IMD 熱薄膜拉伸對熱成型工藝的拉伸影響

肖露云

（懷化職業技術學院，湖南 懷化 418000）

1 雙向拉伸試驗

1.1 裝置

文章介紹了用于雙向拉伸試驗的復合纖維與金屬材料的雙向拉伸試驗。雙軸拉伸試驗是對軸向拉伸裝置進行水平或垂直傳動的雙軸拉伸試驗，并對水平力和垂直力進行控制，完全縮短張力。然而，在實際拉伸過程中，垂直力和水平力不能自由控制，不能再現實際工況。雙軸拉伸試驗方法將試樣在水平面上延伸至2 個坐標軸，通過加工測量中心區域的應力模擬實際加工條件[1]。

1.2 過程

根據實際情況制造溫度范圍，軸拉伸試驗在溫度25℃、80℃、120℃、150℃、180℃，拉伸強度50mm/min下進行，軸拉伸試驗分為破壞點和破壞前極限點。焊接板設置在加熱箱內，通過連接太陽能測試儀固定端的下連桿進行焊接，壓頭通過上連桿連接到測試儀的連桿上，可移動的樣品接觸后停止。烤箱在一定溫度下加熱10min，加熱結束后讀取器并進行測量儀操作，加載以及定位移動按鈕點擊,以一定速度移動橫桿。采集數據，并在電路圖上顯示。測量軟件過程中，實時負載的突然增加會損壞膠片樣品，此時需停止測試，并將加熱箱溫度降低到60℃左右，再將光束移動到相應距離，并將其清除。最后取出薄膜樣品，放入樣品袋中進一步分析，保存數據。

2 結果分析

顯示測試后的三種樣品如圖1 所示。圖中顯示樣品表面顏色較淺，但沒有白色區域。隨著壓力的增加，薄膜形貌變得模糊，樣品的形狀、高度和表面質量在150℃時達到最大值時且相對較好。

拉伸后得到位移載荷圖像，溫度各不相同，以50mm/min的速度記錄擴散速度的載荷位移數據匯總[2]。

結果表明，PET 薄膜的應力隨溫度的升高而降低。當溫度為25℃～180℃時，拉伸試驗初始階段的相對應力幾乎呈線性增加。在此階段之后，停止試驗，直到位移率降低。

3 拉伸工藝條件與聚氟乙烯薄膜之間性能影響的試驗

3.1 試驗過程

3.1.1 原料

PVF 樹脂：鈦白粉（TIO），r-丁二醇。

3.1.2 設備

2 臺機器雙螺桿擠出機，三種PVF 薄膜制造技術。PVF薄膜加工工藝分為擠出、澆鑄、拉長（垂直/水平）和定型工藝。①材料制備,將PVF 樹脂粉溶劑按一定比例混合，得到正式物質；②擠壓鑄造；③儲能然后，為了調節垂直膨脹寬度，引入兩排封閉條帶來調節水平膨脹。

在熱硬化條件下，溶劑揮發可以得到雙向PVF 膜。

3.2 測試和表征

3.2.1 DSC 測試

使用掃描量熱法測定了PVF 樹脂的熔融溫度范圍大約為50℃～220℃，升溫速率與降溫速率均為10℃/min。

3.2.2 結晶性i貝0 試

用X′PERT 分光光度計測定了PVF 樹脂的結晶度。管電壓和電流分別為40kV 和40mA，輻射源為2p=10 和cukd（0.154nm）。

3.2.3 力學性能的測試

使用材料分析儀測定了薄膜的力學性能。調節室長度為50mm，密封速度為50min，試驗溫度、相對濕度為220℃（50±5%）。

圖1 具有一定高度和雙向拉伸的樣品

3.2.4 熱收縮率

薄膜熱收縮率標準為ASTM D1204，試驗溫度為150℃，試驗時間約為30min。

3.2.5 水蒸氣透過率

膜透濕的試驗溫度38℃，相對濕度是90%。

4 結果與討論

4.1 拉伸溫度對薄膜性能的影響

鑄板從左至右垂直進入拉絲機和橫鋸齒機。當分子間隔可以移動時，薄膜必須在一定溫度下被拉下，PVF 樹脂的最大測定速度應避開溫度范圍。PVF 樹脂的DSC 曲線表明，結晶棒為168.47℃時，薄膜的拉伸溫度較低[3]。

應小心設置溫度。在較低溫度下進行縱向拉伸運動時，應力增加，使其不均勻，膜增厚，膜上皺紋變薄，膜變厚，狹窄區域膜變薄，頸部變窄，低分子水平PVF 活性降低；隨著PVF 結晶度的增加，取向聚合物的張力有時會超過薄膜的強度。薄膜開裂或纖維化的結果表明，溫度過高，分子段的活性變強，黏度變大，無法形成取向，當PVF 樹脂處理過程中加入一定量的電位劑時，縱向延伸的過熱會導致膜內電位溶劑的過度蒸發，影響膜的橫向拉伸效果，設置溫度在150℃～165℃，水平拉拔溫度設置在160℃～170℃[4-5]。

4.2 拉伸倍率選擇對薄膜性能的影響

4.2.1 縱向拉伸倍率對薄膜結晶性能的影響

PVF 是具有平面鋸齒結構的半結晶聚合物。PVF 的結晶度為20%～60%，這取決于聚合方法、加熱條件和加工工藝，認為結晶缺陷是導致結晶度變化的主要原因。當分析PVF膜的衍射圖案時，在衍射角100 處存在大的峰值打開。強衍射峰（100）/（010）2p=20.8 次和4.27 次。10 晶圓間距，2m 薄層，2p=27.4。在29 ∶40，有一個尖銳的衍射峰，即拉伸產生的結晶峰，550 和650 附近還有許多弱衍射峰。除了2p=20.8 和27.4 附近的衍射峰，PVF 具有垂直順序。通過比較不同拉伸比的PVF 薄膜的XRD 光譜發現，當拉伸比為1.5 ～2.0 時，在2p=20.8 和27.4 附近的衍射峰的銳度增加。薄膜的結晶度和取向度隨縱向拉伸比的增大而增大。

4.2.2 縱拉倍率對薄膜力學性能的影響

縱向拉伸倍率對薄膜性能的影響如表1 所示，當縱向和橫向阻力比增大時，膜的縱向（MD）抗拉強度不會改變，橫向阻力比不斷增加，斷裂時比值在逐漸減小。PVF 作為一種半晶態聚合物，其拉伸強度隨密度和分子間作用力的增大而增大，垂直拉伸比越大，越容易確定分子相和方向，不能保持薄膜的尺寸穩定性[6]。

4.2.3 縱拉倍率對薄膜阻隔性的影響

從表1 可以看出，隨著垂直張力的增加，水汽的滲透性降低。氣體傳輸與膜的拉伸取向和結晶度密切相關。氣體分子很難滲透和擴散到聚合物中。行比越高，膜的選擇就越困難。在1.5 ～2.2 內，PVF 膜的透濕量由21.98g/m2下降到16.3g/m2，下降了28.5%。

表1 縱向拉伸倍率對薄膜性能的影響

5 結論

1）根據PVF 樹脂的加工特點，在低于樹脂熔點的溫度下加入潛伏性溶劑，用良好的溶劑對PVF 薄膜進行處理。

2）如果水平張力比是固定的，則可以調整垂直張力比以在預定范圍內調整膜的測定和機械性能。

3）PVF 膜作為一種保護膜，可以在一定程度上調整生產工藝，提高擋板質量。