共挤出技术的研究进展

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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引言：

复合共挤出片材使多层具有不同特性的物料在挤出过程中彼此复合在一起，使制品兼有几种不同材料的优良特性，在特性上进行互补，从而得到特殊要求的性能和外观，如防氧和防湿的阻隔能力、着色性、保温性、热成型和热粘合能力及强度、刚度、硬度等机械性能。

高聚物被誉为20世纪人类最重大的20项发明之一。由于高聚物本身具有良好的物理机械特性，因此，广泛地应用于工农业生产、交通运输、医疗、国防及日常生活中。随着高聚物新型材料的不断出现和市场上对高聚物挤出产品性能要求的不断提高，单一组分的制品往往具有局限性，无法满足制品的使用和加工性能、外观等方面的特殊要求，因此，多组分的复合材料制品应运而生。

目前，人们已经开发出多种方法制取多组分片材制品，采用共挤出工艺是最简便易行的一种方法，该方法已成为当代最先进的塑料成型加工方法之一。高聚物片材共挤出工艺是一种使用数台挤出机分别供给不同的熔融料流，在一个复合机头内汇合共挤出得到多层复合片材的加工过程。利用共挤出技术生产的具有综合性能的多层复合材料在许多领域中有着极其广泛的应用价值。此外，它可以大幅度地降低制品成本，简化流程，减少设备投资，而且在复合过程不使用溶剂，不产生三废物质，因此共挤出技术被广泛用于板材、片材和平膜的生产。

吹膜共挤出

高性能多层复合薄膜主要由基材、阻隔材料、粘合剂等三种材料组成，它的特点是：对氧和水汽的阻隔性好，薄膜的强度和耐穿刺性高，热封性好，粘结性强，有良好的防雾性、防滑性、着色性。生产多层复合膜主要生产方法有：涂布法、层合法、共挤流延法和共挤吹膜法。

吹膜共挤出主要用于生产高阻隔性包装膜、收缩膜、中空保鲜膜、土工膜等，它在食品、药品、日化产品包装、农用大棚、水利工程、环境工程等领域有着广泛的应用。采用吹膜共挤出生产工艺，通过厚度的有效调整使膜的功能得到量化控制，膜的各层结构组合方便灵活，基材选用范围更加广泛。另外，利用这种技术生产复合膜能够降低成本、提高强度、增加膜的阻隔性和附加值，从而使复合膜的市场适应性得到提升。为此，英国BramptonEngineering、德国BattenfeldGloucester、Barmag、加拿大MarcoEngineering、意大利Dolci、美国MA等公司分别研究成功多层圆盘式环形共挤出机头、同心螺旋芯轴式共挤出机头和多层圆锥盘环形共挤出机头等，其每层流道的结构形状有环形流道、心型包络式流道、螺旋支管式流道等多种型式。

目前吹膜共挤出机头的最新技术为多层圆锥盘环形共挤出机头和螺旋支管式流道的组合型式，相邻层间温差可达80℃，制品厚度误差在5%以内。在此用已二醇制冷机组来替代冷却水机，冷却采用模体内冷和风环外冷结合，提高冷却和结晶速度，以增加薄膜的透明度、强度和韧性。复合膜的最多层数为11层，大棚膜最大幅宽达24m。

目前，吹膜共挤出尚存在一些技术难点急待解决：层数不允许有较多的变化；各层膜的比率不允许有大幅的波动；对同心圆筒吹膜机头而言，随着层数的增加，机头外径的增加，外层膜的熔体在机头内停留时间增加，物料有分解的危险；当相邻层树脂熔点、粘度相差较大时，若各层温度控制不当，对某些热稳定性较差的树脂，有可能形成分解层。

平膜(板)和流延膜共挤出

流延膜成型原理是将在挤出机中塑料熔体经T型模头挤出，直接进入水溶液或骤冷辊经冷却、牵引后制得流延膜。意大利Dolci公司流延平膜机头可用于PP、LDPE、HDPE、PA、PET、EVA、EVOH等原料的生产，平膜的净宽可以达到1.2～3m，膜厚10～180μm，线速度200～500m／min，复合层数1～9层。用于PET流延膜挤出的挤出机螺杆直径最大为350mm，长为12m，产量可达6000kg／h．

平膜(板)挤出的成型原理是将在挤出机中已经塑化均匀的塑料熔体从平膜(板)机头挤出，经冷却辊接触而冷却固化，最后剪裁成一定宽度的膜(板)，卷取成卷。

在平膜(板)和流延膜的共挤复合成型中，为了提高薄膜的精度，目前多采用熔体齿轮泵向机头供料。理论计算和试验表明，采用熔体齿轮泵后有三个优点：首先，能实现稳定挤出，提高复合膜(板)尺寸精度，提高成品率；其次，提高产量，降低能耗，增加机器寿命；第三，具有线性输出特性，便于上下游设备和复合膜(板)各组成层之间操作工艺的协调。

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• 排气挤出机分流环结构与产量平衡问题的研究