胶料经压延出片后,由于压延效应,在压延方向出现收缩的现象叫做压延收缩,主要原因是胶料的可塑度较低、 胶料热炼不足及胶泥辊温偏低所致。

简介

压延收缩(calendering shrinkage)进行压延成型时,塑料料片在辊间剪切力作用下发生取向,而再次加热时会产生消向,使薄膜各向尺寸发生变化,导致纵向和横向的收缩。为减少收缩,可适当提高辊温,减小冷却辊速比,增加辊上存料量,增加冷却效果等。1

产生原因

由于橡胶是粘弹性材料,因此,胶料在一定的切变速率下流动(即塑性变形)时,必然伴随着高弹性变形。所以,当胶料离开压延机辊隙后,辊筒施加予胶料上的作用力消失,胶料便立即发生弹性恢复现象。但这种恢复过程需要有一定的时间才能完成,这就导致压延后的胶片在停放过程中出现收缩现象,即长度缩短(宽度也有所缩短),厚度增加。

胶料的弹性恢复过程是一种应力松弛的过程。因此,为了保证压延半成品尺寸的稳定性,应当尽量使胶料的应力松弛在压延过程中迅速完成,以减少胶料在压延后的弹性恢复。

胶料的应力松弛速度主要决定于生橡胶的种类、相对分子质量、相对分子质量分布、歧化、凝胶、配合剂以及胶料的粘度等多种因素。此外,胶料在压延加工过程中,其粘弹行为还与温度及辊筒的转速等因素有关。

影响因素

橡胶的种类不同,其压延后的收缩率也就不同。在相同工艺条件下,天然橡胶的压延收缩率较小,而合成橡胶的压延收缩率较大;活性填料的胶料,其压延收缩率较小,而非活性填料的胶料,其压延收缩率则较大;填料含量多的胶料,其压延收缩率较小,填料含量少的胶料,其压延收缩率较大;胶料粘度低(即可塑性大),其压延收缩率较小,胶料粘度高(即可塑性小),其压延收缩率则较大。

压延速度不同,其压延后的收缩率也不相同。当压延速度较慢时,辊筒对胶料产生压力所作用的时间长,胶料中的橡胶分子松弛较为充分。因此,压延后的收缩率较小。相反,当压延速度很快时,胶料中的橡胶分子在压延过程中还来不及松弛或者松弛的很不充分,所以,压延后的收缩率较大。

压延温度不同,其压延后的收缩率也不相同。当压延温度升高时,一方面使胶料粘度下降,流动性增加;而另一方面则由于橡胶分子热运动的加剧,松弛速度也加快。因此,胶料压延后的收缩率减小。与此相反,压延温度降低,则胶料在压延之后的收缩率就必然增大。可见,压延温度的升高与降低压延速度(即延长作用时间),对于生橡胶的粘弹行为(松弛收缩)的作用是等效的,都可以减小胶料在压延后的收缩。

在橡胶制品的压延生产中,合理、科学地设计胶料的配方(比如适当降低含胶率、选用高结构炭黑等),选择适宜的压延工艺条件(比如降低辊筒转速或提高辊筒温度等)和压延设备(比如采用大直径辊筒或增加辊筒数目)等,都将有助于胶料的应力松弛过程,从而可以得到表面光泽平整、收缩率小的高质量的压延制品。2

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学

压延收缩

图文简介

胶料经压延出片后,由于压延效应,在压延方向出现收缩的现象叫做压延收缩,主要原因是胶料的可塑度较低、 胶料热炼不足及胶泥辊温偏低所致。