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溶液流延制備聚合物膜

溶液流延法是將熱塑性聚合物顆粒的均勻溶液或熱固性聚合物的預(yù)聚體溶膠流延涂布在可剝離的載體上，之后在烘道中對其整體加熱干燥，進(jìn)而熔融塑化成膜后冷卻，將聚合物膜從載體剝離下來收卷而成膜。載體具有多種形態(tài)和材質(zhì)，鋼帶或其他材質(zhì)軸筒都可以作載體使用。溶劑流延法生產(chǎn)的薄膜具有更薄且厚度均勻性更好的優(yōu)點，可生產(chǎn)1~3μm 的超薄膜，但一般在包裝材料中不采用，主要面向需求高精密的應(yīng)用場景如測試儀器等。原因在于成本過高，雖然溶液流延工藝較為簡單而且操作也相對方便，但溶液流延工藝需要使用大量溶劑，溶劑一般具有毒性，而且溶劑回收設(shè)備及操作成本較高。

濕法制備聚合物微孔膜

除常見的膜材料以外，具有特殊微孔結(jié)構(gòu)的聚合物膜同樣有非常廣泛的應(yīng)用場景。通常來說，常見的聚合物微孔膜加工成型方法可分為兩大類：濕法制備方法與干法制備方法。濕法制備工藝的生產(chǎn)步驟可劃分為以下四步：

1）將具有高沸點的小分子物質(zhì)和聚合物材料充分混合，加熱使其熔融，充分混合后形成單相體系；

2）待混合均勻的熔體經(jīng)過冷卻成膜后，可對其進(jìn)行快速冷卻降溫處理，熔體中便會產(chǎn)生兩相分離；

3）為獲得具有特定微孔結(jié)構(gòu)的薄膜，需要進(jìn)行一定倍率的后拉伸處理，之后通過萃取的方法，用易揮發(fā)有機溶劑將先前加入薄膜中的小分子物質(zhì)去除，由此獲得了具有微孔結(jié)構(gòu)的薄膜材料；

4）最后去除掉殘留的有機溶劑，收卷得到聚合物膜產(chǎn)品。

在濕法制備微孔膜的過程中，萃取與拉伸過程順序可調(diào)。濕法工藝可獲得厚度非常小的微孔膜產(chǎn)品，并且薄膜厚度的尺寸可以做到精準(zhǔn)控制。但通過此方法制備聚合物薄膜對設(shè)備精度要求很高，投資較大，成本及耗能較高，生產(chǎn)周期相對較長，生產(chǎn)流程復(fù)雜且需使用大量有機溶劑。

干法制備聚合物微孔膜

干法制備方法主要通過流延工藝進(jìn)行制備，輔以后拉伸過程來獲得聚合物膜產(chǎn)品，干法制備方法又可分為干法雙向拉伸工藝和干法單向拉伸工藝。干法雙向拉伸工藝是通過與共混擠出機連用獲得一定厚度的水平擠出熔體膜，在熔點以下、玻璃化溫度以上的溫度范圍內(nèi)對聚合物膜沿縱向和橫向進(jìn)行雙向拉伸。拉伸過程中聚合物膜經(jīng)過熱定型處理，最后冷卻收卷即可得到聚合物薄膜產(chǎn)品。干法單向拉伸工藝主要包括以下四個步驟：

1）聚合物經(jīng)過共混擠出機形成熔體，流經(jīng)末端口模，在溫度場和應(yīng)力場共同作用下，流延膜內(nèi)部片晶結(jié)構(gòu)會發(fā)生有序重排；

2）將流延膜進(jìn)行熱處理，完善熔體膜初始內(nèi)部片晶結(jié)構(gòu)，消除內(nèi)部片晶缺陷；

3）在高低溫條件下拉伸處理，首行室溫拉伸，沿流延方向進(jìn)行后拉伸。在這一過程中流延膜內(nèi)部片晶發(fā)生分離，初始孔核形成；再進(jìn)行高溫拉伸，繼續(xù)沿流延方向在高溫條件下后拉伸，此過程會使膜微孔尺寸擴大；

4）最后進(jìn)行熱定型處理，這一過程會穩(wěn)定拉伸孔洞結(jié)構(gòu)。

高溫熔體流延拉伸實驗線是由二臺主機（單螺桿擠出機）和一套輔機（流延成型機）組成。主要用于高分子材料的共混改性、新材料配方研發(fā)、工藝優(yōu)化、質(zhì)量控制及小規(guī)模生產(chǎn)等。

主機由主電機、減速箱、喂料系統(tǒng)、擠出系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)等組成。

（1）主電機：采用變頻電機，功率 5.5kW，額定轉(zhuǎn)速 1500r/min。

（2）減速箱:減速比 12.5，可承受螺桿軸向推力。

（3）混煉擠出系統(tǒng)：主要由螺桿，機筒，模頭三部分組成。

①螺桿：具有耐磨和防腐蝕等特點,螺桿直徑程簡便式變化。其中主機 A 螺桿直徑φ25，長徑比 28。

②機筒:根據(jù)螺桿的長徑比，采用電加熱方式分區(qū)加熱，其中壓力測試點。

③模頭：本儀器的配置模頭其采用高性能材料制造，具有優(yōu)良的耐腐蝕性和耐磨損性。模頭寬度 400mm，膜厚 0.02-0.5mm，全推式模唇調(diào)節(jié)。

（4）溫控系統(tǒng)：由機筒、模頭加熱系統(tǒng)、機筒冷卻系統(tǒng)和溫度測量與控制系統(tǒng)三大部分組成。

①機筒加熱采用陶瓷加熱器，其結(jié)構(gòu)為剖分式，形狀與機筒外型相吻合，用螺釘緊固在機筒上，具有較強通用性，易拆裝、易更換。

②溫度測量及控制系統(tǒng)由加熱器、熱電偶，固態(tài)繼電器、電磁閥、PLC 智能控制系統(tǒng)等組成。 本儀器的溫度測量與控制由 PLC 控制器完成，機組按機筒劃分溫控區(qū),對應(yīng)安裝一個熱電偶和電磁閥(主喂料機筒屬非控區(qū),不裝熱電偶和電磁閥，長期處于冷卻狀態(tài))。

③PLC智能控制系統(tǒng)：多路信息輸入和輸出，具有強大的信息采集、信息判斷，信息反饋等功能。在溫控方面可根據(jù)熱電偶測得的溫度，采用PID加模糊控制算法，并將控制信息反饋到各執(zhí)行元件，決定固態(tài)繼電器和電磁閥的通斷，使各區(qū)溫度維持在設(shè)定的溫度。在電控柜面板上裝有操作顯示屏，可方便地對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定和調(diào)整，也便于觀察各流程的控制、故障預(yù)警等情況。

（5）電氣控制系統(tǒng)：所有的參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)記錄等均通過安裝在儀器上方的觸摸屏進(jìn)行操作/顯示。啟動儀器的相關(guān)的具體操作請參考軟件操作說明。

主機參數(shù)