Деформационные способы получения полимерных пленок

Деформационные способы получения полимерных пленок
 
Содержание
Введение
1. Методы физической и химическоймодификации пленок
2. Производство химически-модифицированных пленок, их свойства
3. Деформационные способы полученияполимерных пленок
3.1 Каландрование
3.2 Метод прокатки и строгания
Заключение
Литература

Введение
Многообразие видовприменяемых пленок определяет разнообразие методов их производства. Основнойобъем изготовляемых в мире полимерных пленок приходится на пленки из расплавовпластических масс, основу которых составляют полимеры, способные при нагревепереходить в вязкотекучее или высокоэластическое состояние, не подвергаясь приэтом термической деструкции.
Метод производства пленкиопределяется химической природой полимера и назначением готовой пленки. Внастоящее время можно выделить четыре группы методов изготовления пленки: изполимера, находящегося в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии:экструзия, каландрование, производство комбинированных пленок,физико-химическая модификация пленок.
Физическая сущность методакаландрования заключается в формовании из расплава полимера заготовок споследующим их деформированием до заданных размеров пленки и фиксирование ихохлаждением.

1. МЕТОДЫФИЗИЧЕСКОЙ И ХИМИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ ПЛЕНОК
Физическоймодификацией является механическое воздействие на сформировавшуюся структуруполимера при определенных температурных режимах. Такими методами изготовляюториентированные пленки.
Производствоориентированных пленок, их свойства. Наряду с расширением выпуска рукавных иплоских, в том числе каландрованных, пленок, совершенствованием технологии ихпроизводства большое значение придают изысканию путей и способов повышения их качества,улучшения физико-механических свойств, обеспечения высокой прочности инадежности в условиях длительной эксплуатации.
Одним изэффективных способов улучшения физико-механических свойств и расширениявозможностей применения термопластичных пленок является метод структурноймодификации — ориентация. Изменяя степень ориентации, определяемую температуройориентации, скоростью и степенью вытяжки, а также скоростью (темпом)охлаждения, можно получать пленки с различными физико-механическимипоказателями.
Ориентированныепленки изготовляют в основном из полипропилена, полиэтилена,полиэтилентерефталата и других полимеров. В зависимости от назначения пленкиполучают одно- или двухосно ориентированные. Существуют два основных методаориентации пленок: механическое растяжение плоских пленок; пневматическийраздув и механическое растяжение пленочного рукава. В производстве ориентированныхпленок первый из этих методов нашел большее распространение. Производстводвухосно ориентированных плоских пленок осуществляют по двум принципиальноотличным технологическим схемам: одно- и двух- стадийной(раздельной).
Ориентацияпленки в продольном и поперечном направлениях при одностадийной схемеодновременно происходит на одной установке, а при двухстадийной – на двухотдельных установках. Наибольшее развитие и применение получило оборудование, вкотором ориентация пленки происходит по двухстадийной схеме.
Техническиевозможности технологических линий для производства двухосно ориентированных вдве стадии пленок весьма широки: ширина пленок до3000 мм, толщина от 3 до 100мкм, скорость приема готовой пленки до 200 м/мин.

2. ПРОИЗВОДСТВОХИМИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПЛЕНОК, ИХ СВОЙСТВА
Производствохимически-модифицированных пленок. Одним из путей направленного влияния насвойства полимеров и изделий из них является химическая модификация, связаннаяс изменением химического строения молекул и характера связи между ними.
Например,ультрафиолетовым облучением или радиацией в термопластах можно создаватьпространственно-сетчатые структуры.
Модифицированиемполиэтиленовых пленок ионизирующими излучениями можно получить термоусадочныепленки, а при включении операции термостабилизации – высококачественныйпленочный материал с высокой стойкостью и долговечностью в условиях длительноговоздействия повышенных температур и нагрузок, агрессивных сред.
Примеромиспользования эффекта упрочнения является производство мешков для затариванияиз полиэтилена низкой плотности. В связи с увеличением после облученияразрушающего напряжения при растяжении и ударной вязкости появилась возможностьуменьшить толщину пленки. В таком процессе сложенный пленочный рукав илиплоская пленка после тянущего устройства через систему отклоняющих роликовнаправляется ускоритель электронов (или камеру сшивки). В ускорителе пленкаоблучается, переходит в камеру термостабилизации, разогревается до температурыстабилизации и выдерживается при этой температуре необходимое время. Затемпленка охлаждается и сматывается в рулоны. Скорости получения модифицированнойпленки ограничены возможностью ускорителя электронов и временемтермостабилизации пленки; в настоящее время они меньше скоростей изготовлениядаже обычной рукавной пленки. Придание полимерным пленкам свойства сокращатьсвои размеры при нагреве (термоусадка) является одним из методов расширениявозможностей их применения. При вытяжке пленок на той или иной стадииформования в них происходит накопление обратимых составляющих деформации; еслив технологическом процессе отсутствует стадия термостабилизации, то получаемыепленки в той или иной степени обладают термоусадочными свойствами. Напромежуточных стадиях термической усадки, как правило, происходит сильноекоробление пленки даже при ее идеальной равнотолщинности. Эти недостатки взначительной мере устраняют фото- или радиационной сшивкой, повышающей пределтекучести пленки при температуре усадки. На практике наиболее широкоераспространение нашел метод радиационной модификации пленок, который позволяетнаиболее существенно влиять на физико- механические свойства пленки.

3.ДЕФОРМАЦИОННЫЕСПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК
3.1КАЛАНДРОВАНИЕ
Каландрование— один из способов формования листа или пленки путем непрерывного продавливаниятермопластичного материала через зазор между валками каландра. Обработкаматериалов на каландре служит также для нанесения покрытий на тканевую основу идублирования пленок с промежуточным клеевым слоем.
Каландровыйспособ — многостадийное производство, оснащенное разнообразным оборудованиемдля хранения, подготовки и транспортировки сырья, для изготовления композиции(смесей полимера с соответствующими ингредиентами) и их пластикации, каландромопределенного типа для формования пленки, устройствами для охлаждения пленки,измерения ее толщины, обрезки кромок, для намотки готовой пленки. Кроме того,каландровые линии могут быть укомплектованы дополнительным оборудованием для нанесенияпечати, лакирования, термоформования, переработки отходов.
/>
Рис 1.Основные типы каландрования
Основнаяоперация — формование пленки — происходит на каландре. Каландры относятся квалковым машинам и различаются главным образом количеством и расположениемвалков. На рис. 1-приведены основные типы 2—5-валковых каландров, применяемыхдля производства пленочных материалов:
1 —двухвалковый каландр с вертикальным расположением валков для изготовлениятолстых пленок, для тиснения рисунка на поверхности;
2 — трехвалковый каландр с вертикальнымрасположением валков для изготовления поливинилхлоридных листовых и пленочных материаловдля полов, толстых пленок на основе эластомеров и др.;
—четырехвалковый каландр с вертикальным расположением валков для изготовления жестких(малопластифицированных) поливинилхлоридных пленок, листовой резины, одно- идвустороннее нанесения покрытий из этих материалов на тканевую основу;
4       и 5 — наиболее распространенныеконструкции четырехвалковых каландров с Г-образным расположением валков для производствамягких (пластифицированных) поливинилхлоридных пленок и дублирования; придублировании устанавливается дополнительный консольный валок;
6 и 7 —четырех- и пятивалковый каландры с L-образным расположением валков для изготовления жесткихполивинилхлоридных пленок;
5       и9 — универсальныечетырехвалковые каландры Z- и S-образного типа для производстваполивинилхлоридных пленок, листовой резины, нанесения покрытий на различныеосновы.
Сущностьметода и его физико-химическая характеристика
Обработкематериала на каландре предшествуют получение композиции полимера и пластикация.Поэтому свойства пленок, полученных каландровым способом, зависят в основном оттрех факторов: -свойств исходного материала и состава композиции; условийсмешения и пластикации; условий каландрования.
Формованиена каландре протекает в переходной области между высокоэластическим состояниеми вязким течением полимера. Таким образом, термопластичный материал долженобладать широким температурным интервалом текучести и достаточной вязкостьюрасплава, чтобы обеспечить получение однородной, гладкой и равнотолщиннойпленки и беспрепятственное снятие ее без разрушения и растягивания с валков каландра.Этому требованию удовлетворяют композиции поливинилхлорида или его сополимеров,а также сырые резиновые смеси (композиции на основе эластомеров), которые здесьне рассматриваются. Содержание отдельных компонентов колеблется в широкихпределах в зависимости от назначения пленки и свойств самих компонентов.Введение различных добавок в поливинилхлорид (ПВХ) необходимо из-за характерасамого полимера и особенностей его переработки. Поливинилхлорид являетсяаморфным полимером со значительными силами межмолекулярного взаимодействияблагодаря полярности заместителя. Он имеет высокую температуру стеклования(около 85° С), а температура текучести промышленных марок ПВХ близка ктемпературе разложения. Для предотвращения процесса термодеструкции ПВХ, идущегос выделением газообразного НСl,вводят стабилизаторы, а для снижения температуры стеклования (придания гибкостии эластичности, улучшения морозостойкости) и температуры текучести (облегчениепереработки) — пластификаторы. Пигменты и наполнители создают определенныйдекоративный эффект, а также служат модификаторами пленок. Во избежание прилипаниякомпозиции к горячей поверхности рабочих органов машин вводят смазывающиевещества — более 50 г на 100 г порошка. Смешению ингредиентов композициипредшествуют так называемые подготовительные операции: прокаливание, сушка илиувлажнение, взвешивание. К подготовительным операциям иногда относят такжедробление отходов.
Вусловиях крупнотоннажного производства процесс взвешивания непрерывен иосуществляется в специальных дозаторах. Для удаления летучих веществ проводятсушку. Используют различные виды сушилок: ленточные непрерывного действия,турбинные, вакуум-сушилки и др.
Однородностьформуемого материала достигается равномерным распределением всех компонентов вобъеме композиции, что зависит от качества смешения. На первой стадии процессаподготовленные компоненты подвергают «сухому» смешению, исключающемугелеобразование (желирование), в смесителях различного типа (лопастных,турбоскоростных, турбошнековых и др.).
Высокое качествосмешения обеспечивает двухстадийный турбоскоростной смеситель, в которомсокращение цикла работы достигается разделением стадий горячего смешения иохлаждения смеси. В верхней секции установки возникающие благодаря вращению мешалкии внешнему обогреву.
/>
Рис 2.Схема двухстадийного турбосмесителя
1-лопасть для регулирования вращательного движения смеси; 2-бак смесителя; 3-мешалка
В нижнейохлаждаемой секции установки, куда горячая смесь поступает через пневмозатвор,ее охлаждают при интенсивном перемешивании, что способствует быстройтеплоотдаче материала. Схема действия такого смесителя (на стадии горячегосмешения) представлена на рис. 3. Параметры процесса (температура, скорость,продолжительность перемешивания) зависят от состава композиции.
/>
Рис 3.Смеситель
Пластикациюпорошкообразной композиции однородного состава осуществляют преимущественно всмесителях роторного типа (рис. 3). Материал, попадая в зазор между стенкойзакрытой камеры и гребнями вращающихся навстречу друг другу роторов,подвергается интенсивной деформации сдвига. Винтообразные лопасти роторовпродвигают материал в осевом направлении, а верхний плунжер подпрессовываетего. Наружный обогрев и значительные деформации сдвига способствуют быстромунагреванию материала и снижению вязкости.
Оптимальныйрежим пластикации зависит от содержания пластификатора в смеси и егорастворяющей способности по отношению к полимеру. Пластикация происходит такжеза счет частичной механо-деструкции полимера.
Композициис высоким содержанием пластификатора получают в лопастных смесителях.
Обработкасмеси на обогреваемых вальцах завершает подготовку композиции к формованию. Привальцевании материал многократно пропускают через зазор между двумя валками,вращающимися навстречу друг другу с различной скоростью. Пластичный материал,переходящий на более нагретый валок, подрезают ножом, сворачивают в рулончик ивозвращают в зазор. Таким способом достигается изменение ориентацииповерхностей раздела и лучшая гомогенизация материала.
Отношениеокружных скоростей вращающихся валков — фрикция — должно обеспечивать получениегомогенного, плотного материала без воздушных включений. Величина фрикциизависит от состава композиции и температуры валков. Увеличение окружнойскорости валков и фрикции, способствуя диспергированию компонентов и пластикацииматериала, при недостаточном прогреве может вызвать частичную деструкциюполимера вследствие значительных деформаций сдвига.
Установленныеперед каландром смесительные вальцы, осуществляя дополнительную пластикациюматериала, снижают нагрузку на каландр; здесь же в смесь добавляются возвратныеотходы пленки без предварительного измельчения. Вальцы служат такженакопителем, выравнивающим производительность каландра и смесительногооборудования. Однако переработка на вальцах требует большего содержания термостабилизатораиз-за возможной деструкции полимера. При вальцевании необходим тщательныйтемпературный контроль.
Дляподготовки композиции, включая смешение, гомогенизацию и пластикацию,используют также экструдеры различных конструкций, главным образомдвухчервячные, что позволяет осуществить непрерывный процесс производства, втом числе и дозирование компонентов. К достоинствам непрерывного процессасмешения относятся:
1) равномерное питание каландраоднородным материалом, что дает пленку стабильного качества;
2) улучшенное качество материалаблагодаря более мягким условиям переработки при меньшей продолжительности;
3) высокая степень использованияоборудования вследствие быстрого прогрева материала в тонком слое за счет теплавнутреннего трения;
4) снижение затрат на электроэнергию изаработную плату;
5)уменьшение производственных площадей.
Однакопреимущества непрерывного процесса могут быть реализованы лишь при длительномвыпуске пленки одной рецептуры, а получение широкого ассортимента пленок различнойрецептуры возможно лишь по более гибкой технологической схеме.
Гомогенизированныйи пластифицированный материал еще горячим подается в зазор первой пары валковкаландра. В отличие от вальцевания материал при каландровании проходит череззазоры валков каландра однократно, с одновременным уменьшением толщины иувеличением ширины полотна. Зазоры между валками каландра и скорость регулируюттаким образом, чтобы из последнего зазора выходила пленка заданной толщины и ширины.Внутренние слои материала в начале движения подвергаются действию силвыталкивания, но затем вовлекаются в зев валков каландра благодаря силамтрения. Разность скоростей отдельных слоев материала вызывает значительнуюдеформацию сдвига и способствует пластикации материала.
Достигшаямаксимального значения скорость средних слоев в момент прохождения зазора затемуменьшается вплоть до скорости валков, в результате чего увеличивается толщинавыходящего из зазора полотна. Это связано с материальным балансом процесса, таккак если материал в зазоре движется со скоростью, скажем, вдвое превышающейскорость валков, то при постоянном расходе в единицу времени(производительности) толщина поступающего полотна должна быть вдвое большевеличины зазора. Утолщение полотна по выходе из зазора обусловлено такжеобратимой высокоэластической деформацией, которая зависит от реологическихсвойств материала.
Выноснойвалок позволяет избежать пульсации производительности, поддерживая избытокматериала в зазоре первой пары валков. Основными параметрами процесса являются температуравалков, скорость их вращения, величина зазора и коэффициент фрикции.
Чтобыобеспечить прохождение материала от загрузочного до калибрующего зазора,последовательно повышают температуру валков либо (при постоянной температуре)увеличивают скорость валков по ходу движенья материала, создавая фрикцию взазоре в пределах от 5 до 30% от скорости валков. Величину фрикции устанавливаютопытным путем, исходя из свойств материала, скорости процесса и заданнойтолщины пенки. Для получения равнотолщинной пленки Максимальной ширин оченьважно соблюдение постоянной температуры по всей длине рабочей поверхностивалков.
Конструкциейкаландра предусматривается компенсация прогиба валков, влияющего на точностьпоперечного сечения готовой пленки. Основными способами компенсации прогибавалков являются бомбировка, перекрещивание валков (рис.4). При бомбировке валкиимеют не цилиндрическую форму, а несколько бочкообразную. Метод бомбировкипригоден лишь в узко специализированных каландрах для одного вида композиции иопределенного размера пленки, так как изменение состава материала, режима переработкии толщины полотна влияет на величину распорных усилий и, следовательно, ведет кизменению прогиба валка. Кроме того, должна учитываться величина распорных усилийв каждом из зазоров по ходу движения полотна. Поэтому, например, в трехвалковомкаландре верхний валок должен быть бочкообразным, средний — цилиндрическим, анижний — корсетным (слегка вогнутым к центру) для компенсации прогиба среднеговалка вниз. Величина бомбировки невелика и составляет 0,3—0,4 мм длябочкообразных и 0 1 мм для корсетных валков.
Перекрещиваниевалков увеличивает зазор по щелям в результате поворота внешнего калибрующеговалка в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, проходящей черезцентр валка. Недостатком метода является смещение формуемого полотна, так какдеформация сдвига направлена перпендикулярно движению материала иперекрещивание валка увлекает материал в, сторону.
Приконтризгибе валков искусственно создают изгибающий момент, противоположный познаку изгибающему моменту от распорного усилия, прикладывая к концамкалибрующего валю а внешнюю силу с помощью специальной гидравлической системы.3. го позволяет регулировать величину и направление сил контризгибах всоответствии с условиями каландрования.
Всовременных каландрах используют бомбированные валки в сочетании сперекрещиванием или контризгибом для корректировки толщины пленки при изменениирецептуры или режима процесса.
Увеличениелинейной скорости отборочного валка, установленного за каландром, приводит кдополнительной продольной ориентации пленки.
/>
Рис 4. Основные способыкомпенсации прогиба валков
Дляобеспечения безопасности персонала каландры снабжены аварийным выключателем ипредохранительной сеткой.
Температуравалков, на которых пленка охлаждается, устанавливается в соответствии с типомформуемой пленки. Поскольку в пластифицированном материале процесс релаксациипроходит быстрее, для мягких пленок допустима большая скорость охлаждения иболее низкая температура охлаждающих валков, чем для жестких пленок.«Замораживание» остаточных напряжений при быстром охлаждении жесткой пленкиведет к нестабильности размеров и ухудшению свойств пленки.
Непрерывноеизмерение толщины пленки осуществляют контактными или бесконтактными методами.Наибольшее распространение получили бесконтактные толщиномеры емкостного ирадиационного типа. В толщиномерах емкостного типа пленка проходит между двумяизолированными пластинами, служащими обкладками конденсатора, емкость которогозависит от толщины слоя диэлектрика. Измеряя емкость конденсатора, определяюттолщину пленки. Радиационный бесконтактный метод основан на применении изотопов— источников fl-излучения. Изменение толщины пленки,проходящей между ампулой с изотопом и ионизационной камерой, регистрируется поизменению интенсивности потока излучения. Система обратной связи обеспечиваетзаданную толщину пленки путем регулирования зазора через исполнительный механизм,соединенный с радиоизотопным толщиномером.
Так какрадиоизотопные толщиномеры оценивают толщину по величине массы на единицуповерхности проходящего полотна, они особенно полезны при измерении толщинытисненых пленок.
Послеобрезки кромок пленка поступает на намотку. Во избежание складкообразованияперед намоточным устройством устанавливаются ширительные валки.
Разновидностьюкаландрового способа является получение пленок и листов из поливинилхлорида накашировальной машине (типа Циммера), используемой обычно для производствакомбинированных материалов (рис.5). Машина, по существу, представляет собойдвухвалковый каландр. Термопластичный материал в виде гранул, сухой смеси илипасты, попадая в зазор между двумя нагретыми валками, плавится и формуется в непрерывныйлист или пленку. При нанесении покрытия оба плавящих валка имеют одинаковуютемпературу и пленка прилипает к валку, имеющему несколько большую скоростьвращения, откуда под давлением переходит на подаваемое полотно основы.Образовавшийся комбинированный материал (ламинат) проходит через зазор междуобрезиненным 3 и металлическим полированным либо гравированным валком 4.Температура плавящих валков определяется температурой размягчения используемыхтермопластов.
Как ипри обычном каландровании, выбор термопластичного материала для производстваиндивидуальной пленки ограничен способностью полимера плавиться в широкомтемпературном интервале и сравнительно легко сниматься с валков. Композицииполивинилхлорида, удовлетворяющие этим условиям, должны быть тщательно смешаныи подвергнуты предварительной пластикации до их поступления на машину. Операциисмешения и пластикации композиций могут быть реализованы по месту производстваполивинилхлорида. В этом случае питание машины осуществляется гранулированнымматериалом. В последнем случае плавящий валок 2 имеет более низкую температуру,чем валок /. Максимальная температура валка / ограничена возможностьюбеспрепятственного снятия пленки. На практике температура этого валка на 20—40°выше, чем валка 2. Если разность температур выше 40°, пленка начинает прилипатьк более нагретому валку. При этом температура плавящего валка 2 повышается отконтакта с более горячим валком 1, что и затрудняет снятие пленки.
Длякомпозиции поливинилхлорида с 30% пластификатора примерная температура валка /составляет 195° С, валка 2 — 170° С.
/>
Рис.5.Схемы получения пленки (а) и комбинированного материала (б) на кашировальнойустановке: 1,2 — плавящие валки; 3 — обрезиненный отборочный валок; 4 — отделочныйвалок (полированный, хромированный или гравированный); 5 — барабан дляпредварительного подогрева основы; 6 — охлаждающий барабан; 7 — обрезка кромок;8 — намотка; 9 — подача основы для покрытия.
Впоследнем случае плавящий валок 2 имеет более низкую температуру, чем валок /.Максимальная температура валка / ограничена возможностью беспрепятственногоснятия пленки. На практике температура этого валка на 20—40° выше, чем валка 2.Если разность температур выше 40°, пленка начинает прилипать к более нагретомувалку. При этом температура плавящего валка 2 повышается от контакта с болеегорячим валком 1, что и затрудняет снятие пленки. Для композицииполивинилхлорида с 30% пластификатора примерная температура валка / составляет195° С, валка 2 — 170° С.
В началепроцесса оператор производит подрезку материала вдоль плавящего валка и подаетполотно через направляющий валок в зазор между обрезиненным валком 3 иотделочным 4. Направляющий валок служит для удаления воздуха. С этой же цельюподдерживают постоянный интервал между плавящим и обрезиненным валками. go избежание нагрева последний увлажняетсяс помощью валка, расположенного снизу. Для отделки гравированным или полирующимвалком лист поддерживается в нагретом состоянии с помощью инфракрасныхизлучателей. Дополнительные ширильные валки способствуют намотке пленки безскладок.
Такимметодом можно получать пленки из жесткого и пластифицированногополивинилхлорида по рецептуре, принятой для каландрируемых пленок, в интервалетолщин от 0,05 до 0,2 мм. Скорости процесса зависят как от толщины пленки, таки от состава композиции и составляют приблизительно от 6 до 12 м/мин дляпластифицированного и от 3 до 10 м/мин для жесткого поливинилхлорида. Материалбольшей толщины может быть получен по схеме ламинирования с использованиемпредварительно полученной пленки в качестве основы.
В обычноиспользуемый суспензионный поливинилхлорид при повышении скорости процесса илиувеличении толщины пленки рекомендуется вводить некоторое количествоэмульсионного полимера и применять более активные пластификаторы. Припроизводстве пленки из жесткого поливинилхлорида добавки поливинилацетата илиэпоксидированного соевого масла (в качестве стабилизатора) способствуютснижению температуры текучести полимера. Во избежание прилипания пленки квалкам в состав всех композиций следует вводить 0,2 вес. ч. стеариновойкислоты.
Преимуществаметода заключаются в его сравнительной простоте, получении пленки хорошегокачества с меньшей ориентацией и лучшими механическими свойствами по сравнениюс пленкой, отформованной на каландре.
Технологияпроизводства поливинилхлоридных пленок, производимых деформационным способом
Несмотряна перспективность метода экструзии для переработки композицийполивинилхлорида, большая часть их перерабатывается в пленку каландровымметодом. Для получения пленок используют композиции на основе суспензионногополивинилхлорида марок С-70 или С-65.
Взависимости от назначения пленки выпускаются пластифицированные, жесткие имонолитно-пористые. Рецептура композиции пластифицированных пленок взависимости от их назначения отличается не столько содержанием компонентов,сколько их выбором. В большинстве случаев рекомендуются комбинации различныхпластификаторов или стабилизаторов. В состав некоторых композиций входятмодифицирующие добавки, например, эпоксидные смолы (ЭД-5 или ЭД-6) илибутадиен-нитрильный каучук (СКН-26). Принципиальная технологическая линия попроизводству пластифицированных поливинилхлоридных пленок представлена на рис.6.
Послесухого смешения в двухстадийном смесителе рабочая смесь гомогенизируется винтенсивном смесителе / при 160—170°С в течение 3—4 мин. Далее смесьобрабатывается на листовальных 3, а затем на подогревательных вальцах 4, кудаподается транспортерами 2. Время обработки на вальцах (при 160—170°С) зависитот продолжительности цикла гомогенизации и каландрования пленки.
/>
Рис. 6.Технологическая линия по производству пластифицированной пленки ПВХ
Качающимсятранспортером 5 масса передается в верхний зазор каландра 8. Для выравниваниятемператур по ширине пленки каландр снабжен устройством 6, обогревающим краясреднего валка. Толщиномер 7, связанный с механизмом питания каландра,предназначен для контроля и регулирования толщины пленки. Съем пленки споследнего валка каландра осуществляется при помощи съемного валка 9, имеющегоповышенную скорость, зависящую от требований к пленке: при получениималоусадочных пленок скорость съемного валка не намного превышает скоростьпоследнего валка каландра, в случае Же тонких прозрачных пленокопережение может достигать 100л. Транспортеры 10 (из лавсановой ткани сантиадгезионным силиконовым покрытием) обеспечивают подачу пленки к охлаждающимвалкам 11 без натяжения, благодаря чему в ней успевают в основном пройти релаксационныепроцессы.
Выравниваниескоростей отбора и намотки пленки достигается установкой компенсатора 12, закоторым следует счетчик метража 1а, устройство для обрезки кромок 14 и узелнамотки 15.
На большинствекаландровых линий выпускаются пленки толщиной 0,3—0,5 мм со скоростью 30—50м/мин. Современные каландровые линии, снабженные металлоискателями(устанавливаются перед подачей материала на каландр) и программным устройствомдля автоматического управления процессом, позволяют вырабатывать тонкие,малопластифицированные пленки высокого качества при большой скорости. При этом,естественно, возрастают требования к исходному сырью, его качеству и стабильности.
Высокиетребования предъявляются также к подготовке пигментов, стабилизаторов и другихмалых добавок, вводимых в композицию в виде пастообразных смесей спластификатором. Для устранения агломерации частиц порошка полученную всмесителе пасту дополнительно обрабатывают на краскотерке до высокой степениперетира (размер частиц не должен превышать 25 мкм).
Качествопленки, изготовленной методом каландрования, определяется составом композиции,свойствами отдельных ее компонентов, режимом технологического процесса,установленным в соответствия с типом вырабатываемой пленки и ее рецептурой.
3.2МЕТОД ПРОКАТКИ И СТРОГАНИЯ
Сущностьметода и перспективы его развития
Сущностьформования пленок в твердой фазе заключается в получении механическим путемлистовой или пленочной заготовки с последующей прокаткой на стандартномоборудовании. Повышение степени обжатия, т. е. уменьшение толщины пленочногоматериала, названное редукцией, при прокатке в двух взаимно перпендикулярныхнаправлениях дает пленку, равнопрочную во всех направлениях, с пропорциональновозросшим значением разрушающего напряжения.
Внастоящее время этот метод с успехом используется для производства пленок изфторопласта-4. Снятая широким резцом с цилиндрического блока стружка в виденепрерывной ленты затем подвергается прокатке до требуемой степени обжатия.
Получениезаготовки методами механической обработки связано с особенностями резанияпластмасс. По сравнению с металлами пластики обладают малым модулем упругости,что позволяет использовать значительно меньшие силы резания. Различия ввеличине модуля упругости для разных типов полимеров, неодинаковое изменениеего с температурой также составляют особенности поведения пластиков в процессемеханической обработки.
Процессрезания пластмасс сопровождается значительными силами трения, возникающимивследствие проявления эластических свойств полимера под действием высокихтемператур, развивающихся в микрообластях обрабатываемого материала, а также врезультате термического расширения пластика, почти в 10 раз превосходящегометалл по значению коэффициента термического расширения. Малая теплопроводностьполимеров усугубляет эти явления и приводит к так называемому «пережогу»,связанному с локальной деструкцией материала, что выражается в потемненииповерхности пластика, прилипании ее к инструменту и т.д.
В связис этим необходимо помимо знания реологических и тепло-физических свойствполимерных материалов уяснить механизм резания для правильного выбораинструмента и режимов обработки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проблемусочетания полимерных пленок с другими материалами следует рассматривать в двухосновных аспектах: 1) создание многослойного материала или изделия, обладающегонеобходимым комплексом свойств для его практического использования; 2)технологические процессы и факторы, влияющие на адгезию и другие характеристикикомбинированного материала или покрытия.
В первомслучае речь идет о целых отраслях промышленности, в которых сочетаниеполимерных пленок с другими материалами играет если не главную, то весьмазначительную роль. К таким отраслям относятся производства искусственной кожи,кинофотопленок, машиностроение, широко использующее полимерные покрытия длязащиты металла от коррозии, и, наконец, электропромышленность, развитие которойобязано созданию полимерных материалов, применяемых в виде пленок и покрытий.
Выборматериалов для производства пленок, характер их взаимодействия должнырассматриваться с точки зрения предъявляемых требований.
Болееобщий характер носит рассмотрение технологических процессов, выбор которыхопределяется главным образом формой, размерами и (в меньшей степени) природойпокрываемой поверхности, а также состоянием, в котором находитсяпленкообразующая композиция.
Полимерныепокрытия можно рассматривать как особый вид пленочных материалов, а получениемногослойных пленок — как один из способов модификации пленочных материалов.Таким образом, пленочные материалы можно подразделить на индивидуальные пленки,покрытия, многослойные, или комбинированные, пленочные материалы.
Каландровыйспособ — многостадийное производство, оснащенное разнообразным оборудованиемдля хранения, подготовки и транспортировки сырья, для изготовления композиции(смесей полимера с соответствующими ингредиентами) и их пластикации, каландромопределенного типа для формования пленки, устройствами для охлаждения пленки,измерения ее толщины, обрезки кромок.

ЛИТЕРАТУРА
1.        СтрепихеевА.А., Деревицкая В.А. Основы химии высокомолекулярных соединений. — М.: Химия,1976. 440 с.
2.        ТагерА.А. Физикохимия полимеров. — М.: Химия, 1978. 544 с.
3.        ШурА.М. Высокомолекулярные соединения. — М.: Высшая школа, 1981. 656 с.
4.        ТуговИ.И., Кострыкина Г.И. Химия и физика полимеров. — М.: Химия, 1989. 432 с.
5.        Папков С.П.Физико-химические основы переработки растворов полимеров. – М.: Химия, 1971.
6.        Козлов П.В.,Физико-химия эфироцеллюлозных пленок, Изд. «Искусство», 1948.
7.        Козлов Л.В.,Брагинский Г.И., Химия и технология полимерных пленок, Изд. «Искусство», 1965.
8.        Чесунов В.М.,Васенин Р.М., Высокомол. соед., А9, 2067 (1967).
9.        Козлов П.В.,Физико-химия эфироцеллюлозных пленок, Изд. «Искусство», 1948.
10.      Козлов Л.В.,Брагинский Г.И., Химия и технология полимерных пленок, Изд. «Искусство», 1965.
11.      Подгородецкий Е.К.,Технология производства пленок из высокомолекулярных соединений, Изд.«Искусство», 1953.