挤出吹塑薄膜1 第一节 概述•塑料薄膜： 一般情况下， 厚度在～2mm之间的称为片材 厚度在2mm以上的称为板材 厚度在以下的称为薄膜2 •塑料薄膜的生产方式• 两大类——压延法和挤出法， 其中• 挤出法中又分为挤出吹塑、挤出拉伸和挤出流延 目前最广泛使用的生产工艺有挤出吹塑、挤出拉伸和挤出流延，尤其是聚烯烃薄膜，而压延法主要用于一些聚氯乙烯薄膜的生产3 •在挤出吹塑、挤出拉伸和挤出流延中，由于挤出吹塑设备的整体制造技术的不断提高以及相对于拉伸和流延设备而言低得多的，本应用在不断增多4 一 吹塑薄膜的特点和原材料•吹塑法生产薄膜已有近二十年的历史，它有以下优点: 1 设备简单，投资少，收效快如生产幅宽4米的薄膜，用吹塑法机头直径500毫米，用扁平机头则需机头宽度4200毫米，加工困难，造价高 2 薄膜经牵伸和吹胀，机械强度有所提高 3 用直径200毫米挤出机可生产宽达10米以上的宽幅薄膜 5 • 4 无边料，废料少，成本低用扁平机头挤出法生产薄膜两端边缘料需切除 5 成品为圆筒形，用于包装可省去一道焊接工序，宽幅薄膜用于农业，不需焊接，没有焊缝，深受广大贫下中农的欢迎。
6 操作简单，产品价格低 6 •吹塑法生产薄膜的缺点：• （1）薄膜厚度均匀性较差 （2）因受冷却限制，卷取线速度一般不超过10米/分，产量不够高 因此，吹塑设备工艺设计及操作控制的关键是如何提高薄膜厚度均匀性和提高生产线速度7 •吹塑薄膜的原料主要有：• 聚氯乙烯(软质、硬质)• 聚偏二氯乙烯• 聚乙烯聚乙烯(高压、低压)• 聚丙烯• 聚苯乙烯• 聚酰胺等• 目前还发展了乙烯一醋酸乙烯(EVA)薄膜、多层复合薄膜等新品种 8 二 塑料薄膜的用途•塑料薄膜广泛用在工业、农业和国防工业及人们日常生活的各个领域中，吹塑薄膜只是塑料薄膜中的一个品种9 •它在轻工、化工、食品和纺织布业制品包装中，用作防潮，防尘防腐蚀的保护膜在农业生产中，用来育苗，保温、保温、防风和防止虫害，对提高农作物的产量有很大帮助 10 三 吹塑薄膜的成型方法•1 平挤平吹法• 使用水平式机头，泡管在于机头中心线的同一水平面上形成此法结构简单，安装、操作方便，一般用于小口径薄膜的吹塑成型 11 2 平挤上吹法• 使用直角式机头，出料方向与挤出方向垂直，管坯向上挤出，并被牵引一段距离后被夹住，压缩空气自坯料底部向上吹，成型薄膜制品 12 平挤下吹法• 使用直角式机头，出料方向与挤出方向垂直，但与平挤上吹法相反，此法中，管坯向下挤出，并被牵引一段距离后被夹住，压缩空气自坯料顶部向下吹，成型薄膜制品 13 第二节 吹塑薄膜的成型设备•一 挤出机14 二 吹膜机头•（1）芯棒式机头 如图1所示，来自挤出•机的塑料熔体，通过机颈7•到达芯棒轴9转向90°，分•成两股料流沿芯棒轴线流动，•在其末端尖处汇合后，沿机•头流道芯棒1和口模3的环隙•挤出管坯，由芯棒轴9中通入•压缩空气，将管坯吹胀成膜，•调节螺钉5可调节管坯厚薄的 •均匀性。
• 图4-4 芯棒式机头 • 1— 芯棒 2—缓冲槽 3—口模 4—压环 • 5— 调节螺钉 6—上机头体 7—机颈 • 8— 紧固螺母 9—芯棒轴 10—下机头体 •15 •芯棒式机头结构简单，机头内部通道空隙小，存料少，熔体不易过热分解，适用于加工聚氯乙烯等热敏性塑料，仅有一条薄膜熔合线。
但芯棒轴受侧向压力，会产生“偏中”现象，造成口模间隙偏移，出料不均，所以薄膜厚度不易控制均匀 16 •（2）十字形机头 如图2所示，其结构类似于挤管机头•在设计这种中心进料式机头时，要•注意分流器支架上的支承筋在不变•形的前提下，数量尽可能少一些，•宽度和长度也应小一些，以减少接•合线为了消除接合线，可在支架•上方开一道环形缓冲槽，并适当加长•支承肋到出口的距离 图2 十字形机头 1— 口模 2—分流器 3—调节螺钉 • 4— 通压缩空气管 5—机头体 （注意件2上端螺纹线，件5右端螺纹线） 17 •十字形机头的优点是出料均匀，薄膜厚度易于控制。
由于中心进料，芯棒不受侧向力，因而没有“偏中”现象其缺点是因为有几条支承筋，增加了薄膜的接合线；机头内部空腔大，存料多，不适合于容易分解的塑料 18 • （3）螺旋式机头 如图3所示，熔体从机头底部•的进料口进入，通过螺旋芯棒7•上的由若干个径向分布孔所组成•的星形分配器，分成2~8股料流，•分别沿着各自的螺旋槽旋转上升，•并从切向流动逐渐过渡为轴向流动•至成型前的流道处汇合，然后经缓•冲槽均匀地从定型段挤出这种机 图3 螺旋式机头 1— 进料口 2—通气孔 3—芯棒 • 4— 流道 5—缓冲槽 6—调节螺钉 7—口模 头适合于加工流动性好而不易分解•的塑料 19 • （4）多层薄膜吹塑机头 也称复合吹塑机头，是将同种•（异色）或异种树脂分别加入两•台以上的挤出机，经过同一个模•具同时挤出，一次制成多色或多•层薄膜。
挤出的各熔融树脂分别•导入模内各自的流路，这些层流•于模口定型区进行汇合，如图4 图4 多层薄膜吹塑机头 1、5、10—加热圈 2—口模 3—芯棒 4—调节螺钉 6—外芯模 7—机头过渡体 8—中层芯模 9—内芯模 •所示 20 •在设计多层薄膜吹塑机头时，一般要求机头内的料流达到相等的线速度其次，对模内复合机头应注意接合部件形状，使之容易加工制造另外，模外复合机头往往带有引入氧化性气体通道，使两层薄膜之间进行物理和化学的接合 21 三 冷却装置•为了使接近流动态的膜管固化定型、在牵引辊的压力作用下不相互粘结，并尽可能缩短机头与牵引辊之间的距离，必须对刚刚吹胀的膜管进行强制冷却，冷却介质为空气或水 22 •风环是比较常用的冷却装置，其结构如图5所示 一般风环的进风口至少有3个，•由鼓风机送来的空气沿风环切线•方向同时进入风环上下各设一•层挡板，对进入的空气起缓冲和•稳压作用，以保证风环口的风量•均匀。
23 四 牵引装置•挤出吹膜生产线上的牵引装置由电动机驱动，通过减速箱带动牵引钢辊运动牵引辊有两根：一根是主动辊，为钢辊；另一根是橡胶辊,为被动辊橡胶辊工作时紧压在主动钢辊上，夹紧薄膜它们牵引由成型模具口挤出，经吹胀、冷却固化的薄膜，输送给卷取机主动钢辊的牵引转动速度由挤出吹膜工艺条件来决定在整个生产过程中，主动辊可按工艺条件要求无级调速，以满足生产工艺要求，保证正常生产24 • 组成装置挤出吹塑薄膜生产线上的牵引装置由电动机驱动，通过减速箱减速后带动牵引钢辊运动25 •牵引辊有两根：一个是主动辊，为辊；另一个是辊面包包一层橡胶层的被动橡胶辊，牵引辊26 •橡胶辊工作时紧压在主动钢辊上，夹紧薄膜它们牵引由成型模具口挤出，经吹胀、冷却固化的薄膜，输送给卷取机，主动钢辊的牵引转动速度由挤出吹膜工艺条件来决定在整个生产过程中，主动辊可按工艺条件要求无级调速变化，以满足生产工艺要求，保证正常生产27 •对牵引辊的工作原理： 1、装配后两牵引辊面的接触线应与成型模具、风环和人字形夹板的中心线垂直并相交，以保证挤出模具口的膜泡管始终沿着一条中心线平稳运行 2、牵引辊距模具口的距离不能小于膜泡管直径的3?5倍，以保证膜泡管的充分冷却。
3、橡胶辊与钢辊辊面的压紧接触力要均匀，牵引拉力在整个辊面上要相等，这能够阻止泡管内空气泄漏 4、牵引运行速度稳定，可无级调速，且调速时能平稳、平滑过渡 5、在牵引辊和卷取辊之间应加几根导辊和展平辊，必要时应加张力辊，以保证膜卷取捆平整，膜布松紧一致 28 五 卷曲装置•1 中心卷取装置• 中心卷取机在卷取轴上有一个大型驱动马达，能轻松地调转方向以卷绕共挤出的或加工过的薄膜 29 •2 表面卷取装置30 第三节 吹塑薄膜成型工艺•一 成型工艺过程31 二 成型工艺控制•1 工艺参数•（1）温度控制•吹塑低密度聚乙烯(LDPE)薄膜时，挤出温度一般控制在160℃～170℃之间，且必须保证机头温度均匀，挤出温度过高，树脂容易分解，且薄膜发脆，尤其使纵向拉伸强度显著下降；温度过低，则树脂塑化不良，不能圆滑地进行膨胀拉伸，薄膜的拉伸强度较低，且表面 的光泽性和透明度差，甚至出现像木材年轮般的花纹以 及未熔化的晶核(鱼眼) 32 •（2）吹胀比•横向拉伸强度和横向撕裂强度随吹胀比增加而上升，纵向拉伸强度和纵向撕裂强度却相对 下降，两裂强度在吹胀比大于3时趋于恒定如果采用的吹胀比不同，随吹胀比增加，纵向伸长率下降，而横向变化不大。
只有当机头环形间隙增大时，横向伸长率才开始上升 33 •（3）拉伸比• 当加快牵引速度时，从模口出来的熔融树脂的不规则料流，在冷却固化前，不能得到充分缓和，光学性能较差，即使增加挤出速度，也不能避免薄膜透明度的下降 34 • 在挤出速度一定时，若加快牵引速度，纵横两向强度不再均衡，而导致纵向强度上升，横向强度下降 显而易见，吹胀比和拉伸比分别为薄膜横向膨胀的倍数与纵向拉伸倍数若两者同时加大，薄膜厚度就会减小，折径却变宽，反之亦然所以吹胀比和拉伸比是决定薄膜最终尺寸和性能的两个重要成型工艺参数 35 •（4）薄膜冷却•吹塑薄膜的冷却很重要，冷却程度与制品质量的关系很大管泡自口模到牵引的运行时间一般大于1min（最长也不超过），在这么短的时间内必须使管泡冷却定型，否则，管泡在牵引辊的压力作用下就会相互黏结，从而影响薄膜的质量 吹胀过程中冷却速度快慢影响泡形，薄膜的定向性随泡形的不同亦有所不同 36 2 工艺操作•料斗上料料斗上料 → 物料塑化挤出物料塑化挤出→吹胀牵引吹胀牵引→风风环冷却环冷却→人字夹板人字夹板→牵引辊牵引牵引辊牵引→电晕处电晕处理理→薄膜收卷薄膜收卷 • 但是，值得指出的是，吹塑薄膜的性能跟生产工艺参数有着很大的关系，因此，在吹膜过程中，必须要加强对工艺参数的控制，规范工艺操作，保证生产的顺利进行，并获得高质量的薄膜产品。
37 三 成型中的不正常现象、原因及解决办法•1．薄膜透明度差．薄膜透明度差• 原因及方法： ①挤出温度偏低，树脂塑化不良，造成吹塑后薄膜的透明性较差；适当提高挤出温度，使树脂能够均匀塑化 ②冷却效果不佳，从而影响了薄膜的透明度；应加大风量，提高冷却效果 ③树脂原料中的水分含量过大；需先对原料进行烘干处理 ④牵引速度太快，薄膜冷却不足该适当降低牵引速度38 •2．薄膜出现皱折．薄膜出现皱折• 原因及方法： ①薄膜厚度不均匀；调整薄膜的厚度，保证厚度均匀一致 ②冷却效果不够；提高冷却效果，保证薄膜能够充分冷却 ③吹胀比太大，造成膜泡不稳定，左右来回摆动，容易出现皱折，适当降低吹胀比； ④人字夹板的夹角过大，膜泡在短距离内被压扁，因此薄膜也容易出现皱折；适当减小人字夹板的夹角 ⑤牵引辊两边的压力不一致，一边高一边低；调整牵引辊的压力，保证薄膜受力均匀 ⑥各导向辊之间的轴线不平行，影响薄膜的稳定性和平展性，从而出现皱折检查各导向轴的轴线，并使之相互平行39 •3．薄膜有雾状水纹．薄膜有雾状水纹• 原因及方法： ①挤出温度偏低，树脂塑化不良；调整挤出机的温度设置，并适当提高挤出温度。
②树脂受潮，水分含量过高将树脂原料烘干，一般要求树脂的含水量不能超过％40 •4．薄膜厚度不均匀．薄膜厚度不均匀• 原因及方法： ①模口间隙的均匀性直接影响薄膜厚度的均匀性，如果模口间隙不均匀，有的部位间隙大一些，有的部位间隙小一些，从而造成挤出量有多有少，因此，所形成的薄膜厚度也就不一致，有的部位薄，有的部位厚；调整机头模口间隙，保证各处均匀一致； ②模口温度分布不均匀，有高有低，从而使吹塑后的薄膜薄厚不均；调整机头模口温度，使模口部分温度均匀一致 41 • ③冷却风环四周的送风量不一致，造成冷却效果的不均匀，从而使薄膜的厚度出现不均匀现象；调节冷却装置，保证出风口的出风量均匀； ④吹胀比和牵引比不合适，使膜泡厚度不易控制；调整吹胀比和牵引比 ⑤牵引速度不恒定，不断地发生变化，这当然就会影响到薄膜的厚度检查机械传动装置，使牵引速度保持恒定42 •5．薄膜的热封性差．薄膜的热封性差• 原因及方法： ①露点太低，聚合物分子发生定向，从而使薄膜的性能接近定向膜，造成热封性能的降低；调节风环中风量的大小，使露点高一点，尽可能地在塑料的熔点下进行吹胀和牵引，以减少因吹胀和牵引导致的分子拉伸取向； ②吹胀比和牵引比不适当(过大)，薄膜发生拉伸取向，从而影响了薄膜的热封性能。
吹胀比和牵引比应适当小一点，如果吹胀比过大，且牵引速度过快，薄膜的横向和纵向拉伸过度，那么，就会使薄膜的性能趋于双向拉伸，薄膜的热封性就会变差43 •6.膜泡不稳定膜泡不稳定• 原因及方法： ①挤出温度过高，熔融树脂的流动性太大，粘度过小，容易产生波动；调整挤出温度； ②挤出温度过低，出料量少；调整挤出温度 ③冷却风环的风量不稳定，膜泡冷却不均匀；检查冷却风环，保证四周的送风量均匀一致； ④受到了外来较强气流的干扰和影响阻止和减小外界气流的干扰44 •7．薄膜表面粗糙，凹凸不平．薄膜表面粗糙，凹凸不平• 原因及方法： ①挤出温度太低，树脂塑化不良；调整挤出的温度设置，并适当提高挤出温度，保证树脂塑化良好 ②挤出速度太快适当降低挤出速度45 。