影响聚四氟乙烯薄膜双向拉伸均匀性的原因

塑料薄膜厚度均匀性是产品质量标准中最重要的指标之一。通常，双向拉伸塑料薄膜沿纵向厚度变化较小，但沿横向厚度变化则很快，变化值也较大，对薄膜的均匀性有着重要的影响。有两点关键因素可以改善厚度均匀性：（1）基础膜厚度均匀性控制；（2）横向拉伸过程中厚度均匀性控制。在拉伸法制取聚四氟乙烯薄膜工艺中，各种因素对薄膜的均匀性都有影响，如树脂分子量、助挤剂种类、助含量、挤出工艺、压延工艺以及拉伸工艺，其中最重要的是拉伸工艺条件。 目前，关于聚四氟乙烯薄膜制备均匀性的研究较少，但已有大量的文献研究了通过双向拉伸成型的其他薄膜的均匀性问题，这对聚四氟乙烯薄膜的均匀性研究有着重要的参考意义。 在双向拉伸薄膜生产中，横向拉伸是一个重要且复杂的过程，整个过程在一个连续的热环境中进行。经过纵向拉伸的单取向薄膜在会后的横拉伸过程中，出现复杂的热力学偶合变形，因此该过程常常被称为是难以分析的黑箱。为了全面认识、理解、掌握横拉过程的特点以及影响因素，从而提高薄膜的均匀度，研究人员对薄膜在横向拉伸过程中的形变机理进行了研究。 部分研究表明，对于双向拉伸的BOPP薄膜，随着横向拉伸比的增大，薄膜的横向拉伸强度随之提高，横向断裂伸长率减少，横向厚度偏差也大大减小，产品的各项性能指标均向好的方向发展。采用弹粘塑料性率相关和率不相关本构方程，对BOPP的横向拉伸过程进行数值模拟，得到薄膜中心且在膜出口处应力集中现象，从而造成薄膜的不均匀性，并与实验观察一致。也有研究认为温度场是影响横向拉伸的最重要因素。利用计算机模拟了PA66塑料薄膜的横向拉伸过程，揭示了材料物性参数和横向拉伸比、横向拉伸速度以及拉伸温度三大工艺参数对塑料薄膜相对结晶度均匀性的影响，得出拉伸应力影响相对结晶度的大小，而相对结晶度的分布又是薄膜厚度均匀性的主要因素，薄膜的相对结晶度不均匀必然带来薄膜厚度的不均匀。另有研究总结BOPET薄膜生产中影响薄膜厚度均匀性的主要因素有自动控制系统和工艺两个方面，其中工艺方面（如温度、拉伸比、静电状态、烘箱状态等）对膜的厚度的波动影响较大。不同拉伸比、拉伸温度以及铸片条件对厚度偏差影响较大，通过选择合适的工艺可以改善薄膜的厚度均匀性。 目前，虽然有大量的文献研究了双向或单向拉伸薄膜的各种性能，但处于制样简单，文献中多采用纵向横向同时拉伸方法，或分步均匀横向拉伸方式，和工业实际应用的导轨布铗横向拉伸方式差异较大，所得结论对工业指导意义是间接的。通过研究发展，在聚四氟乙烯薄膜生产的过程中，由于横向拉伸的固有缺陷，造成了拉幅加工阶段的非均匀横向拉伸现象，这种非均匀横向拉伸将导致聚四氟乙烯薄膜的结构和性能上的不均匀，对薄膜的质量造成严重的影响。而关于拉幅技工阶段造成的非均匀横向拉伸现象的研究却鲜有报道。