膜，防止膜管漏气，以保证恒定的吹胀比，从而获得宽度一致的薄膜制品。 主动辊 镀铬钢辊被动辊 橡胶辊2）牵引辊null4.卷取装置2）中心卷取1）表面卷取null   表6-5各种薄膜最佳吹胀比范围  认 识 认 识三层共挤多层复合薄膜的特点为：对氧和水汽的阻隔性好；薄膜的强度和耐穿刺性高；热封性好；粘结性强；有良好的防雾性、防滑性、着色性，因此，在包装领域有着广泛的应用。 共挤吹膜法主要用于生产高阻隔性包装膜、收缩膜、中空保鲜膜、土工膜等，在食品、药品、日化产品包装、农用大棚、水利工程、环境工程等领域有广泛应用。 nullnullnull共挤吹膜法的技术难点在于复合机头的流道设计，流道设计应保证各层熔料的流速均匀、结合层剪切应力一致，各层机头的料温应能独立控制。 目前共挤出吹膜机头的最新技术为多层圆锥盘环形共挤出机头和螺旋支管式流道的组合型式，相邻层间温差可达80℃,制品厚度误差在 5％以内。 HDPE生产 HDPE生产HDPE 生产要点HDPE 生产要点1、膜泡下部必须有一段细长的管状（芯部支撑），长度为口模直径的5~8倍。 2、吹胀比为4~6，拉伸比3~7 3、机头采用螺旋芯棒式机头，并在口模和流道的结构和尺寸上避免较大剪切速率 4、口模尺寸为30~200mm 3.任务的实施3.任务的实施教学工厂->图书馆-上网等： 认识生产线，及拆装模头 为什么这样呢？ null熔体破裂现象 　　高聚物熔体在挤出过程中，当剪切速率或剪切应力超过某一临界值时挤出物的外观由光滑而变得粗糙、呈竹节状，甚至碎块状，这就是熔体破裂现象。导致熔体破裂的原因至今仍不完全清楚，一般有两种说法，其一是高聚物熔体的流道壁面滑移现象〔1〕；其二是口模内熔体各点受力作用的历史不同〔2〕。熔体破裂发生的区域通常是入口区、流道壁面、以及出口区。研究表明：熔体破裂畸变的量值随口模入口的流线程度提高而减小〔3〕，因此，口模设计时，应尽量减小口模入口角。 3.任务的实施3.任务的实施图书馆->上网制定拆装计划; 教学工厂->认识生产线，及拆装模头. 3.任务的实施 3.任务的实施 口模还有很多结构的，教学工厂的是哪一种呢？3.任务的实施3.任务的实施学会分析 制定好计划4.任务深化4.任务深化口模的调节方法 怎样改进模头结构 模具装配过程中要注意哪些问题？ 除了吹膜，还有什么方法可以生产薄膜？ 5.归纳总结5.归纳总结生产线认识辨别能力； 控制面板的识别能力； 成型模具的拆装能力； 机头结构的分析、设计能力,用你自己的方式表达下模具结构和设想； 你知道怎样分工和协作、能独挡一面吗？你们组分工是怎样操作的？ 6.拓展6.拓展旋转牵引和旋转模头有何异同 你们觉得最快的薄膜试产是哪种? 表面质量及厚度均匀最好的薄膜是哪种？ 7.作业布置7.作业布置查阅资料：吹膜模具及生产线，技术进展布置学生整理粘贴板，写总结报告 end