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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(duì)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(diǎn)，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(duì)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(diǎn)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(duì)其進(jìn)行快速冷卻降溫處理，熔體中便會(huì)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(jī)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(jī)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(duì)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(duì)較長，生產(chǎn)流程復(fù)雜且需使用大量有機(jī)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(jī)連用獲得一定厚度的水平擠出熔體膜，在熔點(diǎn)以下、玻璃化溫度以上的溫度范圍內(nèi)對(duì)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(gè)步驟：

1）聚合物經(jīng)過共混擠出機(jī)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(huì)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(huì)使膜微孔尺寸擴(kuò)大；

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

高溫熔體流延拉伸實(shí)驗(yàn)線是由二臺(tái)主機(jī)（單螺桿擠出機(jī)）和一套輔機(jī)（流延成型機(jī)）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(jī)由主電機(jī)、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(jī)：采用變頻電機(jī)，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(jī)筒，模頭三部分組成。

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

②機(jī)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(diǎn)。

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(jī)筒、模頭加熱系統(tǒng)、機(jī)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(jī)筒加熱采用陶瓷加熱器，其結(jié)構(gòu)為剖分式，形狀與機(jī)筒外型相吻合，用螺釘緊固在機(jī)筒上，具有較強(qiáng)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(jī)組按機(jī)筒劃分溫控區(qū),對(duì)應(yīng)安裝一個(gè)熱電偶和電磁閥(主喂料機(jī)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(qiáng)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(duì)各個(gè)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(dòng)儀器的相關(guān)的具體操作請(qǐng)參考軟件操作說明。

主機(jī)參數(shù)