挤出流延法成型薄膜的应用案例分享

1.聚乙烯薄膜挤出流延成型

（1）特点与用途 聚乙烯流延薄膜表面平整、透明度高、力学强度好，主要用作干复合材料的热封层基材、建筑、各种防水和要求透明度好的食品包装薄膜及印刷薄膜。

（2）聚乙烯流延薄膜挤出出产成型

1）工艺顺序如下：LDPE树脂→单螺杆挤出机塑化→熔融料流延成型→冷却成型→电晕处理→牵引→消除静电→收卷。

2）原料选择。选择熔体流动速率为3～8g/10min的LDPE树脂。本例为生产0.04mm厚、用于食品包装的流延薄膜，选取中国石化集团北京燕山石油化工有限公司生产的1C7A型LDPE树脂（MFR=7g/10min，密度0.917g/cm³），也可参照表1-7选择LDPE树脂牌号。

3）设备。用SJ90C型单螺杆挤出机，螺杆长径比L/D为30∶1。模具为歧管型（T形）结构，模唇长度为1200mm，模唇间隙为0.6mm。

4）工艺参数。挤出机机筒工艺温度：加料段170～190℃，塑化段200～210℃，均化段220～230℃。

成型模具温度：中间部位210～215℃，两端部位220～225℃。模具前加三层100目过滤网。

冷却辊筒表面温度为（25±5）℃。

例1：茶叶内包装用薄膜（幅宽900mm、厚0.04mm）

茶叶内包装用薄膜应是无异味、不透明和具有阻涩性。采用普通聚乙烯树脂挤出流延成型，多数是透明和表面无阻涩性薄膜，用于茶叶内包装时，其薄膜本身的油脂性异味会让茶叶吸附而变味、变质。

（1）原料选择 选择北京燕山石油化工股份有限公司生产涂层级1C7A（MFR=7g/10min、密度为0.9182g/cm³）、重包装薄膜级1F7B（MFR=7g/10min、密度为0.9195g/cm³）树脂，可生产符合茶叶内包装用薄膜要求。

（2）设备条件 选用LDPE树脂塑化用专用挤出机，螺杆长径比L/D=30∶1。采用T形结构成型模具；图7-2所示挤出流延生产线，冷却定形辊筒直径为600mm，辊面宽为1400mm。

（3）工艺参数

1）挤出机机筒工艺温度（从加料段至均化段，机筒温度逐渐升高）分别是：210℃、230℃、250℃、260℃、260℃、270℃、270℃、270℃。

2）T形模具温度：中间部位271℃、两端为275℃，模唇开口间隙为0.05mm。

3）螺杆转速为50r/min，挤出螺杆的背压为0.12MPa。

4）机筒前加三层100目过滤网。

5）冷却定形辊面温度为19℃。

2.聚丙烯薄膜挤出流延成型

（1）特点与用途 目前，聚丙烯单层流延薄膜是生产量最大的品种，与聚乙烯流延薄膜比较，防潮性好，透明度高，耐热、耐油性好，硬度高，有一定的热封强度。它一般多用于各种食品、服装、药品及各种日用品包装，还可作复合膜和真空镀铝膜基材等。

（2）聚丙烯流延薄膜挤出生产成型

1）工艺顺序。与聚乙烯流延薄膜挤出生产成型工艺顺序相同。

2）原料选择。聚丙烯流延薄膜挤出成型用原料，国内有多家厂生产。要求选用树脂熔体流动性好的专用树脂，熔体流动速率要求在3～12g/10min范围内，如燕山牌705、2635，辽阳石化分公司生产的1178、1278和31308，上海石化分公司生产的PPH-IS-075等聚丙烯树脂，均可用来生产PP流延薄膜。也可参照表1-52选择树脂牌号。

3）设备。用SJ90C型单螺杆挤出机，螺杆长径比L/D为30∶1。模具为歧管型（T形）结构，模唇长1500mm，模唇间隙为0.8mm。生产PP流延薄膜幅宽1200mm，膜厚0.04mm。

4）工艺参数。挤出机机筒塑化原料工艺温度：加料段180～210℃，塑化段220～240℃，均化段250～265℃。

成型模具温度：中间部位230～240℃，两端部位250～260℃。

冷却辊筒温度：15～25℃。

3.聚酰胺薄膜挤出流延成型

（1）特点与用途 聚酰胺（PA6）流延薄膜与其他种类的塑料薄膜相比，具有耐磨、耐热、耐低温和耐药性好等特点。聚酰胺（PA6）流延薄膜与几种通用薄膜的性能比较见表7-33。

表7-33 聚酰胺（PA6）流延薄膜与几种通用薄膜的性能比较

聚酰胺（PA6）流延薄膜的主要用途是作食品包装薄膜，其最突出的性能特点是氧气透过率低，所以在包装领域已经引起人们的重视。

（2）聚酰胺（PA6）流延薄膜挤出生产成型

1）工艺顺序。树脂经干燥处理→挤出机塑化→模具流延熔融料成型薄膜→第一冷却辊筒降温→第二冷却辊筒降温→牵引→卷取。(https://www.xing528.com)

2）原料选择。一般多用聚酰胺（PA6）树脂，要求其熔体流动速率在1.8～2g/10min左右。原料在投产前，要在90℃左右、500Pa真空条件下，干燥处理4h，使其含水量低于0.08%。

3）设备。采用直径为ϕ90mm单螺杆挤出机，螺杆的长径比L/D为32∶1，压缩比为3.5∶1，结构为螺杆头部带混炼头的突变型螺杆。

成型模具为T形歧管式结构，模唇长1300mm，模唇间隙在0.7mm左右。生产PA6流延薄膜幅宽1000mm，膜厚0.05mm。

4）工艺参数。挤出机机筒塑化原料工艺温度：加料段210～240℃，塑化段240～260℃，均化段270～285℃。

成型模具温度：中间部位260～265℃，两端部位270～275℃。

冷却辊筒温度：第一冷却辊筒90～100℃，第二冷却辊筒20～40℃。

例2：引进设备生产PA6流延薄膜例

（1）设备条件

1）螺杆长径比为33∶1、压缩比为3.5∶1，是一种特殊混炼型（LTM）螺杆结构。

2）设有快速换网装置。

3）机筒和模具间设有熔体计量泵，保证塑化料进入模具时有稳定的料量和压力，不受工艺温度和电压波动的影响，保证了流延膜成型质量。

4）模具为衣架型结构，口模间隙在0.25～1mm之间可调，模具口模宽为1320mm。

5）流延装置处有流延辊，直径为ϕ610mm、温度为30～130℃、最大牵引速度为100m/min，辊与模具间距离可调。喷气刀吹向流延薄膜膜面上的风量可调，气流压力使膜贴在流延辊面上。吸气刀用来吸走膜与辊间的空气，并带走一部分热量，阻止挥发物凝结在辊面，加速膜面降温。冷却辊直径为ϕ460mm，温度在30～130℃范围内可调。

6）牵引装置。牵引装置包括切边装置、牵引辊和卷取装置。切边装置是用来切除冷却定形薄膜两侧的厚边。牵引辊的直径和冷却辊的直径相同，也是ϕ460mm，内通冷却循环水，使膜能充分冷却降温。卷取装置为双轴中心驱动卷取方式，卷取张力依靠张力检测器控制，可平整、高速地卷取薄膜。

7）测厚装置。在薄膜冷却定形后的运行部位，设有β射线测厚仪（扫描式）。测厚仪可沿薄膜幅宽横向移动，检查薄膜任一位置的膜厚，测量头检查薄膜的每个位置都与模具上模唇口位置对应。当检测出薄膜厚度超差时，可调节模唇上相对应的调节螺钉，使模唇口间隙变化，直至薄膜厚度符合工艺要求。

8）电晕处理装置。型号为KR100D，输入电压为380V，50Hz，输出功率为4500W。该装置可满足薄膜运行速度为100m/min时，表面润湿张力达到3.8×10^-2N/m以上的工艺技术要求。

（2）工艺参数（生产薄膜厚0.05mm，幅宽1000mm）

1）螺杆直径为ϕ90mm。

2）机筒温度（从加料段至均化段）：201℃、270℃、270℃、270℃、265℃。

3）计量泵温度为260℃，连接颈温度为260℃，法兰温度为260℃，过滤网温度为260℃。

4）塑化熔融料温度为260℃，黏度为0.37～0.45Pa·s，水分为0.03%。

5）流延辊筒温度为90℃，冷却辊温度为60℃，牵引辊温度为20℃。

（3）工艺操作要点

1）机筒加热升温达到PA6塑化工艺温度时，也不应立即开机，因为PA6料在达到熔点温度之前不流动，即使超过熔点、在结晶不完全熔化时，其熔体黏度也非常高，易加大螺杆负载。

2）PA6料应采取防潮包装，如含水量过高，应在70～100℃、400～665Pa真空条件下干燥处理4h。

3）当PA6料黏度为0.35～0.45Pa·s、含水量在0.08%以下，应调节口模间隙在0.6～0.7mm范围内。

4）口模至流延辊间的距离应尽量小，过大的间距会增加薄膜的浊度，使其光泽度下降。

5）牵引辊速度应适宜，如果过快，则薄膜冷却不充分，薄膜的雾度、光泽度低，断裂伸长率降低，但力学强度可提高。一般地，流延辊与牵引辊的速比为1∶100，冷却辊与牵引辊的速比为0.99∶100。

6）辊筒温度。流延法成型PA6薄膜时，流延辊、冷却辊和牵引辊的温度是依次逐渐下降。通常，流延辊温度控制在80～120℃；冷却辊温度控制在90～100℃；薄膜经过牵引辊后，应降温至15℃左右。注意：牵引辊温度不可过高，否则会导致粘辊，使膜面出现横向条纹；但牵引辊温度也不可过低，否则会使膜因收缩不均而产生皱纹。

7）熔体压力。在挤出机塑化原料设备系统中，有过滤网部位的熔体压力p₁、泵进口处压力p₂和模具内压力p₃。

过滤网部位的熔体压力p₁与原料熔体黏度、螺杆转速和过滤网上的杂质多少有关。当原料和螺杆转速不变时，压力增加，说明过滤网上的杂质过多、熔融料通过网时的阻力增加。此时应及时更换过滤网。

泵进口压力p₂与泵转速和模具压力有关。一般p₂可按p₃来设定，p₂应略小于p₃。通常，p₃控制在8～15MPa，p₂控制在7～9MPa，而p₁应小于25MPa。

模具内压力p₃与模具结构、熔体黏度、温度和口模间隙有关。

8）卷取张力。应视膜的厚度决定，一般控制在300～950N。卷取张力随着薄膜捆直径的增大而渐小，以保证薄膜24h内分子收缩定形。