聚乙烯农用薄膜吹塑工艺冷却定型机理的研究.pdf

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第35卷第2期
尔滨轴承
Va1.35 No.2
2014年6月
JOURNAI, OF HARBIN BEARING
Jun.2014
軽乙烯农用薄膜吹塑工艺冷却定型机理的研究
史民强,冷贵海,金洪波1
1.哈尔滨塑四朝胶有限责任公司,黑龙江.哈尔滨150038;2.哈尔滨轴承集团公司动能公司,黑龙江哈尔滨
摘要:钊对聚乙烯薄膜吹塑工艺中因冷却不充分而使产量和质量受到限制的问题,详细沦述了冷却定型装
置的分类、冷却机理、风环结构、熔融聚乙烯的物理性能与成型条件等方面内客,对援高冷却定型装置的生
产效率及产品质電有所帮助,以期获得更好的加工状态及更高的加工稳定性
关键词:燹乙烯;塑薄膜;却定型;膜泡;热传导
中图分类号:1325.12
文献标识码:R
文章编码:1672-4852(2014)02-(089-04
Study for cooling shaping mechanism of polyethylene
agricultural film blowing film process
Shi Minqiang,, Leng Guihai, Jin Hongbo
1. Harbin No 4 Plastic Factory Revertex Co. Ltd, Harbin 150038, hina; 2. Kinetic Energy Company, Harbin Bcaring iroup
Corporation, Harbin 150036, China
is paper provides the solution to solve the problem that cooling is not sufficient to yicld and quality is restricted
becausc of polyethylene film blow moulding process and discusscs in dctail the cooling device classification, mechanism of
cooling, air ring structure, molten polyethylene physical properties and forming conditions of cooling device, so as to improv
the production efficiency and product quality and make the proccss
and process stability better
Key words: polyethylene; blown film; cooling stereotypes, film bubble, heat conduction
1前言
膜泡外表面进行冷却的外冷系统和在膜泡内表面
冷却的内冷系统,还有对薄膜内外表面同时进行
冷却定型装置是吹塑薄膜工艺装备中很重冷却的双冷系统
要的组成部分,对薄膜产量和质量都有很大的影
按冷却方式的不同可分为自然风冷和人工风
响。H前吹塑系统采用直接驱动方式,为提高挤冷两种。虽然冷却部位及方式不同,但作用是
出机的速度和产量,就必须克服因冷却不充分面致的,都要满足以下几点要求。
使产量受到限制的问题。因此,冷却定型装置的
(1)保证风环口的风量均匀,使薄膜冷却
冷却效率已成为影响产量的关键因素,包括膜泡均匀,泡管稳定,薄膜的厚薄均度良好,且能
表面和冷却空气之间的热传导。通过分析冷却条对薄膜厚度的不均匀性进行一定的週整,保证薄
件、聚乙烯物理性能指标与薄膜成型稳定性之间膜的透明度、外观质量及机械性能良好。如果出
的关系,找到了改进聚乙烯吹塑薄膜冷却效果的风量不均匀,就会引起泡管冷却快慢不一,使冷
方法。
却快的地方厚,冷却慢的地方薄
2)要有与挤出机生产能力相适应的冷却
2冷却定型装置的分类极其作用
效率,使薄膜能充分冷却,避免薄膜在牵引和卷
曲过程中产生料连、摩擦形变和起皱现象
聚乙烯吹塑薄膜冷却定型装置的种类较多
3)易于调整,便于操作,尽量适应多种
但按其冷却部位分类,大致可分为三大系统:在幅宽的薄膜生产。
收稿日期:2013-12-17
作者简介;史民强(1955-),男,丁程师.
3冷却机理
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哈尔滨轴承
第35卷
为很好地达到上述质量要求,有必要对塑面附近的冷却风温多超过40℃,加工聚乙烯时
料薄膜的冷却机理进行研究,主要包括成型条件平均膜泡温度多为110℃.~135℃。若使用冷冻装
和薄膜物理性能的关系;在成型过程中(熔融树置可以使冷却风温下降到15℃以下,然后再送入
脂形变)应变速度和拉伸应力之间的关系;大膜风环中冷却,冷却效率可望提高20%,这种办法
泡表面和冷却空气之间的热传导之间的关系;冷是可行,但要消耗一定的功,増加设备投资,不
却条件、成型稳定性与薄膜物理性能之间的关系符合当前节能减排要求。如果把风机放到地下,
等
利用地下温度低于地上温度的特点,能提高冷却
当熔融(粘流态)膜泡受?流和结品放热的效率
影响与刚从风环出来的冷却介质相接触,在薄膜
另一种方法是减小图1中长度L,即滅小弓
与冷却介质的温度差的作用下,薄膜的大量热量起?热的界面层厚度。如图2所示,风环吹出的
通过冷却介质被带走,从而使薄膜得以冷却,其空气接触膜泡,若空气沿着膜池长时间流动,则
温度明显降低的过程,即产生热交换的过程(对界面层增厚,意味着冷却效果降低。因此通过
流换热过程)如图1所示,可用下面的计算式来增大膜泡的表面积,在能够进行有效冷却的位置
表示
附近,减小界面层的厚度,加大冷却效某(减小
Q=KS°n
(1)L),进而提高?模出口附近的冷却效率。减小
式中
L对于增大整体导热系数和提高生产率是很重要
传热速率 keai/h
的
At。-传热半均温度差/"C,
S一传热面积,冷却介质与薄膜接蝕积
K传热总系数/kcal/mn2℃?h。
根据1式,传热效率Q与K?S?ムtn成正比。
冷即空气流
T7一机头出口处的物料温度/℃
图2外风环空冷流动风速加
72一一薄膜经冷却后的温度/℃,
大使膜泡变形(细颈
示意图
f一离开风环出口时,冷却介质的温度
℃
图1换热过程
な2一薄膜冷却后,冷却介质的温度/C。
根据1、2式,增强冷却过程的传热速度可
玻璃态
通过增大t和降低1与z2的温度来实现。吹塑薄
冷凝线
膜成型中有效冷却膜泡的方法可考虑如下。
1)降低冷却空气温度(1,2)
高弹
(2)增大冷却面积(S),
(3)増加导热总系数(K)。
首先,増大膜泡的冷却面积(S)就是增大
膜泡直径。增大导热系数K,外风环空冷流动凤
速加大,能使膜泡变形(细颈),如图2所示
空冷流动风速过大,会引起膜泡不稳定,面导致
图3内外气流平衡后膜泡形状示意图
薄膜的厚度不均。在这种情况下可从膜泡内部加
大气体流动进行有效冷却,并且在膜泡外表面和4各种风环结构
内部形成压力,抵消了彼此的种