廣州市普同實驗分析儀器有限公司
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閱讀：340發(fā)布時間：2024-8-9
高分子膜材料的性能與其加工成型方法密切相關(guān)，流延拉伸法是聚合物膜材料的一種重要制備方法，在流延拉伸的加工過程中會對材料施加應(yīng)力場，并且提供一定的溫度環(huán)境。聚合物分子鏈在一定溫度下受到相應(yīng)的應(yīng)力后會發(fā)生取向，并且在應(yīng)力場下材料內(nèi)部的結(jié)晶結(jié)構(gòu)也會發(fā)生改變，衍生出不同的晶體形貌。
應(yīng)力場的存在會使聚合物結(jié)晶結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，例如可誘導(dǎo)產(chǎn)生具有不同鏈構(gòu)象的晶體結(jié)構(gòu)，從而使得材料的外觀和性能發(fā)生改變。影響拉伸誘導(dǎo)結(jié)晶的因素有很多，諸如流延膜制備過程中的流延輥溫度、拉伸溫度、拉伸速率以及拉伸倍率，都會對結(jié)晶過程產(chǎn)生影響。
通過物理加工的方法可對聚合物結(jié)晶結(jié)構(gòu)進行干預(yù)，除此之外還可以通過成核劑干預(yù)的方法對聚合物結(jié)晶結(jié)構(gòu)進行調(diào)控。聚合物的結(jié)晶過程通常包括晶體成核和晶體生長兩大過程，而在晶體成核階段可通過添加特定的成核劑誘導(dǎo)產(chǎn)生特定的晶核，進而生長出相應(yīng)的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。成核劑的使用在聚合物加工成型過程中因此也非常普遍，為了使材料具有特
殊的性能，通常針對性地使用不同的成核劑，從而使材料在透明度、耐熱性、韌性、抗拉強度、硬度和抗蠕變性等物理性能上有所提升。
對于結(jié)晶性聚合物而言，同質(zhì)多晶現(xiàn)象是比較普遍的，即對于化學(xué)組成相同的同種聚合物來講，在不同的條件下可形成兩種或多種不同結(jié)構(gòu)的結(jié)晶，由于結(jié)晶分子鏈規(guī)整性和構(gòu)象的差異，使不同晶型的熱力學(xué)穩(wěn)定性不同，同時也會產(chǎn)生不同的性能。高分子膜材料在成型加工及在后續(xù)的使用過程中，往往會受到應(yīng)力作用從而發(fā)生形變，在這一過程中就
有可能由于應(yīng)力的存在導(dǎo)致聚合物誘導(dǎo)出不同的晶型，材料也就表現(xiàn)出不同的機械性能，例如拉伸強度、楊氏模量和斷裂伸長率等都會受材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)變化的影響。
在流延拉伸工業(yè)生產(chǎn)過程中，應(yīng)力場的施加可引發(fā)聚合物膜材料在加工過程中的多晶相變化，同時可能伴隨著流延膜內(nèi)部晶體滑移、破碎、取向、熔融重結(jié)晶和空洞化等復(fù)雜微觀結(jié)構(gòu)演變現(xiàn)象。對于流延拉伸工藝來說，輔以添加特定的成核劑也可在更加溫和的條件下誘導(dǎo)流延膜材料形成特定的晶型，使流延膜材料具有的性能。例如聚偏氟乙烯通
過流延拉伸可能會產(chǎn)生具有壓電性能的β晶型，這類材料因此在壓電和熱釋電領(lǐng)域具有極為廣泛的工業(yè)應(yīng)用。對于工業(yè)生產(chǎn)中流延拉伸結(jié)構(gòu)演變現(xiàn)象的研究，可為高分子膜材料流延加工成型提供相應(yīng)的理論依據(jù)，同時能夠進一步理解流延拉伸過程中多晶型聚合物的結(jié)構(gòu)演變過程。
高溫熔體流延拉伸實驗線是由二臺主機（單螺桿擠出機）和一套輔機（流延成型機）組成。主要用于高分子材料的共混改性、新材料配方研發(fā)、工藝優(yōu)化、質(zhì)量控制及小規(guī)模生產(chǎn)等。
主機由主電機、減速箱、喂料系統(tǒng)、擠出系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)等組成。
（1）主電機：采用變頻電機，功率 5.5kW，額定轉(zhuǎn)速 1500r/min。
（2）減速箱:減速比 12.5，可承受螺桿軸向推力。
（3）混煉擠出系統(tǒng)：主要由螺桿，機筒，模頭三部分組成。
①螺桿：具有耐磨和防腐蝕等特點,螺桿直徑程簡便式變化。其中主機 A 螺桿直徑φ25，長徑比 28。
②機筒:根據(jù)螺桿的長徑比，采用電加熱方式分區(qū)加熱，其中壓力測試點。
③模頭：本儀器的配置模頭其采用高性能材料制造，具有優(yōu)良的耐腐蝕性和耐磨損性。模頭寬度 400mm，膜厚 0.02-0.5mm，全推式模唇調(diào)節(jié)。
（4）溫控系統(tǒng)：由機筒、模頭加熱系統(tǒng)、機筒冷卻系統(tǒng)和溫度測量與控制系統(tǒng)三大部分組成。
①機筒加熱采用陶瓷加熱器，其結(jié)構(gòu)為剖分式，形狀與機筒外型相吻合，用螺釘緊固在機筒上，具有較強通用性，易拆裝、易更換。
②溫度測量及控制系統(tǒng)由加熱器、熱電偶，固態(tài)繼電器、電磁閥、PLC 智能控制系統(tǒng)等組成。 本儀器的溫度測量與控制由 PLC 控制器完成，機組按機筒劃分溫控區(qū),對應(yīng)安裝一個熱電偶和電磁閥(主喂料機筒屬非控區(qū),不裝熱電偶和電磁閥，長期處于冷卻狀態(tài))。
③PLC智能控制系統(tǒng)：多路信息輸入和輸出，具有*的信息采集、信息判斷，信息反饋等功能。在溫控方面可根據(jù)熱電偶測得的溫度，采用PID加模糊控制算法，并將控制信息反饋到各執(zhí)行元件，決定固態(tài)繼電器和電磁閥的通斷，使各區(qū)溫度維持在設(shè)定的溫度。在電控柜面板上裝有操作顯示屏，可方便地對各個環(huán)節(jié)進行參數(shù)的設(shè)定和調(diào)整，也便于觀察各流程的控制、故障預(yù)警等情況。
（5）電氣控制系統(tǒng)：所有的參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)記錄等均通過安裝在儀器上方的觸摸屏進行操作/顯示。啟動儀器的相關(guān)的具體操作請參考軟件操作說明。
主機參數(shù)
物料適應(yīng)范圍 | PEEK、PE 等 |
螺桿直徑 | Φ25mm |
螺桿長徑比 | 28：1 |
螺桿電機額定功率 | 5.5kW |
螺桿電機額定轉(zhuǎn)速 | 1500r/min |
螺桿最高轉(zhuǎn)速 | 120rpm |
**扭矩 | 442N?m |
溫區(qū)數(shù)量 | 主機料筒：3區(qū)， |
溫區(qū)功率 | 1 區(qū)和3 區(qū)料筒加熱1kW，2 區(qū)1.5KW |
機筒工作溫度 | 主機A：400℃ |
溫度控制精度 | ±1℃ |
料斗容量 | 6L |
產(chǎn)量 | 約15kg/h |
工作電壓 | 3相AC380V，50 Hz |
實驗線長×寬×高 | 約5542×4677×2406mm |
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