聚氯乙烯pvc 寬幅、超薄薄膜生產(chǎn)過程中的問題和解決方法
作者： 萊蕪市高級職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電系 副教授 李傳紅
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萊蕪福德機(jī)器有限公司 高級工程師 張正洲
地址：山東省萊蕪市高新區(qū)鵬泉東大街188號，271100
關(guān)鍵詞：寬幅，超薄，聚氯乙烯，pvc，薄膜，問題，解決辦法
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由于聚氯乙烯寬幅薄膜具有柔軟、透明度高、耐寒等特點(diǎn)，在包裝領(lǐng)域（如沙發(fā)、席夢思、家具包裝，電線電纜包覆等）以及大棚覆蓋（如黃瓜扣棚、人參種植）、鹽池防滲方面具有的作用。因此寬幅聚氯乙烯薄膜的市場占有量還是具有相當(dāng)?shù)氖袌鋈萘康?。由于其特殊性，其生產(chǎn)過程中會遇到這樣那樣的問題，現(xiàn)就我們的經(jīng)驗(yàn)做一下簡單介紹，希望對廣大的同行有所裨益。
聚氯乙烯薄膜在生產(chǎn)過程中通常會遇到以下幾個問題：
1、 容易糊料；
2、 薄膜不均勻；
3、 超薄薄膜擠出不穩(wěn)定；
4、 薄膜中含有氣泡；
1、 糊料問題
由于聚氯乙烯的特殊性，對溫度很敏感，超過120度后9分鐘就開始出現(xiàn)分解，隨著析出的硫化氫的增多，對分解催化作用加強(qiáng)，分解加速，所以一旦熔體出現(xiàn)分解現(xiàn)象，就很難繼續(xù)生產(chǎn)，往往意味著要停止生產(chǎn)，造成損失。這是生產(chǎn)聚氯乙烯薄膜首先要解決的問題。熱穩(wěn)定性首先與配方有關(guān)系，合理的配方可以做到生產(chǎn)過程中析出物少，透明度高，對溫度的敏感度降低，可以連續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)。其次是螺桿的設(shè)計要合理，不能過度剪切，壓縮比要足夠大，粉料中的氣泡不能被帶到模頭中。螺桿的形式至關(guān)重要。通常要帶有屏障段。內(nèi)部可以通循環(huán)水冷卻。
換網(wǎng)裝置也是最重要的部分，必須做到結(jié)構(gòu)，熔體無停滯，保持內(nèi)部各處足夠的壓力和流速。換網(wǎng)要迅速可靠無溢料。
模頭要壓力分配均勻，。在完成熔體分配均勻的前提下，盡量減少模頭長度。熔體局部低速、滯留是聚氯乙烯模頭設(shè)計的大忌。
2、 薄膜不均勻問題
通常生產(chǎn)寬幅聚氯乙烯薄膜都采用芯棒式模頭，熔體從一側(cè)進(jìn)入，模芯的進(jìn)料側(cè)受到壓力，有偏向?qū)γ娴膬A向，所以模芯的定位至關(guān)重要，必須給與模芯足夠的剛度與定位。
由于熔體在模芯上完成匯合后，形成兩條合流線，其行程長，受到的剪切也多，所以在此處容易造成熔體流速減慢，但是溫度要比其他地方稍高，時間長了就會糊料分解。所以此處的結(jié)構(gòu)設(shè)計非常重要，必須做到在此處與圓環(huán)其他截面的流速基本相同，還要考慮剪切造成的溫度升高對熔體的影響。這是需要經(jīng)驗(yàn)的，其參數(shù)大小必須經(jīng)過多次試驗(yàn)、修改，最后形成比較合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
聚氯乙烯對溫度是很敏感的，所以模頭的加熱至關(guān)重要。加熱器的選擇、位置的放置、功率大小都是很重要的，不可忽視。
薄膜的均勻性與冷卻也有很大的關(guān)系，風(fēng)環(huán)的出風(fēng)均勻性也對其有很大的影響。
3、 超薄薄膜擠出不穩(wěn)定的問題
單層厚度在10-15微米的超薄薄膜，在生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)
膜泡不穩(wěn)定的問題。一方面是膜泡剛性變差，底部熔體不足以支撐膜泡，在外部力量的影響下，比如人字板摩擦力太大、冷卻風(fēng)不均勻等就會出現(xiàn)泡體左右擺動、扭轉(zhuǎn)、上下震蕩、馬鞍型等狀況。會造成無法連續(xù)生產(chǎn)的情況。這種情況下，要考慮采取加大膜泡底部冷卻能力，降低冷卻線的方法，風(fēng)環(huán)出風(fēng)口要盡量低。也可以采用風(fēng)環(huán)與模頭預(yù)留間隙的辦法，讓少部分冷卻風(fēng)分流到膜泡底部后從風(fēng)環(huán)底面吹走。
由于超薄薄膜的吹漲比和拉伸比都較大，配方上要考慮適當(dāng)增加提高薄膜韌性的助劑，比如acr、cpe、mbs等增韌劑。
4、 薄膜中含有氣泡
在聚氯乙烯薄膜的吹膜過程中，粉料中的氣體以及加熱過程中析出的揮發(fā)氣體都會在薄膜中體現(xiàn)出來，揮發(fā)氣體可以考慮修改配方盡量降低，但要做到消除是不可能的，只要微泡不影響薄膜的生產(chǎn)和透明度就可以接受。
粉料中帶到模頭中的氣體在分流板前不斷集聚，會隔斷時間帶出模頭，大的會造成膜泡破裂，影響薄膜的生產(chǎn)，微小的氣泡基本不會影響生產(chǎn)，但要過段時間對薄膜重新補(bǔ)氣，以保證薄膜寬度和厚度在規(guī)定的范圍內(nèi)。也可以考慮設(shè)置自動補(bǔ)氣系統(tǒng)，在膜泡外設(shè)置傳感器或限位開關(guān)，通過電磁閥完成自動補(bǔ)氣。
要保證粉料中的氣體不會或者很少被帶到模頭中，必須從螺桿、換網(wǎng)、模頭的設(shè)計中考慮，特別是螺桿設(shè)計至關(guān)重要，足夠的壓縮比是必須的，但是設(shè)置屏障段也是必要的，屏障段長度不低于1.5d,屏障間隙的大小是最關(guān)鍵的，通常在0.5～0.8mm較為適宜。
當(dāng)然為了減少氣泡，配置真空料斗是選擇，但是與螺桿、螺筒的設(shè)計都是配套使用的，造價高，維修麻煩。
總結(jié)：聚氯乙烯寬幅、超薄薄膜的生產(chǎn)與很多因素有關(guān)系，但是有最基本的規(guī)律可以遵循和掌握，只要把其中最關(guān)鍵的問題把握好，生產(chǎn)的穩(wěn)定性和薄膜質(zhì)量都會得到保證。
附個人簡介：
李傳紅：女，1970.7，萊蕪高級職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系主任，副教授，多年從事塑料機(jī)械研究、設(shè)計和教學(xué)，特別在塑料薄膜吹膜機(jī)組方面有相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)，有多個和論文發(fā)表。
張正洲：男，1965.11，萊蕪福德機(jī)器有限公司總工，高級工程師，多年從事包裝機(jī)械的設(shè)計、制造，了解國內(nèi)外塑料機(jī)械的進(jìn)展，對于塑料機(jī)械有獨(dú)到的見解。