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我国PIF制膜工艺的结构优化

点击次数:690    发布日期:2021-03-23   本文链接://www.kemesee.com//www.kemesee.com/news/923.html

我国PIF行业大多数生产厂家.还在用*原始的工艺及装备,即上世纪六十年代流涎法PIF N,JN,J研发成功时所采用的工艺及设备生产。甚至有近50%的生产线比当时工艺设备的设计及制造更粗糙。因此,产品的质量低劣,而且大量消耗能源,排出有毒气体。

直得披露的一个事实是:无论是上世纪六十年代流涎法PIF的研发,还是八十年代双向拉伸下亚胺化方法的研发,由于当时科研体制、经费和持续能力的原因,这些研发都存在一定的局限性,很多工艺,包括自始至终的流程,都没有充分进一步优化。

下面以几个比较典型的示例来说明工艺优化研发的重要性:
(1)上世纪七十年代后期,笔者和所在的桂林电器科学研究所(以下简称桂林所)在开展PIF研发的同时,开展了聚酯薄膜(BOPET)、聚丙烯薄膜(B0PP)、聚萘酯薄膜(B0PEN)等双向拉伸薄膜的研发,并联想到PIF是否亦可以双向拉伸等问题。同时,用当时***分析仪器(如电子显微镜、双折射、x线衍射仪等)对国内外PIF以及在拉伸下亚胺化的PIF进行了性能分析对比,用了几年时间,开发成功了在双向拉伸下亚胺化的工艺及成套生产线,将PIF生产工艺向前推了一步。

(2)十年后,发现原有的工艺存在薄膜厚度及微观均匀性难以提高的问题。桂林所在国家的再次资助下,重建已经拆除的试验室,解决在流涎机上树脂在钢带上成膜究竟应该用“刮涂法”还是“挤出法”的争议。这个争议存在已久,只是由于在试验中“刮涂法”可以用少量树脂完成许多试验,而未进行实质优化比较。但流涎咀用刮板在流涎钢带上成膜,无法消除钢带厚度公差、支撑钢带的前鼓的经向跳动公差、前鼓表面加工误差及温度误差、刮板本身的加工误差以及流涎咀安装误差等一系列机械问题及树脂本身粘度变化对薄膜厚度及内在均匀性带来的后果,而且也难以采取补偿和控制措施。

挤出法(用压力把树脂通过模头挤出后流在钢带上,然后成膜)也有若干技术问题需要解决。但经过对比和优化试验,证明其在许多方面,优于“刮涂法”,其中*重要的是解决了上述误差对薄膜均匀性的影响。同时,在“挤出法”的基础上,再采用薄膜制造技术中已广泛应用并被确认对厚度均匀性有重要意义的“在线薄膜厚度自动控制系统”(简称APC技术),可将PIF的厚度公差从8%~l5%减小至2%~5%,如果再通过优化控制程序试验,相信可以减至O~2%。表观厚度均匀性的提高,也带动薄膜微观高分子聚集态均匀的提高,而后者对薄膜性能有时影响较大。

(3)在流涎机中溶剂挥发通道采用静压箱热风分布技术。这也一个从其它薄膜生产中直接移植过来的技术。原始的钢带通过流涎机,进入流涎机烘道的热风难以均匀横向分布,生产PIF宽度很小时,尚可应付,一旦加宽,即会严重影响溶剂横向挥发速度的均匀性,从而严重影响薄膜质量水平。上世纪七十年代末,桂林所把在BOPET和BOPP横向拉伸热风循环的静压箱技术应用于PIF流涎机,使流涎机分段热风温度控制及热风在横向分布均匀性问题得以解决,有效提高了宽幅(>5OOmm)PIF产品质量水平。这得益于流体力学和空气动力学、传热学工作者的努力。

优化工艺中另一重要问题是PIF生产工艺中的节能减排问题。PIF制膜工艺中,能耗、废气排放和溶剂回收问题一直是社会所关注的问题,它既与生产成本息息相关,更与当前我国国策及世界对资源节约和环境友好的关注程度密切相关。工艺路线问题已基本得到了解决,但能量与溶剂的回收(两者甚至可以转化)尚有改进的空间,应该进一步优化研发。多年来大多数PIF生产企业,为了成本竞争,而忽视节能减排问题,这里有知识面的问题、管理的问题,也有技术的问题,更为重要的是理念和社会责任的问题。



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