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流延薄膜为什么会出现缩幅和卷边现象?

1.缩小幅度的现象

薄膜由于t型模头流延聚合物熔体的粘弹行为

①收缩幅度现象这样的问题,其薄膜的宽度变窄。

②薄膜拉伸的问题是,在空气中(即空气间隙中)拉伸过程中材料涌动或断裂。熔融流延膜在空气中热拉时薄膜变窄,结果薄膜的边缘变厚模头缝的宽度和薄膜的宽度有差异,通常规定为收缩幅度。收缩幅度越大,薄膜的边缘(卷边)越厚,产品产量随边缘角料的增加而相应降低。

流延薄膜为什么会出现缩幅和卷边现象

众所周知,收缩幅度与熔膜表面的张力和弹性模量有关,因此是由薄膜的收缩引起的。因此,当薄膜被引出并卷起时,流延薄膜收缩幅度所需的拉伸力越大,收缩幅度就越小。薄膜横截面的缩小幅度与聚丙烯的特性有关,与熔膜的温度、空气间隙的长度、模头间隙的宽度有关。在流延条件不变的情况下,密度越高或熔体流动指数越高,缩小幅度越大。另外,由于Barus效应,离型膨胀比较大的熔膜缩小幅度。关于流延条件,空气间隙大,模头间隙宽,引出速度快,熔膜温度高,缩小幅度越大。

空气间隙与缩小幅度的关系。总的来说,缩小幅度和可拉伸性显示出大致相反的趋势。熔膜在高引出速度下流的延伸幅度大,变薄。

2.卷边现象

卷边形成的机理:聚合物流延长膜是将聚合物通过均匀薄的模头缝熔融挤出急剧冷却辊生产的。模头和急冷辊之间形成厚边缘,称为卷边。这个卷边必须从薄膜上剪下来,不是作为废弃物处理而是回收。卷边通常由表面张力、离型膨胀和边缘应力效果三个因素引起。材料分别处于低粘度和弹性状态,表面张力和离型膨胀效果是重要因素。卷边的主要原因是边缘应力效果,该效果发生在模头和辊之间的拉伸时。薄膜边缘在单轴向应力下伸,中央材料成平面伸展。

形成卷边模型时,假设如下:

①瞬间变化现象无视,卷边发生在稳定流动时,分析仅限于稳定流动。

②稳定流动时,边缘和流线不得移动。

③同样从模头出来的流体的流动速度必须等于通过辊筒的流体的流动速度,因为流线是稳定的,模头的两条流线之间的体积流动速度必须等于辊筒上述两条流线之间的流动速度。

流延薄膜为什么会出现缩幅和卷边现象

收缩幅度和卷边的关系,如果薄膜非常宽的话,薄膜中央的流线会变直。在边缘,流线在滚筒上比模头更接近。卷边的形成是离膜膨胀、表面张力和边缘应力效果的三个因素

(1)离膜膨胀

粘弹流体增加到比模唇间隙大的厚度。模块中的各模块壁积累弹性应力,边缘也从更多的模块壁积累膨胀。沿模头的宽度到处膨胀。如果的中央膨胀为2.1mm时,边缘可能为2.5mm,膜的中央-边缘的比例为1.19mm。卷边的大小与从中央到边缘的高模膨胀效果相似,因此在最坏的情况下卷边也可能小于2.离模膨胀的卷边向薄膜的中央扩展时,通常不会扩展到薄膜厚度的5倍左右,与模头缝的宽度和辊的简单距离例如,薄膜厚度通常小于1mm,因此离模膨胀而卷边的厚度在5mm以上卷边宽度一般有几厘米,看起来不像离型膨胀的结果。

(2)表面张力

薄膜上的表面张力应依靠边缘的应力平衡。这种应力会将边推向薄膜,使边缘变厚。对于大多数聚合物流延伸膜来说,表面张力最多不到1,即表面张力小于粘接力。这意味着低速用非常低粘度的流体制作的薄膜的表面张力发挥着重要的作用,但是在很多流延薄膜中并不重要。因此,流延膜中的表面张力几乎不适用,但挤出涂层更为重要。

流延薄膜为什么会出现缩幅和卷边现象

(3)边缘应力效应。

薄膜上的表面张力应依靠边缘的应力平衡。这种应力会将边推向薄膜,使边缘变厚。边缘附近的应力和应变状况与膜中间的应力和应变状况不同。比较中央和边缘的应力状况,可以看出卷边与边缘的应力大小有关。靠近中间,流线笔直平行。在边缘,横向或厚度方向没有应力,那些方向的延长比是一样的。自由边缘状态会导致中央和边缘之间的厚度变化。

流延薄膜生产线

卷边的主要原因是边缘应力效应。所有厚度由牵引控制的聚合物薄膜和涂装物都有卷曲的效果。其他因素,如表面张力和离型膨胀都影响卷边,但卷边的尺寸要小得多,卷边的竞争度与薄膜的厚度相同。由于边缘应力效应引起的卷边竞争度与从模头到辊的距离相同。边缘应力效应出现在模头和辊筒之间。由于表面张力和高模膨胀引起的卷边只在弹性流体低粘度等特殊条件下发生。



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