塑料薄膜的成型加工方法有多種，例如有壓延法、流延法、吹塑法、拉伸法等，近年來雙向拉伸膜成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。今后，雙向拉伸技術(shù)將更多地向著特種功能膜，如厚膜拉伸、薄型膜拉伸、多層共擠拉伸等方向發(fā)展。
近年來，適應(yīng)包裝行業(yè)對(duì)包裝物要求的不斷提高，各種功能膜市場發(fā)展迅速。經(jīng)過雙向拉伸生產(chǎn)的塑料薄膜可有效改善材料的拉伸性能（拉伸強(qiáng)度是未拉伸薄膜的3-5倍）、阻隔性能、光學(xué)性能、耐熱耐寒性、尺寸穩(wěn)定性、厚度均勻性等多種性能，并具有生產(chǎn)速度快、產(chǎn)能大、效率高等特點(diǎn)，市場迅速發(fā)展。
雙向拉伸原理
塑料薄膜雙向拉伸的原理：是將高聚物樹脂通過擠出機(jī)加熱熔融擠出厚片后，在玻璃化溫度以上、熔點(diǎn)以下的適當(dāng)溫度范圍內(nèi)（高彈態(tài)下），通過縱拉機(jī)與橫拉機(jī)時(shí)，在外力作用下，先后沿縱向和橫向進(jìn)行一定倍數(shù)的拉伸，從而使高聚物的分子鏈或結(jié)晶面在平行于薄膜平面的方向上進(jìn)行取向而有序排列；然后在拉緊狀態(tài)下進(jìn)行熱定型使取向的大分子結(jié)構(gòu)固定下來；最后經(jīng)冷卻及后續(xù)處理便可制得理想的塑料薄膜。
雙向拉伸薄膜生產(chǎn)設(shè)備與工藝
雙向拉伸薄膜的生產(chǎn)設(shè)備與工藝，以聚酯（PET）為例簡述如下：
配料與混合
普通聚酯薄膜所使用的原料主要是有光PET切片和母料切片。母料切片是指含有添加劑的PET切片，添加劑有二氧化硅、碳酸鈣、硫酸鋇、高嶺土等，應(yīng)根據(jù)薄膜的不同用途選用相應(yīng)的母料切片。聚酯薄膜一般采用一定含量的含硅母料切片與有光切片配用，其作用是通過二氧化硅微粒在薄膜中的分布，增加薄膜表面微觀上的粗糙度，使收卷時(shí)薄膜之間可容納少量的空氣，以防止薄膜粘連。
有光切片與一定比例的母料切片通過計(jì)量混合機(jī)混合后進(jìn)入下一工序。
結(jié)晶和干燥
對(duì)有吸濕傾向的高聚物，例如PET、PA、PC等，在進(jìn)行雙向拉伸之前，須先進(jìn)行予結(jié)晶和干燥處理。一是提高聚合物的軟化點(diǎn)，避免其在干燥和熔融擠出過程中樹脂粒子互相粘連、結(jié)塊；二是去除樹脂中水分，防止含有酯基的聚合物在熔融擠出過程中發(fā)生水解降解和產(chǎn)生氣泡。
PET的予結(jié)晶和干燥設(shè)備一般采用帶有結(jié)晶床的填充塔，同時(shí)配有干空氣制備裝置，包括空壓機(jī)、分子篩去濕器、加熱器等。
予結(jié)晶和干燥溫度在150-170℃左右，干燥時(shí)間約3.5-4小時(shí)。干燥后的PET切片濕含量要求控制在50ppm以下。
熔融擠出
熔融擠出包括擠出機(jī)、熔體計(jì)量泵、熔體過濾器和靜態(tài)混合器。
1 熔融擠出機(jī)
經(jīng)過結(jié)晶和干燥處理的PET切片進(jìn)入單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行加熱熔融塑化。為了保證PET切片塑化良好、擠出熔體壓力穩(wěn)定，螺桿的結(jié)構(gòu)非常重要。除對(duì)長徑比、壓縮比、各功能段均有一定要求外，還特別要求是屏障型螺桿，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的螺桿具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1）有利于擠出物料的良好塑化。
2）有利于擠出機(jī)出口物料溫度均勻一致。
3）擠出機(jī)出料穩(wěn)定。
4）排氣性能好。
5）有利于提高擠出能力。
若擠出量不是太大，推薦選用排氣式雙螺桿擠出機(jī)。排氣擠出機(jī)有兩個(gè)排氣口與兩套抽真空系統(tǒng)相連接，具有很好的抽排氣、除濕功能，可將物料中所含的水分及低聚物抽走，可以省去復(fù)雜的預(yù)結(jié)晶/干燥系統(tǒng)，既節(jié)省投資又可降低運(yùn)行成本。
擠出機(jī)溫度設(shè)定，從加料口到機(jī)頭約為210℃-280℃左右。
2 熔體計(jì)量泵
熔體計(jì)量通過高精度的齒輪泵來實(shí)現(xiàn)。計(jì)量泵的作用是保證向模頭提供的熔體具有足夠而穩(wěn)定的壓力，以克服熔體通過過濾器時(shí)的阻力，實(shí)現(xiàn)薄膜厚度的均勻性。計(jì)量泵通常采用斜的二齒輪泵，為了進(jìn)一步提高計(jì)量精度，也有的選用三齒輪泵。因?yàn)槿X輪泵比二齒輪泵脈沖小，其泵出量的波動(dòng)也小。計(jì)量泵的加熱溫度在270℃-280℃。
3 熔體過濾器
為了去除熔體中可能存在的雜質(zhì)、凝膠粒子、魚眼等異物，常在熔體管線上計(jì)量泵的前后各安裝一只過濾器。PET薄膜生產(chǎn)線通常采用碟狀過濾器，其材料為不銹鋼網(wǎng)與不銹鋼燒結(jié)氈組合而成。不銹鋼碟片的尺寸為Φ12英寸，過濾網(wǎng)孔徑一般在10-30μ。過濾器加熱溫度控制在275-285℃。
4 熔體管
熔體管的作用是將擠出機(jī)、計(jì)量泵、過濾器等與模頭連接起來，讓熔體從中通過。要求熔體管內(nèi)壁高度光潔且無死角，熔體管串連起來的長度應(yīng)盡量短，以免熔體在其中滯流、停留時(shí)間過長而產(chǎn)生降解。
來自擠出機(jī)的熔體進(jìn)入熔體管后，分別流經(jīng)粗過濾器、計(jì)量泵、精過濾器后進(jìn)入模頭。如是三層共擠生產(chǎn)線，在模頭上方還配置一個(gè)熔體分配器。過濾器、計(jì)量泵和熔體管等可以用電加熱，也可用導(dǎo)熱油夾套加熱。熔體管加熱溫度控制在275-285℃。
5 靜態(tài)混合器
熔體流過熔體管時(shí)，沿著管壁的熔體溫度與熔體中心的溫度有較大的溫差，為使進(jìn)入模頭的熔體溫度均勻一致，以保證模頭出料均勻，須在熔體管連接模頭的一端內(nèi)部安裝若干組靜態(tài)混合器，熔體流過靜態(tài)混合器時(shí)，會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生分—合—分—合的混合作用，從而達(dá)到熔體溫度均勻化的目的。
近年來，適應(yīng)包裝行業(yè)對(duì)包裝物要求的不斷提高，各種功能膜市場發(fā)展迅速。經(jīng)過雙向拉伸生產(chǎn)的塑料薄膜可有效改善材料的拉伸性能（拉伸強(qiáng)度是未拉伸薄膜的3-5倍）、阻隔性能、光學(xué)性能、耐熱耐寒性、尺寸穩(wěn)定性、厚度均勻性等多種性能，并具有生產(chǎn)速度快、產(chǎn)能大、效率高等特點(diǎn)，市場迅速發(fā)展。
雙向拉伸原理
塑料薄膜雙向拉伸的原理：是將高聚物樹脂通過擠出機(jī)加熱熔融擠出厚片后，在玻璃化溫度以上、熔點(diǎn)以下的適當(dāng)溫度范圍內(nèi)（高彈態(tài)下），通過縱拉機(jī)與橫拉機(jī)時(shí)，在外力作用下，先后沿縱向和橫向進(jìn)行一定倍數(shù)的拉伸，從而使高聚物的分子鏈或結(jié)晶面在平行于薄膜平面的方向上進(jìn)行取向而有序排列；然后在拉緊狀態(tài)下進(jìn)行熱定型使取向的大分子結(jié)構(gòu)固定下來；最后經(jīng)冷卻及后續(xù)處理便可制得理想的塑料薄膜。
雙向拉伸薄膜生產(chǎn)設(shè)備與工藝
雙向拉伸薄膜的生產(chǎn)設(shè)備與工藝，以聚酯（PET）為例簡述如下：
配料與混合
普通聚酯薄膜所使用的原料主要是有光PET切片和母料切片。母料切片是指含有添加劑的PET切片，添加劑有二氧化硅、碳酸鈣、硫酸鋇、高嶺土等，應(yīng)根據(jù)薄膜的不同用途選用相應(yīng)的母料切片。聚酯薄膜一般采用一定含量的含硅母料切片與有光切片配用，其作用是通過二氧化硅微粒在薄膜中的分布，增加薄膜表面微觀上的粗糙度，使收卷時(shí)薄膜之間可容納少量的空氣，以防止薄膜粘連。
有光切片與一定比例的母料切片通過計(jì)量混合機(jī)混合后進(jìn)入下一工序。
結(jié)晶和干燥
對(duì)有吸濕傾向的高聚物，例如PET、PA、PC等，在進(jìn)行雙向拉伸之前，須先進(jìn)行予結(jié)晶和干燥處理。一是提高聚合物的軟化點(diǎn)，避免其在干燥和熔融擠出過程中樹脂粒子互相粘連、結(jié)塊；二是去除樹脂中水分，防止含有酯基的聚合物在熔融擠出過程中發(fā)生水解降解和產(chǎn)生氣泡。
PET的予結(jié)晶和干燥設(shè)備一般采用帶有結(jié)晶床的填充塔，同時(shí)配有干空氣制備裝置，包括空壓機(jī)、分子篩去濕器、加熱器等。
予結(jié)晶和干燥溫度在150-170℃左右，干燥時(shí)間約3.5-4小時(shí)。干燥后的PET切片濕含量要求控制在50ppm以下。
熔融擠出
熔融擠出包括擠出機(jī)、熔體計(jì)量泵、熔體過濾器和靜態(tài)混合器。
1 熔融擠出機(jī)
經(jīng)過結(jié)晶和干燥處理的PET切片進(jìn)入單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行加熱熔融塑化。為了保證PET切片塑化良好、擠出熔體壓力穩(wěn)定，螺桿的結(jié)構(gòu)非常重要。除對(duì)長徑比、壓縮比、各功能段均有一定要求外，還特別要求是屏障型螺桿，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的螺桿具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1）有利于擠出物料的良好塑化。
2）有利于擠出機(jī)出口物料溫度均勻一致。
3）擠出機(jī)出料穩(wěn)定。
4）排氣性能好。
5）有利于提高擠出能力。
若擠出量不是太大，推薦選用排氣式雙螺桿擠出機(jī)。排氣擠出機(jī)有兩個(gè)排氣口與兩套抽真空系統(tǒng)相連接，具有很好的抽排氣、除濕功能，可將物料中所含的水分及低聚物抽走，可以省去復(fù)雜的預(yù)結(jié)晶/干燥系統(tǒng)，既節(jié)省投資又可降低運(yùn)行成本。
擠出機(jī)溫度設(shè)定，從加料口到機(jī)頭約為210℃-280℃左右。
2 熔體計(jì)量泵
熔體計(jì)量通過高精度的齒輪泵來實(shí)現(xiàn)。計(jì)量泵的作用是保證向模頭提供的熔體具有足夠而穩(wěn)定的壓力，以克服熔體通過過濾器時(shí)的阻力，實(shí)現(xiàn)薄膜厚度的均勻性。計(jì)量泵通常采用斜的二齒輪泵，為了進(jìn)一步提高計(jì)量精度，也有的選用三齒輪泵。因?yàn)槿X輪泵比二齒輪泵脈沖小，其泵出量的波動(dòng)也小。計(jì)量泵的加熱溫度在270℃-280℃。
3 熔體過濾器
為了去除熔體中可能存在的雜質(zhì)、凝膠粒子、魚眼等異物，常在熔體管線上計(jì)量泵的前后各安裝一只過濾器。PET薄膜生產(chǎn)線通常采用碟狀過濾器，其材料為不銹鋼網(wǎng)與不銹鋼燒結(jié)氈組合而成。不銹鋼碟片的尺寸為Φ12英寸，過濾網(wǎng)孔徑一般在10-30μ。過濾器加熱溫度控制在275-285℃。
4 熔體管
熔體管的作用是將擠出機(jī)、計(jì)量泵、過濾器等與模頭連接起來，讓熔體從中通過。要求熔體管內(nèi)壁高度光潔且無死角，熔體管串連起來的長度應(yīng)盡量短，以免熔體在其中滯流、停留時(shí)間過長而產(chǎn)生降解。
來自擠出機(jī)的熔體進(jìn)入熔體管后，分別流經(jīng)粗過濾器、計(jì)量泵、精過濾器后進(jìn)入模頭。如是三層共擠生產(chǎn)線，在模頭上方還配置一個(gè)熔體分配器。過濾器、計(jì)量泵和熔體管等可以用電加熱，也可用導(dǎo)熱油夾套加熱。熔體管加熱溫度控制在275-285℃。
5 靜態(tài)混合器
熔體流過熔體管時(shí)，沿著管壁的熔體溫度與熔體中心的溫度有較大的溫差，為使進(jìn)入模頭的熔體溫度均勻一致，以保證模頭出料均勻，須在熔體管連接模頭的一端內(nèi)部安裝若干組靜態(tài)混合器，熔體流過靜態(tài)混合器時(shí)，會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生分—合—分—合的混合作用，從而達(dá)到熔體溫度均勻化的目的。