挤压法制造土工膜

（一）挤压法土工膜制造方法

挤压法土工膜制造原理：将在挤出机中已塑化均匀的塑料熔体，挤出平缝型口膜，然后开始冷却，并与冷却辊接触而固化，最后裁剪成一定宽度卷取成卷。

挤压法土工膜的工艺流程如图3-3-1所示。

图3-3-1 挤压法土工膜制造工艺流程

（二）挤压法土工膜制造设备及工艺

1.挤压法土工膜制造设备

挤压法土工膜的制造设备与普通的平膜挤出法塑料板材、片材制造设备完全相同。主要设备有：挤出机及机头、冷却轧光辊、切边装置、牵引机和收卷机。

（1）挤压法土工膜的制造设备按轧光机的布置分类

有立式、卧式两种。图3-3-2为立式挤压法土工膜制造设备示意图，图3-3-3为卧式挤压法土工膜制造设备示意图。

图3-3-2 立式挤压法土工膜制造设备示意图

1—挤出机 2—机头 3—冷却压光机 4—空气冷却导辊 5—切边装置 6—牵引机 7—收卷机

图3-3-3 卧式挤压法土工膜制造设备示意图

1—挤出机 2—机头 3—冷却压光机 4—空气冷却导辊 5—切边装置 6—牵引机 7—收卷机

立式和卧式压光机的特点：立式轧光机即三个辊筒呈垂直方向布置，这种布置方法操作方便，土工膜包辊面积大，冷却效率高，可十分方便地进行不同材质膜片、丝网、织物等与土工膜的复合。相反，卧式布置的三个辊筒呈水平方向布置，操作很不方便，土工膜包辊面积小，冷却效率低。对较大型机组，挤出机的中心必须抬高，否则轧光机的安装将十分困难。并且，对不同材质膜片、丝网、织物等与土工膜的复合不太方便。

（2）挤压法土工膜的制造设备中机头的选型

选型十分重要。常用的机头形式有5～6种，图3-3-4为一种最典型的机头形式，一般多选用衣架式机头。它比分配螺杆式机头价格低，结构简单；又比歧管式机头流料均匀，无死角。这对SP VC挤压法土工膜的制造极为有利。各种机头的比较见表3-3-2。如果轧光机为立式布置，则机头应选用直通型。如果轧光机为卧式布置，则机头应选用下垂型。

图3-3-4 T型机头的结构形式

（a）直歧管式：1—进料管 2—支管 3—幅宽调节块 4—模唇调节块（b）衣架式：1—料流道 2—阻流块 3—模唇（c）分配螺杆式：1—挤出机螺杆 2—机头分配螺杆

表3-3-2 挤压法土工膜用机头的比较

续表

（3）挤出机与挤出机螺杆的选择(www.xing528.com)

应根据生产量大的土工膜品种确定，双螺杆挤出机加工聚氯乙烯（PVC），单螺杆挤出机加工聚烯烃和其他热塑性塑料。如果以制造SP VC土工膜为主则应选用排气式双螺杆挤出机，如果仅加工PE土工膜，则没有必要选择价格昂贵的排气式双螺杆挤出机。对于挤出机的螺杆，最好是根据不同的原料配备不同的螺杆。如制造SP VC土工膜、LDP E土工膜时，螺杆的压缩比为2～3。制造HDP E土工膜、P P土工膜时，螺杆的压缩比则为3～5。制造LDP E土工膜、HDPE土工膜、PB土工膜、PP土工膜时，螺杆计量段长度为4～7D，而制造PVC土工膜时，计量段可以取消。螺杆的选择，可参照本章第一节。

2.挤压法土工膜制造工艺

（1）挤压法土工膜原料的选择和配方设计

①挤压法土工膜原料的选择。挤压法土工膜原料的选择，要比吹塑法土工膜原料有更多的自由。如热敏性的聚氯乙烯土工膜的制造，采用挤压法甚至比压延法具有更多优势，如前面所述用挤压法生产SP VC土工膜的宽度和厚度都是压延法尚未达到的。又如挤压法土工膜，对熔体强度低的树脂适应性很强，断膜的可能性极小，即使产生了轻微的熔体破裂，在其通过轧光机后，其表面会得到很好的修整。挤压法聚乙烯土工膜一般选用较高熔体流动速率（MFR）的原料，例如上海赛科MFR=1.0的LLDPE0209AA和齐鲁石化MFR=2.0的LLDPE7042，具有很强的熔体拉伸能力，熔体黏度低，因此在挤出机中的发热量很低。

②挤压法土工膜的配方设计。挤压法土工膜配方的设计，可参考本章第一节的要点进行设计。需要说明的是，P VC属易热分解类树脂，其热分解温度为170℃，而其熔融温度为140℃，在加工时，必须加入增塑剂以降低熔融温度或加入热稳定剂以提高热分解温度，从而使其分解温度在熔融温度以上，差距越大越好。常用的增塑剂有苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸类、磷酸酯类、环氧化合物类等。常用的热稳定剂有铅盐类、金属皂类、有机锡类、有机锑类及稀土类等。SP VC土工膜的配方设计，为满足加工的需要，当采用单螺杆挤出机时，其热稳定度应大于180min（190℃）。当采用双螺杆挤出机时，其热稳定度应大于120min。

（2）挤压法土工膜制造工艺

1）土工膜厚度与模唇间隙、三辊间距的关系

一般模唇的间隙通常等于或略小于土工膜的厚度，这是利用了高分子聚合物在挤出成型过程中，离开口模唇都会膨胀，再经牵引拉伸后，即可达到要求的厚度。三辊间距要根据进料位置和土工膜热收缩率来决定，一般应等于或略大于土工膜厚度。

2）几种挤压法土工膜制造工艺条件

几种挤压法土工膜制造工艺条件如表3-3-3所示。

表3-3-3 各种土工膜挤出轧光温度单位：℃

3）工艺条件对土工膜性能的影响

①工艺条件对土工膜热收缩率的影响。塑料的收缩性对塑料制品的尺寸精度影响最大，塑料的收缩率最大可达到5%左右，而最小仅为0.006%。结晶类塑料LDP E的收缩率为1.5%～5.0%，LLDPE的收缩率为1.5%～5.0%，HDPE的收缩率为2.0%～5.0%，PP的收缩率为1.0%～2.5%。非结晶类塑料PET的收缩率为0.13%。塑料的收缩又可分为成型加工收缩和加工后收缩两类，后收缩一般比较小。后收缩产生的第一个原因为制品内部应力的松弛作用，引起后收缩的第二个原因为继续结晶。一般情况下，制品的后收缩在脱模30min后基本完成。由于塑料的收缩大小受成型条件影响比较大，因而塑料收缩率不是一个固定值，而是一个范围。挤压法土工膜制造时，若模唇间隙大，牵伸大时，土工膜的热收缩率也大；轧光辊温度高时，土工膜热收缩率大；辊间余料少，土工膜的热收缩率小；螺杆转速高，土工膜的线速度快，则其热收缩率小。

②当土工膜的挤出温度相同，牵伸比相同，产品厚度也相同时，轧光辊的温度低，转速快的土工膜其拉伸强度、断裂伸长率都较高。

③当牵伸比大，轧光辊温度高时，土工膜的断裂伸长率降低，但拉伸断裂强度较高，拉伸屈服强度则较小。

④当牵伸比大，轧光辊转速低时，土工膜的断裂伸长率较高，而拉伸断裂强度较低。

⑤一般情况下，挤压法土工膜的力学性能和热学性能，纵向高于横向。

4）挤压法制造过程中的异常现象与对策

挤压法土工膜制造过程中的异常现象和解决对策，如表3-3-4所示。

表3-3-4 挤压法土工膜异常现象及解决对策