杜邦企业挤出流延复合设备及工艺标准培训.doc

,. 包装用塑料薄膜常用加工工艺 - 挤出复合简介 杜邦包装及工业聚合物部 2007年4月 挤出涂布工艺 挤出涂布 挤出复合 典型的挤出复合/涂布线 挤出机 水套 料斗 减速器  机筒 螺杆  混炼头 滤网 加热片 马达 挤出机的功用 – 物料的输送 – 熔融塑化 – 混合 – 熔体的输送 连续、稳定、均一、高效的向模头输送高质量的熔体 挤出涂布/复合之挤出机螺杆 挤出机螺杆的组成 挤出机螺杆的类型 塑料在挤出机中的熔融 • （a）物料在重力作用下向螺杆喂料； • （b）在压缩段的起端,粒料被进一步加热熔融并被压缩; 熔融层开始出现; • （c）压缩段中:进一步熔融、压缩，固体床、熔体池、熔融层很明显 • （d） 熔体池进一步扩大，固体床越来越小； 剪切增加； • （e） 固体床破裂，未熔融粒料分散于熔体中；熔体被进一步加热； • （f）未熔融粒料被进一步加热熔融； 挤出涂布/复合之挤出机螺杆 阻隔螺杆设计 阻隔螺杆 熔融模式 -机筒 – 螺纹 机筒 挤出涂布/复合之挤出机螺杆 混联头设计之一 挤出涂布/复合之挤出机螺杆 混联头设计之二 分布与分散 分散 分布 挤出涂布/复合之挤出机螺杆 螺杆几何尺寸的参数 加料段 混联区 - 长度 - 类型 - 深度 - 长度 压缩段 螺纹 - 长度 - 角度 (斜度) - 宽度 - 间隙 (螺纹顶端至料筒壁的距离) 计量段 - 长度 - 深度 dm (df/dm = 压缩比) 挤出涂布/复合之挤出机机筒 机筒 - 圆筒型 - 沟槽式 深度  宽度 长度 沟槽数目 沟槽的几何参数必须适合螺杆的几何参数! 挤出涂布/复合之挤出机过滤网 过滤网: 40, 60, 80, 100, 120 目 420, 250, 177, 149, 125微 米 (Perry 的 “chem. Eng. Handbook”, 表 21.16) 挤出涂布/复合之挤出机背压阀 挤出涂布/复合之挤出机背压阀 挤出涂布/复合之挤出机模头 外调宽平缝模头 Die Melt Curtain Nip Point  Neck-in Edge Bead 减薄厚边的模头 挤出涂布/复合之挤出机 挤出机上有什么可以设定? • 螺杆转速 • 加热块温度 • 过滤网组合 • 背压阀的开合位置 • 螺杆的冷却 这些加工参数影响什么? • 熔体挤出量 • 熔体压力 • 马达负载 • 熔体的挤出温度 • 熔融的质量 温度的均匀性 无氧化，降解 挤出涂布/复合之基材的处理 基材的预处理 • 对纸，纸板和薄膜的火焰处理 • 对薄膜和铝箔的电晕处理 • 铝箔的预热 • 薄膜，铝箔和纸张涂布化学底胶 挤出涂布/复合之基材的处理 底胶涂布单元 挤出涂布/复合之复合夹辊 挤出涂布复合夹辊 挤出涂布/复合之复合夹辊 粘合强度 机械作用: 聚合物的温度, 粘度, 压辊压力下的保压时间 挤出涂布/复合之复合夹辊 接触温度 气隙时间计算公式 气隙高度（毫米） 气隙时间（毫秒）= 线速度（米/分钟）  X 60 通常推荐值为70~120毫秒 挤出涂布/复合之复合夹辊 粘辊的示意图 挤出涂布/复合之复合夹辊 良好的粘合产生的标准: 保压时间 > 熔体固化时 间 保压时间: 橡胶夹辊的形变 / 线 速度 通过下列手段增加夹辊形变： 夹辊夹力 橡胶辊的软硬度 橡胶辊的直径 橡胶的厚度 挤出涂布/复合之材料的加工性能 正确的开机关机步骤 聚乙烯过渡为牢靠 1 设定牢靠TM(Nucrel)树脂加工温度后升温； 2 等温度升至设定温度后再保温一段时间(约1 至2 小时)； 3 待挤出机内聚乙烯树脂完全彻底熔融后在料斗中放入牢靠TM (Nucrel)树脂开动挤出机维持螺杆转速为生产转速的30%左 右；可根据实际情况调整转速； 4 等挤出物大都是牢靠TM(Nucrel)树脂时熔体帘由透明 ฀ 混 浊฀ 透明 用迪斯科冲料法冲一个周期将残存的聚乙烯冲干净 5 待挤出熔体呈清澈透明无晶点状态时,开始正常生产成品 牢靠过渡为聚乙烯 1 保持原来加工牢靠TM(Nucrel)树脂的温度不变，将料斗中 牢靠TM(Nucrel)树脂取出换入LDPE 树脂,该冲料用LDPE 树 脂的熔体指数应该为3-4之间； 2 以中速用LDPE 树脂将大部分牢靠TM(Nucrel)树脂置换出 挤出机；表现在挤出机的熔体帘上是由均匀฀浑浊฀均匀这 一过程，但此时仍有不少晶点； 3 按杜邦的迪斯科冲料步骤作一个循环将残存的牢靠TM (Nucrel)树脂冲干净；熔体帘上彻底没有晶点。如一个循环 仍未冲干净表现在挤出机的熔体帘上仍有晶点则再多做一个 循环； 4 降温到设定的挤出机关机温度，此时应维持螺杆低转速运 行，可根据实际情况调整转速以免树脂发生交联或降解 5 达到设定挤出机关机温度后关机。 正确彻底的关机冲料 过程比开机更为重要 常见问题的解决 挤出量下降 原因: 架桥 熔料粘附螺杆 (在螺杆加料段) 措施: 降低加料段温度 改善螺杆，机筒的冷却 减少机筒热量对加料段的传导 晶点 定义: 晶点是熔体中少量具有更高粘度的相同或 不同成分的聚合物 存在于热封区域的小晶点可以造成封口漏 气 大的晶点可以在涂布时造成熔体帘上的破 洞 晶点的形成原因 由客户的挤出机上产生的 • 过热点 • 死角 (过滤网, 阀, 转弯) • 慢速待机 (<8rpm) • 不彻底的冲料 (特别是在关机时发生的) • 其他树脂的污染 • 腐蚀或有缺陷点的挤出设备 • 纸和其他的污染 清洁挤出机 用LDPE做Disco冲料 (最好是 MI4) 在我们的实验室挤出机上，我们使用水冲法 (PE中加入5%的水) 用冲料专用的树脂 DPE6611 拆螺杆和模头清理 厚度不均匀 • 横向厚度不均匀 • 纵向厚度不均匀（涌料） • 拉伸共振 横向厚度不均匀 模头碳化物堆积 潮气? 模头内部的晶点或不熔颗粒的堆积堵赛? 横向方面熔体温度分布不均匀 模唇有刮伤 纵向厚度不均匀（涌料） 熔体边缘不稳定 造成的问题: 切除的废边太大造成废品太多 边缘波动: 熔体粘度太低 熔体边缘温度太高? Surlyn含水太大? 边缘涂布厚度太薄? 边缘撕裂: 粘度太高 温度太低? 树脂交联? 粗糙的熔体表面 也称作 “橙皮” 或 “鲨鱼皮”状熔体帘 树脂不兼容 树脂降解 粘辊的示意图 粘合 化学作用: 活性基团 - 通过温度，气隙时间和臭氧的调节增加PE 的氧化 注意：抗氧化剂的浓度! - 增加极性基团 热封性能差 氧化过度 降低熔体温度 减小气隙 污染 爽滑剂 味道（气味） PE氧化, 酸共聚物和离聚物产生的酮，醛等物质 在 280C以上的加工温度下，当氧气存在时， 氧化反应会发生 氧化反应发生在有空气中氧气存在的挤出机加 料段和气隙之间，因为溶解在聚合物中的氧气 的存在，也发生在所有有灼热熔体的地方。