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怎样优化PET薄膜的产品质量?

1.弓曲现象

在拉幅机的入口处,横向牵引薄膜呈直线,而在拉帽机的出1处,薄膜星与一样的弯曲形。弓曲现象造成横向性能的不同。PE工薄膜的中心和两边的膨胀出不同,在中部,薄膜在任意测量方向上的胺胀北部相同,而在两边,膨胀比随测量方向的不同而政变。中部为“各回同性”,而两边为“各向异性”,薄膜两边的各向异性是由于号曲象引起的,严重时,各向异性会造成重大问题。

2.弓曲的机理

在拉幅机加热炉内设置一带有直线标记的薄膜,之后预加热、拉伸、热固化、冷却,此时加工停止。带有标记线的拉伸薄膜在拉幅机加热炉中从入口到出口处扩散开。实验结果如图6.68[23]所示,沿拉幅机加热炉长度方向出现弓曲形变。在拉幅机入口处的直线(弓曲形变为0%),在拉伸初期首先弯曲为“出口侧弓曲线”(弓曲形为负),之后在拉伸末期变回成直线,最后,在热固化变为“入口侧弓曲线”(弓曲形变为正)。在热固化区的弓曲线却区或拉幅机加热炉出口处无变化。

在拉幅机加热炉内弓曲现象的分布估计弓曲的机理是由于拉伸区的颈缩应力使薄膜在热固化起,此时温度较高使薄膜硬度相当低。流延薄膜的折射椭球是一个“球”

形,它在纵向拉伸区域变为“橄球”形。之后在横向拉伸区,主取向轴的方向由于横向拉伸虚力影响逐渐变为横向。椭球形和主轴的方向沿横向变化。在热国化区,椭球形状在横向的每一点都在变化,这是因为拉幅机中部的前切应力为0,随着宽度的增加,剪切应力增加。总的来说,各向同性薄膜不能用通常的拉幅工艺制造。

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3.减少弓曲现象

(1)防止应力蔓延

假设横向拉伸区的颈缩应力是弓曲的主要原因,因此就提出了可以通过减小拉伸和热固化区之间的应力墓延来降低弓曲现象。一个想法是在薄膜进入热固化区之前冷却拉伸的薄膜。薄膜温度降低导致硬度增加,在某些程度上防止了应力墓延。另一个想法是就在横向拉伸结束后松开夹持,之后当薄膜进入热固化区时将它重新夹持。还有另一个意见是在拉伸和热固化区设一个夹辊,夹辊的作用是防止应力墓延。

(2)多步热固化

横向拉伸薄膜冷却到玻璃化转变温度以下;在T1温度200~240℃时热固化;在T2温度再次热固化(T2温度在T1和T3之间),在热固

化时,薄膜的横向拉伸比在1%~20%;薄膜再次在T3温度100~200℃热固化。

(3)横向温度的变化

一种方法是将双向拉伸的薄膜稍微松弛一下,纵向张力在10kg/m以下,薄膜中心加热到150℃以上,而两边加热到比中心温度高10℃或更高。由红外线辐射加热仪加热。另一种方法是将位于拉伸和热固化区域的中间区域的两边温度加热到玻璃化转变温度和热固化温度之间。另一种方法是创造一个从两边的高温到中间的低温的温度梯度。

(4)其他。

如:将卷曲起来的薄膜再次置人热固化的拉幅机加热炉,通过反向输送薄膜校正弓曲现象但是,这种方法降低了生产效率。

正如以上所说的,提出了很多技术改善弓曲现象。但是,还没有一个有效的方法解决它,尤其是以工业化观点看。事实上,目前PET薄膜一般或多或少都存在着弓曲现象。

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3.热稳定性

要求薄膜有两种热稳定性,一种是100℃以下的稳定性;另一种是150℃以上的热稳定性。如:前者要求用于磁带工业,而后者在一般的工业应用中都是非常重要的。高温热稳定性易于在松弛状态下热固化得到。易于在拉幅机加热炉中进行横向热固化,因为夹持链易于分离和合并。但是,纵向松池在拉幅机加工中较困难。因此纵向热稳定性有时对某些要求严格的应用显得还不充分。为了改进纵向热稳定性,PET薄膜在180~200℃的加热炉中在纵向松弛情况下再次热固化,这种“脱机”热固化对于减少纵向热收缩率非常有效。但是,由于增加了热固化工序,这种方法成本高。为了减少薄膜成型线上的纵向热收缩率,可采用以下的补救措施。

(1)纵向松弛是通过减小拉幅机热固化区夹具间距得到的.这种方法的主要特征是拉幅机采用专门的夹子和夹链机构。

(2)纵向松弛可在拉幅机加热炉后方的辊式热定位器的两个热辊间获得.

(3)纵向松弛也可通过拉幅机夹持链和拉幅机加热炉出口后部的真空吸辊的速度不同得到.据说这种方法在改善低温热稳定性方面非常有效。

(4)热固化薄膜在运动状态下再次热固化.因为薄膜是运动的,这种方法易于获得双向松弛的薄膜。薄膜的热稳定性基本上是通过松弛热固化改善的,这种方法的目的是在保持薄膜平整的同时得到最大的松弛。

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4.厚度均匀性

厚度均匀性是最重要的薄膜质量标准之一,因为它很大程度地影响着薄膜的平整度,辊筒的构造,以至于各种制造过程的适用性。

有两点关键因素可改善厚度均匀性:①如何得到厚度均匀性好的流延基片;

②如何避免拉伸过程中厚度均匀性的变差。

5.改进厚度均匀性的方法:

厚度均匀性好的流延基片

一个有效的方法是使用带有自动厚度控制系统的模头,在模头中,厚度是由位于流延辊出口或拉幅机加热炉处的厚度测量仪显示的信号自动凋节的。有四种方法调节厚度偏差:

①模头间隙由模头的螺栓调节,而螺栓随厚度变化情况信号控制的热能变化膨胀或收缩;

②模头螺栓由压电元件控制;

③模头螺栓由在横向操作的伺服电机控制;

④模唇温度由厚度仪控制。温度的变化引起熔融聚合物的黏度变化,结果导致厚度的变化。为了改善薄膜厚度的小偏差或表面缺陷,提出了在模唇内表面引入特殊的金属,如铬.为了改善流延区的电按压性,提出加入添加剂以提高熔融聚合物的介电常数

6.拉伸过程中的厚度均匀性

①在纵向拉伸过程中使用电按压,将其设置在固定拉伸点的适当位置上是非常有效的;

②陶瓷辊表面的控制在纵向拉伸中减少表面缺陷是极为有用的;

③低温拉伸对于改善厚度均匀性有效(纵向拉伸温度55~80℃,横向拉伸温度50~100℃)



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