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發布日期:2023-7-1 發(fā)布者:91视频网站精工
流延(yán)薄膜(mó)縮幅與卷邊現象分析

1、 縮幅現(xiàn)象


薄膜在用T型模頭流延時聚合物熔(róng)體的黏彈行為造成
①縮幅現象這樣(yàng)的問題,其薄膜的寬度變窄;
②薄膜可拉伸的問題,這是在空氣中(即空氣間(jiān)隙中)拉伸(shēn)過(guò)程中出現料湧或斷裂的現象。熔融流延薄(báo)膜在空氣中熱拉伸時薄膜變窄,結果薄膜的邊緣變厚模頭縫口的寬度和薄膜的寬度之間存在差別通(tōng)常(cháng)就規定為(wéi)縮幅(fú)。縮(suō)幅越(yuè)大,薄(báo)膜的(de)邊緣(卷邊)越厚,因此產品的(de)產量隨邊角料(liào)的增加而相應降低了。



大家知道(dào),縮幅與熔融薄膜表麵張力和彈性模量有關,因此是由薄膜的收縮所引起的。所以薄膜(mó)引出卷取時流延薄膜縮幅所需的拉(lā)伸力越大,縮幅就縮幅驟冷輥筒表(biǎo)麵越(yuè)小。薄膜橫截麵縮幅的程度與(yǔ)聚丙(bǐng)烯的特(tè)性有關,與其流延條件,如熔融薄膜(mó)的溫度、空(kōng)氣間隙的長度和模頭縫口的寬度有關(guān)。在流延條件不變的情況下,密度越高或熔體流動指數越(yuè)高,縮幅越大。此外(wài),由於Barus效應,離模膨脹比大的熔融薄膜縮幅會減小。關於(yú)流延條件,空氣間隙大,模頭縫口寬,引(yǐn)出速度快,熔(róng)融薄膜的(de)溫度(dù)高,則縮(suō)幅(fú)就越大。


空氣間隙和縮幅之間的關係。總的(de)來說,縮幅和可拉伸(shēn)性顯示出(chū)大致相反(fǎn)的傾向。熔融薄膜在高引(yǐn)出速度下流延(yán)會縮幅大且變(biàn)薄。



2、卷邊現象
卷邊(biān)形成的機理:聚合物流延膜是將聚合物通過均勻的薄的模頭縫口熔融擠出到一驟冷輥筒(tǒng)上生產的。在(zài)模頭和驟冷輥筒之間形成了厚的邊緣,稱作卷(juàn)邊(biān)。必須將此卷邊從薄膜上裁(cái)剪下去,不是作為廢料處理就是回(huí)收。卷邊常常(cháng)是由3個因素造成(chéng)的:表麵張力、離模(mó)膨脹和邊(biān)緣(yuán)應力效(xiào)應。在材料分別處於低黏度和彈性狀(zhuàng)態下,表麵張力和離模膨脹效應會是重(chóng)要的因素。造成卷邊的主要原因還是邊緣應力效(xiào)應,該效應產生於薄膜在模頭和輥筒之間拉伸時。薄膜(mó)邊緣在單軸向應力下伸長(zhǎng)而中央的材料成平麵拉伸伸長。


在作形成(chéng)卷邊模型時進行(háng)了下述假(jiǎ)設:
①瞬變現象將忽略不計,因為卷邊(biān)是在穩定流(liú)動時發生的,所以(yǐ)分(fèn)析隻限於穩定(dìng)流動;
②在穩定流動時,邊緣和流線必須不能移動。
③同樣從模頭出來的流體的流動速率(lǜ)必須等於通過輥筒的流體的(de)流動速率,因為流線是穩定的,在模頭的兩(liǎng)條流線之間的體(tǐ)積流動速(sù)率必(bì)須等(děng)於(yú)在輥筒的上(shàng)述兩條流(liú)線之間的流(liú)動速率。



縮幅和卷邊之間(jiān)的關係,如果薄膜非常寬,那麽在薄(báo)膜(mó)中央的流線會是(shì)直的。在邊緣(yuán)處,流線在輥筒處比在模頭處距離更靠近。


卷邊的形成是由於離膜膨脹、表麵張力和邊緣應力效應的三種因素:
(1)離膜膨脹


黏彈流體會增加到比模唇間隙更大的厚度。模頭(tóu)中各模壁都會積累彈性應力,而且邊(biān)緣也會從(cóng)更多的模壁(bì)積累(lèi)膨脹。沿模(mó)頭的(de)寬度(dù)到處都會發生膨脹。如果在膜的中央膨脹是2.1mm,則邊緣可能就是2.5mm,薄(báo)膜中央-邊緣(yuán)之比將為(wéi)1.19mm.因為卷邊的大小類似於從中央到邊緣的(de)高模膨脹(zhàng)效應,所以即使在最(zuì)壞的情況下卷邊可能也會小於2.在離模膨脹的卷邊向薄膜(mó)的中央擴展的情況下,通常也不(bú)會擴展到(dào)薄膜厚度的5倍左右,這與模頭縫(féng)口的寬度和到輥簡的距離無
關。

例如,薄膜厚度通常小於(yú)1mm,所以(yǐ)由於離模(mó)膨脹而造成卷邊的厚(hòu)度在5mm以上的情況會是罕見的。因為卷邊寬度一般(bān)有幾厘(lí)米,所以看起來不像是離模膨脹的(de)結果。

(2)表(biǎo)麵張力


薄膜上的表麵張力必須靠邊緣的應力平衡。該應力會將邊緣(yuán)的材料向薄膜方向推,使得邊緣增厚。對大多數聚合物流延薄膜來說,表麵張力數最多也不(bú)到(dào)1,即表麵張力小於黏(nián)接力。這意味著在低速下用非常低的黏度的流體(tǐ)製造的薄膜裏表麵(miàn)張力將起重要的作用,但是在大多數流(liú)延薄膜裏就不重要了。因(yīn)此,在流延薄膜裏(lǐ)表麵張力幾乎從不適用,但在擠出塗覆時會更重要(yào)。

(3)邊緣應力效應


薄膜上的表麵張力必須靠邊緣的應力平衡。該(gāi)應力會將邊緣的材料向薄膜方向(xiàng)推,使得邊緣增厚。邊緣附近的應力和應變狀況與膜中間(jiān)的應力和應變(biàn)狀(zhuàng)況不同。比較中央和邊緣的應力狀況可以顯示出(chū)卷邊與(yǔ)邊緣的應力大小有關。靠近中間(jiān),流線是直的且平行。在邊緣(yuán),橫向或(huò)厚度(dù)方向沒有應力(lì),在(zài)那些方向的延長比是相同的。自由邊緣狀態導致中央和邊緣之間的厚度變化(huà)。

卷(juàn)邊的主要原因是邊緣應力效應。所有厚度靠牽伸控製的聚合物薄膜和塗覆物都會由此效應造成卷邊。其他(tā)因素,例如表麵(miàn)張力和離模膨脹都影響到卷邊,但是卷邊的尺寸(cùn)小得多,而且卷邊的寬度與薄膜的厚度為同一水平。由於邊緣(yuán)應力效應造成的卷邊(biān)的(de)寬度與從模頭到輥筒的距離差不多。邊緣應力(lì)效應出現在模頭和輥筒之間。由於表麵張力(lì)和高模膨脹造成的卷邊隻是在有彈(dàn)性流體(tǐ)的低黏(nián)度這樣特殊(shū)的條件下才會發(fā)生(shēng)。


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