塑料吹塑薄膜工艺实验中的注意点及应对措施

文章编号：1007-9831（2019）09-0096-04

塑料吹塑薄膜工艺实验中的注意点及应对措施

刘晶如，黄文艳

（常州大学 材料科学与工程学院，江苏 常州 2131）

摘要：塑料吹塑薄膜成型工艺实验是高分子加工专业的学生必做的专业实验之一，该实验的开设有助于加强高分子成型加工专业课程的教学，提高学生成型加工基本实验技能，培养综合应用能力．在实验过程中，合理设计塑料吹塑薄膜成型工艺和严格控制操作条件是保证薄膜质量的关键，吹膜设置各项参数的改变将直接影响成品膜的各项性能．通过对挤出吹塑薄膜成型工艺实验中的注意点、常见的各种问题及应对措施进行概括并总结，以提高该实验课程的教学效率． 关键词：塑料吹塑薄膜；成型工艺；专业实验

中图分类号：TQ315 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1007-9831.2019.09.025

Notes and countermeasures in the experiment of plastic blown film

LIU Jing-ru，HUANG Wen-yan

（School of Materials Science and Engineering，Changzhou University，Changzhou 2131，China）

Abstract：Plastic blown film molding process experiment is one of the specialty experiments that students of polymer processing major must do．The establishment of the experiment will help students strengthen the teaching of polymer molding processing professional course，improve the basic experimental skills of molding processing，and cultivate comprehensive application ability．In the course of the experiment，rational design of plastic blown film molding process and strict control of operating conditions is the key to ensure the quality of film．Changes in the parameters of the blown film setting will directly affect the performance of the finished film．The notes，common problems and countermeasures of the extrusion blown film molding process experiment were summarized，with the aim of improving the teaching efficiency of this experimental course．

Key words：plastic blown film；molding；specialty experiment

塑料薄膜是一种常见的塑料制品，就其成型方式而言，主要分为挤出法和压延法２大类，而挤出法又分为挤出吹塑和挤出流延2种．对于挤出吹塑成型来讲，熔融物料经由挤出机机头环形间隙挤出成圆筒状的膜管，从机头侧面进气口吹入一定量的压缩空气使之横向吹胀；同时，借助于牵引辊连续运转进行纵向拉伸，并经设置在膜管外的风环吹出的冷却空气定型；最后由人字板叠压成双折薄膜，通过牵引辊以恒定的线速度进入卷取装置．在吹塑薄膜成型过程中，根据牵引方向的不同，可分为平挤上吹法、平挤下吹法以及平挤平吹法3种，其工艺流程见图1．

与挤出流延法和压延法相比，挤出吹塑成型工艺操作相对较为简单，设备投资少，占地面积小，薄膜纵横向性能较均衡．作为高分子加工专业的学生必做的专业实验之一，塑料吹塑薄膜工艺实验的开设有助于巩固高分子物理、高分子材料成型加工原理及高分子材料成型工艺学等高分子专业课程的教学，提高学 收稿日期：2019-05-12

基金项目：江苏省高等教育教学改革研究课题（2015JSJG109）；江苏省教育科学“十二五”规划课题（D/2015/01/37）；常州大学教育研究课题

（JYC2017002）；常州大学“互联网+”课程思政改革试点工程项目（QZX19020007） 作者简介：刘晶如（1980-），女，江苏常州人，讲师，博士，从事高分子材料合成及改性研究．E-mail：ruruliu1028@163.com

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生成型加工基本实验技能，培养综合应用能力，使学生将高分子材料成型加工的知识综合应用于高分子领

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域，扩大知识面，启发创新思维．本文概括并总结挤出吹塑薄膜成型工艺实验中的注意点、常见问题及应对措施，以提高该实验课程的教学效率．

1挤出机 2机头 3膜管 4人字板 5牵引架 6牵引辊 7风环 8卷取辊 9进气管

1挤出机 2机头 3风环 4膜管 5人字板 6牵引辊 7导向辊 8卷取辊 9平台

a 平挤上吹法b 平挤下吹法1挤出机 2机头 3风环 4人字板 5牵引机 6卷取辊

c 平挤平吹法图1 塑料吹塑薄膜成型工艺流程图

1 吹塑薄膜工艺流程简介

吹塑薄膜工艺基本流程为挤出机料斗上料→物料塑化挤出→吹胀牵引→风环冷却→人字板→牵引辊牵引→收卷，具体为：

（1）打开冷却风机、上牵引、下牵引、收卷机，调整主机频率缓慢启动挤出电机． （2）开启空压机，打开充气阀．注意充气速度，充气太快则无法牵膜． （3）将挤出的熔融管坯缓慢提拉，成坯经过各牵引辊，再到收卷辊．

（4）膜泡正常后，根据薄膜的宽度和厚度要求，对充入的压缩空气量、冷却风环的位置及风量、主机牵引及收卷的速度进行调整，直至卷膜的宽度和厚度符合要求．

（5）用剪刀裁断膜，将膜平行放置于收卷管上进行收卷．

2 前期准备工作

2.1 原料选择

选用吹膜级原料．树脂熔体流动速率（MFR）太大，则熔融树脂的黏度太小，加工范围窄，加工条件难以控制，不易成膜．应选用MFR较小且相对分子量分布较宽的树脂原料，这样既能满足薄膜的使用性能

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要求，又能保证树脂的加工特性．吹塑聚乙烯薄膜一般选用MFR值介于2~6 g/10 min范围的聚乙烯树脂． 2.2 挤出机模头清理

在实验开始前，务必先对挤出机模头进行清理．首先，用铜棒将挤出机模头出料间隙内的残余物料清理干净（深度至少5 mm）；然后，用细砂纸进行打磨，主要磨去附着在模头上的碳化点．要求打磨至模头表面锃亮、无黏料，且目视模头间隙无碳化点． 2.3 过滤网更换

过滤网是挤出机重要的部件，通过过滤网过滤才能生产出合格的产品．干净的过滤网所产生的压力较小，随着压力的增加，过滤网上截留的树脂中的杂质数量增多，过滤网会发生堵塞，此时需要更换过滤网．首

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先，将头部带有螺纹的钢棒拧入换网区的螺纹孔，向上或向下用力压出换网位，用铜棒将换网区清理干净，并将网取出，用铜棒头部将网位清理干净，检查分流板处是否有铁丝脱落．然后，选择尺寸合适的过滤网，要求无铁丝脱落现象．按规定，挤出机分流板前过滤网常用１层组合网外加2层细网．

2.4 其它检查工作

在实验开始前，还需检查空压机工作是否正常，空气开关是否灵活完好；冷却风环内是否有杂物，出风是否均匀；检查各牵引辊压力是否均匀，人字板夹角是否合适，是否与膜口对中；收卷机是否工作正常．

3 制膜工艺参数的设置

3.1 挤出机温度

挤出机温度因原料树脂种类的不同而有一定的差别．如低密度聚乙烯（LDPE）熔点为103~121 ℃，线性低密度聚乙烯（LLDPE）熔点为110~126 ℃，吹膜温度的设定一般在原料熔点的基础上高出50 ℃左右，且采用沿料筒、机头、口模逐渐升温的控制方式．此外，还需保证挤出机机头温度的均匀性．温度过高，树脂容易分解，且薄膜发脆，尤其会导致纵向拉伸强度的显著下降；温度过低，则树脂塑化不良，不能圆滑地进行膨胀拉伸，薄膜的拉伸强度较低、表面的光泽性和透明度差，甚至会出现木材年轮般的花纹以及

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未熔融的晶核．

3.2 升温顺序

首先将模头温度升至设定温度，一般不要太高，之后打开换网区温控开关开始升温，待温度达到设定温度后打开其余５区温控开关，升至设定温度，并保温0.5 h．Ⅰ区温度即料筒处温度不要太高，防止架桥．挤出机各段温度设定见表1．

表1 挤出机各段温度设定值 ℃

Ⅰ区 160

Ⅱ区 175

Ⅲ区 180

Ⅳ区 190

Ⅴ区 190

Ⅵ区 180

3.3 冷却风环的位置及风量

冷却风环安装在熔管刚离开口模的地方，利用从风环间隙中吹出的压缩空气对薄膜冷却定型．可通过

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改变冷却风环的位置以及调节风环中风量的大小来“冷冻线”的位置．冷冻线对于结晶塑料来讲即为其相转变线，是熔体挤出后从非晶态到晶态的转变．冷冻线的位置对稳定膜管和控制薄膜质量有直接影响．对于聚烯烃等结晶塑料，当冷冻线离口模距离较近时，熔体因快速冷却而定型，所得薄膜表面质量不均，有粗糙面，粗糙程度随冷冻线与口模间距离增加而下降；但如果使冷冻线过分远离口模，则会使薄膜结晶度增大，透明度下降，且影响其横向撕裂强度．冷却风环与口模的距离一般设置为30~100 mm． 3.4 吹胀比和牵引比

对于塑料薄膜来讲，在横向和纵向上都需要有一定的强度，所以要进行双轴取向．吹胀比和牵引比是

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吹塑薄膜生产工艺中的２个控制要点，分别与薄膜的横向和纵向拉伸强度密切相关．所谓吹胀比是指管坯吹胀后的膜管直径与挤出机环形口模直径之比，而牵引比是指膜管通过夹辊时的速度与口模挤出管坯的速度之比．吹胀比决定了膜的折径，吹胀比太大，膜泡不稳定，膜厚难以控制，薄膜也容易出现褶皱．通常吹胀比控制在2~3之间为宜．牵引比如果过大，膜厚也难以控制，甚至有可能会造成断膜现象．通常牵引比控制在4~6之间为宜．此外，吹胀比和牵引比应相互配合．在牵引比不变的情况下增加吹胀比，则横向拉伸强度增加，对纵向拉伸强度影响较小；而在吹胀比不变时增加牵引比，则会使纵向拉伸强度增加，横向拉伸强度减小．

3.5 调偏、调宽以及调厚

当形成管坯后，继续通入压缩空气，目测与要求吹制的尺寸接近时，停止充气．此时需进行调偏、调宽以及调厚3种调整．调偏是通过调节上牵引夹辊膜偏移一侧的螺栓，使膜泡与模头垂直；调宽是当膜宽超出规定宽度20 mm以上时，用刀点破膜泡放气，继续测量，直至膜宽误差控制在5 mm以内，通过增大或减小进风量来调节宽度至规定要求或通过充气阀门充放气进行调整；调厚是通过调节上牵引电机的速度使膜达到规定厚度．

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4 吹膜问题及应对措施

4.1 膜面有晶点

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如果薄膜表面存在晶点，则需要检查模头及各区温度是否正常，有无不升温或温度过高现象．可以适当提高挤出机Ⅱ区和Ⅲ区的温度，观察膜面有无改善．

4.2 膜面有条纹 如果膜面出现大量条纹，可能是模头上存在碳化点造成的，需及时用砂纸打磨模芯，清除表面的碳化点或其它杂物．过滤网破损或过滤网未换到位导致铁丝卡在模芯处，也会导致该问题的出现，需重新更换过滤网，并防止铁丝脱落现象的发生． 4.3 薄膜有褶皱

薄膜出现褶皱，其根本原因是薄膜横向厚度不均匀．可从以下几方面解决：（1）通过降低熔体温度来降低熔体流动性，从而不因冷却时膜泡歪斜而造成薄膜冷却不均；（2）减小冷却风环的风量；（3）人字板的夹角过大，使得薄膜在短时间内被压扁，应适当减小人字板的夹角．

4.4 薄膜鱼眼多 在成型加工过程中，树脂原料中的添加剂及粉尘等会凝结在挤出机口模上，累积至一定数量后不断被膜带走，进而在膜上形成鱼眼．可以通过加大螺杆转速、适当提高熔体温度以及定期清理口模等措施来缓

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解该问题．

5 结束语

合理设计塑料吹塑薄膜成型工艺和严格控制操作条件是保证薄膜质量的关键．加强对工艺参数的控制，规范工艺操作，才能获得符合要求的薄膜制品．在实验课开始时，首先对学生预习情况进行检查，采用提问的方式检查学生的预习效果；在讲解实验的过程中，通过概括并总结挤出吹塑薄膜成型工艺实验中的注意点、常见的各种问题及应对措施，使学生在实验开始前就熟悉实验原理和掌握实验所用到的方法，明确参数设置和各项操作的要点，同时对实验关键之处提出问题，让学生边做实验边思考；实验后，在批改学生实验报告签字时对操作步骤提出问题，检查学生是否认真做实验、作记录，并积极引导与支持学生提出新问题，提高了该实验课程的教学效率．通过该实验，学生受到了吹塑薄膜成型加工实验技能、工程实践、科学研究与方法等方面的基本训练，具备了解决高分子材料成型加工中工程问题的基本能力． 参考文献：

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