吹塑法制造土工膜技术简介

（一）吹塑法土工膜制造方法

吹塑法制造土工膜的原理是：将聚合物及其助剂，通过挤出机的料斗，投入到外部加热的挤出机中，再通过挤出机旋转的螺杆的输送、压缩、计量作用，将物料熔融塑化，并由一个环形的口模中挤出熔融状态的管坯。将此管坯的出口端熔封后，由模具中心的通气孔吹入压缩空气，该管坯在压缩空气的作用下逐渐膨胀，与此同时，管坯外部被强制冷却，此时在管坯熔封的一端施力，使其匀速前进，此时可得连续的筒（管）状土工膜。将筒状的土工膜剖开，展平卷取，即得膜（片）状的土工膜。

吹塑法土工膜的制造设备，主要由挤出机、机头（模具）、冷却风环、人字夹板、牵引辊、收卷机组成。按设备的工艺布置又可分为：平吹法、下吹法和上吹法三种。图3-1-1为平吹法塑料薄膜制造设备布置示意图。平吹法因管坯自重的影响，一般仅用于较薄较窄的塑料薄膜的制造。图3-1-2为下吹法塑料薄膜制造设备布置示意图。此法适用于结晶性聚合物薄膜的制造，如聚丙烯（PP），其结晶度最高可达70%。在挤出中熔融后，晶态结构全部消失，熔体强度很低，采用下吹法可以采用冷却水环冷却。吹胀后的管膜被迅速冷却，强度大大提高，不仅保证了塑料薄膜不易断膜，制造过程连续稳定地进行，而且所得塑料薄膜结晶晶粒很小，薄膜透明度很高，力学性能很好，手感也好。但此法熔体向下运动时，要受到重力的牵伸作用，不利于薄膜厚度的控制。图3-1-3为上吹法塑料薄膜制造设备布置示意图。

图3-1-1 平吹法塑料薄膜制造设备示意图

1—挤出机 2—机头 3—风环 4—夹板 5—牵引机 6—收卷机

图3-1-2 下吹法塑料薄膜制造设备示意图

1—挤出机 2—机头 3—冷却水环 4—夹板 5—牵引辊 6—收卷机

图3-1-3 上吹法塑料薄膜制造设备示意图

1—挤出机 2—料斗 3—机头 4—人字板 5—牵引辊 6—风环 7—收卷机

采用上吹法制造塑料薄膜，从模口挤出的熔融状态的管坯，经吹胀后的管膜，整个都挂在管膜上部已冷却定型的坚韧膜段上，所以牵引很稳定，可以得到幅面宽、厚度大的塑料薄膜。

根据《GB/T 17643—2011土工合成材料 聚乙烯土工膜》的规定，PE土工膜产品宽度尺寸应不小于2000mm，厚度为0.3～3.0mm。要达到这一规定，目前也只有采用上吹法才可以做到。如宏祥新材料股份有限公司，采用上吹法制造的PE土工膜，幅宽达到8000mm.厚度达到3.0mm。采用上吹法制造PE土工膜，其工艺流程如图3-1-4所示。

图3-1-4 吹塑法制造土工膜工艺流程图

从图3-1-4中可以看出，吹塑法制造土工膜，与吹塑法制造塑料薄膜的工艺流程稍有区别，即吹塑法制造土工膜比吹塑法制造塑料薄膜多了剖开展平和熨平两道工序，牵引也需二道牵引。土工膜的发展，对宽度的要求是越来越宽，对厚度的要求是越来越厚，普通塑料薄膜的厚度为0.06～0.12mm，而土工膜的厚度为0.3～3.0mm，厚度增大了几倍到几十倍。这就决定了吹塑法制造土工膜的设备和工艺不同于吹塑法塑料薄膜的制造设备。

1.冷却

当采用吹塑法制造HDP E土工膜时，模口吐出的熔体温度180℃以上，即使冷却到60℃，温差也是120℃以上。目前国内吹塑土工膜的设备产量一般为300～800kg/（台·h），PE的比热容按2303.74J/（kg·℃）；结晶热按376.8kJ/kg计算，由此可以计算出，生产过程中，每小时释放出的热量Q=18.8～50.2kJ。释放这么大的热量，采用普通吹塑薄膜用的风环外部冷却，将大大降低挤出量。因此，土工膜的制造，常采用膜泡内外冷却结合的冷却方式：外冷仍以风环、空气冷却。内冷有空气冷却，也有水冷却。图3-1-5为膜泡外部采用风环空气冷却示意图。图3-1-6为膜泡内部采用空气冷却示意图。

图3-1-5 膜泡外部风环冷却

1—空气自上吹入 2—负压区 3—薄膜泡 4—凝固 5—冷空气 6—挤出接头

图3-1-6 膜泡内部空气冷却

1—排风机 2—内风环 3—排风管 4—热交换器

2.展平

吹塑法制造的土工膜，在卷取前必须剖开，展平，单层卷取。这不仅仅是为了铺设的方便，更重要的是，土工膜本身不允许带有折痕。带有折痕的土工膜，在折痕处，其拉伸强度和撕裂强度都很低，土工膜的厚度越厚，这一弊病越严重。

剖开、展平的方法主要有三种：

其一，在压扁了的筒膜的两侧剖开，一次剖开两片。采用此法不需展平和熨平，仅需增加一套收卷机，同时得到二卷土工膜，即所谓双剖双卷。但这样一来，得到的土工膜的宽度仅为管膜周长的1/2。

其二，在压扁了的筒膜一层的中间剖开，然后向两侧展平，并将两侧折痕熨平。这是一种常用的方法，土工膜的宽度，即为管膜的周长。如图3-1-7所示。

其三，在压扁了的筒膜的一侧剖开，向另一侧展平并熨平。此法所得土工膜的宽度，等于管膜的周长。但Ⅱ道牵引及收卷机的中心线要偏离I道牵引，一般较少采用。如图3-1-8所示。

图3-1-7 中间剖开向两侧展平示意图

图3-1-8 一侧剖开向另一侧展平示意图

3.卷取

由于土工膜的厚度较厚，在卷取开始阶段，被动摩擦卷取是无法胜任的，所以土工膜的卷取均采取主动卷取。

其一，有芯主动卷取。如果卷芯为纸或塑料制成的，可以用铁钉将土工膜的端头钉在卷芯上，或用强力胶带将其黏在卷芯上，当卷芯旋转时，土工膜的卷取过程就可以顺利进行。

其二，无芯主动卷取，这种卷取方法，卷取开始阶段，通常都是借助于机械手，即在收卷机的两端，设有两部可以同步旋转的机械手，当机械手抓紧了土工膜端头的两个角后，开始旋转，当土工膜卷达到一定直径或一定质量后，机械手可以撤出，再靠摩擦被动卷取。

（二）吹塑法土工膜制造设备及工艺

1.吹塑法土工膜制造设备

吹塑法土工膜的制造设备主要由挤出机、机头（模具）、冷却风环、人字夹板、牵引辊、导向辊、收卷装置组成。

吹塑法制造的土工膜，最常见的为光面土工膜。如果吹塑机组由多台挤出机组成，吹塑的模具按挤出机台数进行设计，则吹塑法还可以制造复合土工膜和糙面土工膜。宏祥新材料股份有限公司联合莱芜市丰利源塑料机械有限公司共同研发的四层宽幅土工膜专用机组就是由4台挤出机组成，模具—机头也是四层结构，可以制造四层结构四种组分组成的复合土工膜：a.可以制造光面土工膜；b.还可以制造一面为光面，另一面为糙面的土工膜，即单面加糙土工膜；c.也可以制造双面加糙的土工膜；d.可生产带光滑焊接边的糙面膜，方便施工中的焊接拼接，提高焊接质量，保证焊接牢度。

（1）挤出机

根据生产规格配备挤出机，如表3-1-1和表3-1-2所示。

表3-1-1 土工膜生产规格与挤出机配置

表3-1-2 金明MT系列土工膜吹塑机组

螺杆是挤出机的主要部件，HDPE土工膜螺杆的主要类型有普通型和屏障型。

①屏障型螺杆的性能及参数：屏障型螺杆是在挤出螺杆的一定位置上设置一个屏障段，以达到阻碍固相塑料通过并促使固相塑料熔融的目的。屏障段的结构参数对挤出机的产量、质量会产生重大影响，专利极多。典型的屏障型螺杆通过加大螺杆长度方向上的螺棱间隙，使未熔融的固体保留在主螺纹槽内，同时让熔体流经屏障型螺棱进入副螺槽，且主副螺纹的螺旋升角不一样，按轴向记，固态区域由宽变窄，液态区域由窄变宽，从而实现熔态、固态相分离。有效地避免了固体床破裂而引起的波动，部分未熔融的颗粒在穿越到螺纹与机筒间隙时受到高剪切而继续熔融，副螺纹增大了物料与螺杆间的传导面积，从而提高了熔融速率，实现了高效挤出。

②屏障型螺杆的优点：a.塑化效果突出，生产效率高；b.在较低的温度下即可产生满意的塑化效果，降低材料降解的可能性；c.螺杆的固液阻隔设计，提高了摩擦剪切效应，使熔体的同化效率更好；d.螺杆的固液阻隔设计保证了细小粒子才能通过，使塑化的均匀度得以控制。e.单一螺杆设计可适应多种塑料的加工。

③螺杆参数与结构的关键点：a.螺杆的直径越大，挤出量越高，电机和减速箱的配备也相应增大；b.螺杆的长径比越大，挤出量越大，但HDP E不宜超过38∶1。

④螺杆的材质：国外使用航天4140钢制造，表面有的还堆焊钨等的合金；国内为38铬钼铝钢，氮化处理。

⑤螺杆的驱动：选用变频电机+减速器的驱动方式节电。最新发展是用低速大扭矩电机直接驱动。

⑥螺杆的加热控制由铸铝加热器向电磁加热方向发展。

（2）机头

HDP E土工膜的机头设计通常采用螺旋式和螺旋共挤复合机头的设计方式。

①螺旋机头的优缺点：优点：a.无拼缝线；b.薄膜厚度均匀；c.机头内压高，薄膜物理机械性能好；d.安装及操作方便。缺点：内压高，物料停留在模头内时间长，易分解烧焦。螺旋机头如图3-1-9所示。

图3-1-9 螺旋机头

②三层共挤螺旋机头的关键点：a.材质：国外为4340航天钢，洛氏硬度为32度（膜唇出口处为40度），树脂流动表面抛光8-12KMS；国内较贵的机头为45^#钢锻造，较便宜的据说是铸钢锻造。b.流道设计：流线型流道设计，无死角，熔合线清除速度快；国外机头螺旋直径上进料口的螺旋坑被削成尖角以提高流量，减少悬空区。增加流道入口及入口的重叠，可以得到较好的厚薄均匀度。目的：一是把聚合物的流动分成更多的部分而减少“热点”；二是利用入口增加重叠的数量，把熔融物内的轻微差别分散在较大面积上，从而防止最终制品上局部的“问题点”。c.机头的表面处理——化学镀：以往采用镀铬处理以保证流道的光洁度、硬度和耐腐蚀性，国外早已进入利用化学镀技术阶段。因其对机头流道孔洞的处理效果远好于镀铬。国内土工膜机头已开始步入化学镀的尝试，其成本比镀铬略有上升，但通过提升土工膜厚薄均匀度，减少表面丝纹、划痕，可把费用迅速回收。三层共挤螺旋机头如图3-1-10所示。

图3-1-10 三层共挤螺旋模头

优点：射料孔分配更均匀。较少死角，避免滞料及分解。接触面积少，流动阻力小，压力降低。

（3）风环

风环是吹塑薄膜冷却定型的重要部件，对膜片的厚薄均匀度和产量有重大影响。当冷却空气通过风环以一定速度和角度吹向从机头挤出的膜泡时，高温膜泡与低温空气相接触，膜泡上大量热量传递给空气被带走，膜泡得以冷却定型。

风环分为单风口风环、双风口风环和自动风温式风环。

①单风口风环的结构主要由进气管、风环体、风口等部分组成。风环体有均匀分配、匀化气体，建立气压的作用。单风口风环的风环体多为堤坝式，进入口气室的容积比出口气室的容积大，有一定的气体压缩比，以确保气流量和气压的稳定。风口用于喷射压力气球，冷却膜泡，上吹法还有上托和稳定膜泡的作用。a.风口速度为10～30m/s；b.为控制膜泡的冷凝线高度和冷却速度，必须改变风口时，可利用螺栓进行调节；c.出风角度一般选40°～60°。

②双风口风环的结构特征（如图3-1-11所示），两个出风口的作用。a.内出风口主要对刚挤出膜口的管胚进行预冷却，形成消除膜口附近的真空区，确保膜泡形成气垫层，使膜泡不黏附风环内壁。内出风口的出气量一般占吹塑总气量的10%～20%。b.外风口气体流量大（占总气量的80%～90%），起着快速冷却膜泡的作用。双风口风环内外风口一般设计为大小可调的形式，通常情况下主要调外风口。

图3-1-11 双风口风环

③自动风环：自动风环为射流式双风口风环，由风环体、内外风口、射流环、自动风门组成，风环体根据直径大小均匀地分割成若干个独立的风道和风门。自动风环的工作原理：膜泡形成后，厚度自动监测系统对膜泡进行在线巡回检测，同时把信息传输给计算机进行数据检测处理，当检测到厚或薄时，计算机控制大小或放大相应区域的风门，减少或增大该区域的冷却风量，从而减弱或加强了该区域的冷却速度，延长或缩短了局部薄膜吹胀和拉伸的时间，从而获得厚薄较均匀的制品。自动风环比安装加热器或膨胀螺栓，通过热胀冷缩作用控制风环局部开启的方式效果好。因自动风环的冷却介质仍为恒温或制冷空气，而加热器或热胀螺栓存在着加热惯性反应速度迟缓问题，难以达到理想效果。

（4）内冷装置

内冷的作用：从内冷空气环形出口间隙通入膜管的冷风与外冷风环吹出的冷风平行于膜管表面流过，稳定的支撑着管膜，使膜泡快速冷却，因而冷却效果大幅度提高。

膜头内设计IBC系统的反应器（由超声波感应器及高流量功率阀门和位置显示器组成），用以保持膜泡内空气流量速率，使设定的直径控制在比较准确的范围。国外据说可达3mm，国内一般在20～50mm。

作用：a.单机产量可提高30%～100%；b.解决了厚型膜泡因冷却不够，熔体强度差而产生的塌膜现象；c.冷却介质可以直接取经过滤的空气或经制冷系统冷却的循环空气。

（5）稳泡器和人字板(www.xing528.com)

稳泡器国外采用分节滚筒快门式开合，便于膜泡直径调节。人字板的作用：稳定膜泡。将圆形膜泡逐渐压叠成双层导入牵引辊，具有改善冷却速率，保持膜泡厚薄均匀度的功能。人字板国外采用硬木板架或滚筒架（材质为铝质导辊或低摩擦系数木条板）。国内稳泡器和人字板与国外大同小异。稳泡器及人字夹板如图3-1-12所示。

图3-1-12 稳泡器及人字夹板

（6）牵引辊

作用：牵引吹塑土工膜并按适宜牵伸比使膜泡纵向拉伸定型。通过调节牵引速度可改变制品厚度。将圆管状吹塑膜泡压叠成不出皱折地平面状。适度压紧膜泡，防止从膜泡层间漏气，保持一定吹胀比与宽度。

牵引辊的构造：由一个主动辊（表面镀铬抛光的中空钢辊）和一个橡胶辊组成。土工膜的上牵引胶辊为节段式，以保证节痕处不被压死。主动辊用变频电机驱动变速系统传动。用气动装置推动橡胶辊使其与主动辊平行靠拢并保持适当间隙。

牵引辊的中心线必须与人字板中心、机头中心对准，以防止膜泡歪斜。牵引辊的中心高度与冷却效果直接相关，宽幅厚型土工膜一般在20m以上。土工膜设备的牵引辊一般有三套，分别安装在人字板顶部（上牵引辊）展开熨平处及收卷装置之前（下牵引辊）。

（7）收卷装置

土工膜采取中心+表面的收卷方式。先通过中心收卷方式将膜片钉在纸管或塑料管上，通过动力传导主动收卷，然后脱开端面卡头，让其在平面辊上自动旋转，达到所要求的长度后自动或人工裁取即可。收卷装置如图3-1-13所示。

图3-1-13 收卷装置

2.吹塑法土工膜制造工艺

吹塑法制造土工膜的工艺流程如图3-1-4所示。如前述，采用吹塑法，可以制造光面土工膜，也可以制造糙面土工膜，以及具有不同材质、不同功能的复合土工膜，如面层为一般光面土工膜，中间层为发泡层的保温土工膜，中间层为廉价层的经济型土工膜等。目前产量最大、用量最多的为光面土工膜和糙面土工膜。

吹塑法土工膜制造工艺的两大关键，一为原料的选择和配方设计，二为工艺条件的控制。

（1）吹塑法土工膜原料的选择和配方设计

1）吹塑法土工膜原料的选择

土工膜的使用性能与下述树脂参数有关：（1）和树脂密度相关的性能有力学性能、抗环境应力开裂性能、挺度、硬度、水汽透过系数、加工温度、氧化诱导时间等。（2）和树脂熔融指数相关的有熔体强度，加工性与添加剂的相关性等。（3）和树脂的相对分子质量、相对分子质量分布相关的有力学性能、加工性、耐老化性、抗环境应力开裂性，等等。

初步确定能否选用的参数一是密度，二是熔融指数，三是相对分子质量及相对分子质量分布。加工企业主要关注前两项指标即可。

①密度对使用性能的影响。密度提升，土工膜的挺度、硬度、软化温度、拉伸强度、抗化学性、抗渗透性、加工温度相应提升，而伸长率、冲击强度、低温韧性、抗环境应力开裂降低。

环境应力开裂现象描述了聚乙烯制品在洗涤剂、水、阳光、油或其他环境活性介质存在下，使其处于相对高应变条件中的过早损坏倾向。这是一种物理现象，承受物载的聚乙烯制品在某种化学物质或含有活性物质的环境中极易发生这种开裂或银纹化。

共聚单体选支链较长的C₆或C₈，树脂本身的抗环境应力开裂性能远好于C₄。乙烯具有调节密度的功能，乙烯含量高，MDPE的相对密度d较低，抗环境应力开裂性能较好。故选d=0.932～0.939的MDPE，其共聚单体基本上都是乙烯，但d＞0.940时，共聚单体可能就是丁烯了。

②熔融指数（MI）：熔融指数是相对分子质量的一个粗略表征，同一类型的树脂，MI越低，一般相对分子质量越大。MI主要影响加工性，即熔体的流动性和熔体强度。

选择MI=0.1～0.2范围的MDP E树脂，可以较容易的生产出熔体强度高，厚度均匀，外观平整的厚型宽幅土工膜。

③相对分子质量和相对分子质量分布：有条件时还应测试树脂的相对分子质量和相对分子质量分布，这两项结构指标对判断制品的耐老化性，抗环境应力开裂性至关重要。但一般加工企业缺乏这种测试手段，在密度相同时，应选相对分子质量较高，相对分子质量分布较窄的牌号。

④进行树脂试生产试验，按GB或GRIGM-13标准进行全面性能测试确定原料能否选用。

岩土工程用土工膜选用中密度聚乙烯（MDPE）树脂，熔融指数MI=0.1～0.2相对密度d=0.932～0.940。国内常用树脂牌号见表3-1-3所示。

表3-1-3 岩土工程用土工膜常用树脂牌号

水利工程应用线性低密度聚乙烯（LLDPE）树脂，熔融指数MI=1.0，相对密度d=0.918～0.920。或者低密度聚乙烯（LDPE）树脂，熔融指数MI=0.3，相对密度d=0.922～0.924。国内常用树脂牌号见表3-1-4所示。

表3-1-4 水利工程用土工膜常用树脂牌号

2）辅料（抗氧剂、炭黑）的选用

①抗氧剂。国标中的氧化诱导时间是制品耐候性的表征之一。氧化诱导时间（OIT）和树脂的分子结构及抗氧剂的加入量密切相关。需要在树脂中加入主辅抗氧剂来实现。

主抗氧剂通常采用相对分子质量较高的受阻酚类抗氧剂1010或1076，它们是氢的给予体，能迅速与热氧或光氧老化产生的自由基P^·、PO^·、POO^·反应，使自由基失去活性，生成稳定的非自由基产物，从而使高聚物稳定。

辅助抗氧剂：通常采用亚砱酸酯类抗氧剂168，添加亚磷酸酯类能迅速消除氢过氧化物（POOH），使高聚物稳定下来。

将受阻酚与亚磷酸酯组成复合抗氧体系能明显提高抗氧化效能。实践证明，已商品化的复合抗氧剂B215、B225、B561、B900就是168与1010或1076复合的优秀抗氧剂。复合抗氧剂的组成见表3-1-5所示。

表3-1-5 复合抗氧剂的组成

要保证土工膜的OIT指标达到100min以上，B215的加入量通常在0.3%左右。

②炭黑。炭黑是一种高效的光屏蔽剂，他几乎能全部地吸收可见光，强烈地反射紫外线，炭黑具有核芳烃结构，其周边和表面的邻羟基芳酮能分解过氧化物，终止自由基，具有抗氧化作用，因此，炭黑是性能优异的紫外光屏蔽剂，兼具抗氧剂功效。

a.炭黑的生成是：在控制条件下，由碳氢化合物（油）+氧不完全燃烧产生的。反应式为：CXHY+O₂→C+CH₄+CO+H₂+CO₂+H₂O

初级炭黑由大小粒子通过化学键聚集在一起，表面积大，易吸附靠近，呈团聚体。初级炭黑的粒径应选20nm左右为好，要求其本身吸湿性小，纯度高，不含杂质，便于分散。使用时一般使用分散性好的专用密炼机和螺杆将其制成母粒，再与基础树脂混合，加工成制品。

b.炭黑的合理使用：炭黑在制品中必须有足够的浓度，才能抗紫外线，有人做过试验，聚乙烯不加炭黑，表面明显的破损时间不到1年；加入1%的炭黑可达25年。GB或GRI标准中规定炭黑含量＞2%，其预期的使用寿命＞50～80年。炭黑的光屏蔽效果还与粒度、分布度有关。粒径在20～40nm为佳，小粒径对紫外线的防护效果更好，但分散均匀有一定难度。使用炭黑做光稳定剂时，不宜与胺类抗氧剂（如抗氧剂4010NA，DAP等）共用，两者为负协同。

c.炭黑母料：炭黑的初级粒子极易团聚，因此土工膜加工时通常采用加入炭黑母料的方式。黑母料由炭黑颜料+添加剂（抗氧剂、加工助剂、抗静电剂）+载体（树脂+非聚合物）组成。炭黑母料有预分散效果，也有利于文明生产。

d.炭黑的分布度：

Ⅰ.取决于炭黑初级粒径的大小，团聚程度，制作母料时选用的分散剂，载体树脂的流动性等因素。

Ⅱ.与土工膜生产时所用设备的技术参数有关，如螺杆形式，螺杆长径比，过滤装置，机头压缩比，机头流动设计等。

Ⅲ.与基础树脂的流动性、相容性也有一定关系。

3）吹塑法土工膜配方设计

采用吹塑法制造土工膜，聚合物要在180～230℃的高温下熔融、塑化，因此，要求所使用的聚合物的耐热性必须保证在这样高的温度条件下，在一定的时间内不分解，或很少降解。土工膜在储存、运输和施工过程中，又避免不了与阳光、空气中的氧接触，一般的聚合物抵抗氧和紫外线的能力又很差。因而土工膜的制造过程中，配方的设计至关重要，这也是一项十分复杂的问题，本书将在下面吹塑土工膜产品设计中详述。

（2）工艺条件的控制

吹塑法制造土工膜，当设备和原料确定之后，制造过程能否稳定地连续进行，所得产品能否达到预期目标，操作的工艺条件将起决定性作用。

1）温度的设定

由于各种树脂的熔融温度不同，所以挤出温度也不相同。挤出温度的设定，不仅要考虑所用原料的变化，还要考虑产品的厚度，设备参数（螺杆参数的变化）等。一般熔体的实际温度要比所用树脂的黏流温度高约20～50℃。根据塑料的熔融理论，加工温度确定的基本原则是：机身温度上升要有一定梯度，料斗部位的温度不易过高，机头温度应比机身温度低10～20℃。几种树脂的熔融温度和实际操作温度见表3-1-6所示。

表3-1-6 几种树脂的熔融温度和实际操作温度

对比熔融温度和实际挤出温度可知，不同品种的树脂有较明显差异，但挤出温度范围除EVA外，差异就在10～20℃。

2）冷却

在吹塑法土工膜的制造过程中，冷却是一个十分关键的工艺环节，膜泡的冷却效率不仅直接影响生产速度，并且对产品的外观和力学性能等都会产生直接的影响。当用空气风环冷却时，冷却线的高度会随着土工膜的厚度、熔体温度、挤出速率、冷却空气的温度和流量等的变化而变化。当冷却速率降低时，冷却线高度上升，直接影响到土工膜的强度，尤其撕裂强度也会下降。

首先选好切向进风、流量均匀的风环；风环的气流流向最好是与膜泡平行的，其原理是在膜泡的表面产生负压力场，气流在薄膜上向外吹而不是撞击膜，这样既可以提供更多的冷空气使膜泡加速冷却，又可以稳定住膜泡，有利于厚度均匀。选用低压大容量冷却风机，有利于提高冷却速率。

3）吹胀比和牵伸比

吹塑法制造土工膜时，吹胀比和牵伸比不仅直接决定着产品的最终幅宽和厚度，同时吹胀比和牵伸比也直接影响土工膜的性能。吹胀比大，土工膜的横向强度高，但吹胀比控制不当，膜泡稳定性就差。牵伸比大，土工膜的纵向强度也随着提高，但牵伸比过大，土工膜的厚度难以控制，甚至有可能将土工膜拉断。理想的做法是，吹胀比和牵伸比相同，这样所得土工膜纵横向强度才会均衡。

吹胀比：土工膜的吹胀比（UBR）系吹塑管膜直径（D_P）和机头环形膜口直径（D_K）之比。BUR=D_P/D_K。吹胀比越大，横向强度越高，制品纵横向力学性能匹配性越好，但吹胀比过大，膜泡稳定性差，且与无纺布复合时收缩率较大。理想的吹胀比范围在：1～1.3∶1。

牵伸比：土工膜的牵伸比（b）系指上牵引辊的牵引速度（v_D）和机头模口处物料的挤出速度（v_Q）之比，b=v_D/v_Q。牵伸比越大，土工膜的纵向强度越高，但牵伸比应与土工膜的厚度相匹配。过大，厚度难以控制，甚至能把膜拉断。

选取设备参数见表3-1-7所示。在机头直径和模口间隙已经确定的情况下，能够生产土工膜的厚度和宽度范围由上牵引的速比来确定。

表3-1-7 设备参数选取表

（3）异常现象及解决对策

吹塑法制造PE土工膜，异常现象及解决对策，见表3-1-8所示。

表3-1-8 吹塑法土工膜异常现象及解决对策

续表