- Формование полотна

Формование полотна осуществляется в результате деформации пластичной композиции в межвалковом зазоре каландра. При вращении попарно расположенных валков масса за счет адге­зионных сил затягивается в сужающийся межвалковый зазор, где приобретает форму бесконечного полотна. Ширина пленки или листа зависит от длины валков каландра, а толщина ее изме­няется в зависимости от межвалкового зазора.

В отличие от вальцевания, при каландровании полимерный материал проходит через каждый зазор между валками только один раз. В зависимости от конструкции каландров полимерный материал последовательно движется через несколько (обычно два или три) межвалковых зазоров. По мере перехода с одной пары валков на другую зазор постепенно уменьшается, и на выходе его устанавливают в соответствии с требуемой толщиной пленки (0,2—0,5 мм).

На входе в валки обычно имеется избыток материала, в котором за счет градиента давления возникает обратный поток, обеспечивающий циркуля­цию массы и ее перемешивание. Обычно каландрование проводят при наличии фрикции валков (отношение частот вращения валков, т.е. когда они вращаются с разной скоростью), однако значение фрикции задается несколько меньшим, чем при вальцевании.

Большое изменение скорости по глубине канала вызывает развитие высоких напряжений и скоростей сдвига. С ростом скорости сдвига улучшается гомогенизация расплава и повышается качество пленки. Однако значительное напряжение обусловливает сильную ориентацию макромолекул и вызывает анизотропию прочности и усадки пленки в продольном и поперечном направлениях. За счет быстрого последующего охлаждения пленки дезориентация макромолекул исключается, поэтому при последующем хранении пленки в рулонах происходит изменение ее размеров и образование складок и гофров. Таким образом, чем больше скорость каландрования и чем меньше межвалковый зазор, тем сильнее выражена ориентация макромолекул. Уменьшить ее можно повышением температуры расплава или применением последующей термообработки пленки. Для этого полученное полотно пропускают через нагревательное устройство. За время движения в нагретом состоянии при отсутствии сдвиговых напря­жений протекают релаксационные процессы и анизотропия свойств пленки снижается.

Внешний вид пленки существенно зависит от чистоты обра­ботки поверхности, а также от характера перехода расплава с одного валка на другой. Если расплав на выходе из зазора пере­ходит на быстровращающийся валок, то имеет место частичное растяжение внешнего слоя и шероховатость поверхности пленки уменьшается. В значительной степени качество пленки зависит и от температуры расплава. Температуру выбирают таким обра­зом, чтобы в межвалковом зазоре не возникали большие давления. Однако при высокой температуре вязкость сильно снижается и затрудняется съём пленки с выходного валка. Температура вал­ков влияет на степень ориентации, а в случае переработки кри­сталлизующихся полимеров и на степень кристалличности и размеры кристаллических структур. Таким образом, вяз­кость расплава необходимо поддерживать в определенном интер­вале.

Рис. 16.4. Схемы методов

компенса­ции прогиба валков:

1 — бомбировка валков;

2 — перекрещи­вание валков;

3 — контризгиб валков

Высокое давление (7—70 МПа), развивающееся в зазоре меж­ду валками каландра, вызывает значительные распорные усилия. Под действием распорных усилий валки каландра прогибаются. Следствием этого является нерав­номерная толщина полотна полимерного материала по ширине. Наиболее толстым полотно оказывается в середине, где прогиб валка достигает максимального значения.

Для компенсации прогиба применяют следующие методы (рис. 16.4):

• бомби­ровка валков (придание валкам бочкооб­разной формы)

• перекрещивание валков (зазоры по краям валков делают больше, чем в середине)

• контр-изгиб валков (уменьшение прогиба за счет усилия от гидроцилиндров, прикладываемого к шейкам валка в направлении, противоположном направлению распорного уси­лия).

Сочетание бомбировки и перекрещивания валков является в настоящее время основным способом компенсации прогиба.