编织袋拉丝机培训教材

拉丝培训教材目录

第一章概论

第一节塑料

第二节塑料的组成和分类

第三节塑料的成型加工

第四节常用塑料的英文缩写代号

第二章聚乙稀和聚丙稀树脂

第一节聚乙稀树脂

第二节聚丙稀树脂

第三章扁丝生产工艺及操作

第一节扁丝生产概况

第二节薄膜生产和冷却

第三节切割

第四节热拉伸

第五节卷绕

第四章常见故障及排除

第一节常用术语

第二节故障与排除

第五章拉丝设备的保养与维修

第一节拉丝机的组成及各部用途

第二节KP702挤出机基本结构和作用

第三节KP702开机注意事项及维护保养

第四节KP711牵伸机

第五节PB101型分丝卷绕机

第六章设备管理及维修常识

第一节润滑知识

第二节润滑油（脂）的名称、牌号和用途

第三节一般检修和装配知识

第一章概论

第一节塑料

塑性材料简音之为塑料，要了解塑料，首先要了解什么是材料的塑性。

材料的塑性是指材料在外力作用后，产生永久变形的性质。例如：一块生面团，对它稍加压力后就会产生变形，压力解除后生面团仍不能恢复到原来的形状，这就是生面团产生的塑性变形。与塑性相反为弹性，具有弹性的材料，在外力作用下只会产生暂时变形，一旦外力撤除，材料就会恢复原来的形状。如：一条橡皮筋，用手捏住它的两端用力一拉，橡皮筋就伸长了，但两手松开，橡皮筋又恢复到原来的形态，这种变形是弹性变形，所以橡皮筋不能为塑性材料。

人们经常利用材料的塑性，把该材料加工成所需的形状。塑料在成型过程中，就是一种典型的塑性材料，它在一定温度和压力作用下很容易被加工成所希望的各种形状，满足社会和人们生活的需要，这一点也正是塑料工业迅猛发展的主要原因之一，但是塑料的可塑性也决不是任何情况下都表现出来，否则塑料制品就没有强度，保持不了固定的形状了。这就是说，塑料不仅仅在成型过程中具有很大的可塑性，保持不了固定的形状了。这就是说，塑料不仅仅在成型过程中具有很大的可塑性，而且，一旦加工成型，它就不应再具有可塑性。

实际上在成型过程中能表现出很大可塑性的材料很多，如；陶瓷、玻璃、石膏、混凝土、金属等等，但这些材料并不是塑料，所以我们必须懂得，具有塑性的材料并非就是塑料，而塑料就必须具有较好的塑性。可见工业上所指的塑料，除了在成型时有很大的可塑性之外，还包含着一定的内容；曾有人给塑料下过这样的定义“塑料是以高分子量合成树脂为主要成份，在一定的条件（如温度、压力等）下可塑成所需要的形状，而在使用时能保持形状不变动的材料”。这一定义明确地指出塑料的主要成份是高分子量合成树脂，以示与上述陶土、金属等材料有所区别，随着塑料工业的发展及其推广，关于

塑料本身的定义也在不断地得到修正和补充。

第二节塑料的组成和分类

根据塑料的组成不同，塑料可分成单组份和多组份塑料。

单组份塑料主要由树脂组成，其中仅加入少量辅助材料，如着色剂、润滑剂、抗氧剂等。属于这种塑料的有：聚乙稀、聚丙稀、聚苯乙稀、硬聚氯乙稀、聚甲基丙稀酸甲脂（即有机玻璃）等。也有的塑料除树脂以外完全不加入任何添加剂，如聚四氟乙稀塑料等，在此情况下树脂即为塑料。

多组份塑料则以树脂、填料、增塑剂为主要成份。在塑料的各种组成材料中，除树脂以外的材料都称为助剂或添加剂。以下就塑料中各种组份的作用和用量作简单讨论。

1、树脂是塑料的最主要成份，其作用是将塑料中其它各组份紧紧地粘合在一起，树脂基本上决定了塑料的主要性能，如物理性能、化学性能以及电性能等。塑料中树脂的含量为40—100%。在表示塑料各组份所组成的配方时，通常把树脂量当作100份，其它助剂占树脂重量的百分之几表示。

2、填料与称作为填充剂，使用填料的目的，主要是降低成本，同时可改进制品的某些性能。例如聚氯乙稀电缆料中加入锻烧陶土，即可降低成本，又改善了电气性能，聚氯乙稀吹塑薄膜中加入轻体碳酸钙，可减少粘闭性，加入纤维状填料可提高塑料制品的抗冲击性能，加入石棉填料可以提高塑料的耐热性。

根据填料的化学组成不同，可分为无机填料和有机填料两类，若按其形状划

发，则有粉状填料和纤维填料。无机填料主要有耐酸钙、硫酸钡、锻烧陶土、白炭黑（二氧化硅）、滑石粉、硅藻土、石棉、玻璃等。有机填料则包括木粉、纤维、纸、布及木材原片等。

碳酸钙是热塑性塑料中最常见的填料，它的天然矿产很多。工业用的常分为重质和轻质两种。粒子的大小主要与风选有关。使用碳酸钙作填料时，塑料的加工温度不宜过高，否则会使碳酸钙分解出CO2气体而使制品表面无光或出现气泡。

填料的用量有时可高达50份，甚至超过50份。热固性塑料的用量常较热塑性塑料用量多。在一般情况下，对热塑性塑料的挤出制品来说，填料经过特殊处理后，用量可以适当增加。

3、增塑性的作用是增加塑料的可塑性和柔软性，降低塑料的脆性和刚性，同时还可降低塑料的成型温度。常用的增塑性的高沸点（沸点在250℃以上），低挥发性的液态脂类为主。选用增塑剂时必须考虑与树脂相容性要好，并且根据制品应用要求，注意增塑性的色泽、毒性、电绝缘性、经济性以及对光、热的稳定性等。

4、润滑剂与称软化剂，其主要作用如下：

（1）内部润滑作用。这是由于润滑剂与树脂微溶，因而降低树脂的熔融粘度，防止由摩擦热过高而引起树脂分解。

（2）外部润滑作用，这是由于润滑剂在加工机械表面与树脂熔体之间形成润滑膜界面层，因而可以避免树脂粘附于机械表面而使制品容易脱模，同时又可减少它们的摩擦作用。

（3）减少加工机械的动力。

（4）使制品均匀，表面光洁，避免出现裂缝并可提高制品的耐磨性。

关于塑料的分类方法，除按单组份和多组份分类外，最常见的是以塑料所使用的树脂命名。例如由聚乙稀树脂制得的塑料称为聚乙稀塑料，由聚丙稀和聚氯乙稀制得的塑料分别称为聚丙稀和聚氯乙稀塑料。如果塑料中包括两种或两种以上树脂，则称为这几种的共混塑料。塑料与树脂的名称虽然相同，但应注意二者的区别，它们除了在组合份上不同以外（塑料是由树脂加上其它组合得到的），树脂不但可以制成塑料，而且还可制成纤维、橡胶、涂料、粘合剂等，它们常常也是以树脂的名称来命名的。

根据塑料受热后性能表现不同，还可把各种塑料区分为热塑性和热固性塑料两大类。热塑性塑料在加热后变软或熔融，冷却后又变硬，并可以如此反复多次。如聚乙稀、聚丙稀、聚氯乙稀、聚苯乙稀等塑料，热固性塑料加热过程中逐渐固化变硬，而且一旦固化即成体型大分子，以后再加热就不能再软化，强热则分解破坏，其典型产品有酚醛塑料，脲醛塑料等。目前热塑性塑料的产量远远超过热固性塑料，以外，根据塑料的状态，还可分为模塑塑料，层压塑料，人造革、塑料薄膜等。

第三节塑料的成型加工

塑料工业包括塑料生产（包括树脂和半制品的生产）和塑料制品生产（也称为塑料成型工业或加工工业）两个系统。没有塑料的生产，就没有塑料制品的生产。没有塑料制品的生产，塑料就无实用价值。所以这两系统互相依存，缺一不可。

塑料制品生产任务是根据塑料的各种性能，利用可以实施的各种方法，使其成为具有一定形状而同时又有使用价值的制品或材料。这里所说的实施方法可分为成型和加工两个部分。成型是将各种形态的原料制成一定形状的制品坯件。其方法主要有挤出、注射、压延、吹塑、浇铸、压制、滚塑、缠绕、粉末烧结等方法。成型是生产一切塑料制品必不可少的环节。有些制品还必须在成型以后进一步处理才能应用，这种进一步处理称为加工，如粘结、焊结、熔结、喷漆、印花、真空成型以及需车、刨、铣、磨、钻等各种机构加工。有时把塑料成型称为“一次加工”，而把加工称为“二次加工”。

在各种成型方法中，挤出、注射和压延这三种方法是最主要的，它们生产的塑料制品占主要地位。

塑料成型加工的重要性不仅在于它使塑料成为制品而有使用价值，而且还在于可以通过一定的成型方法和工艺过程来改进材料的使用性能。近年来，在所谓“三大物理改性”（即共混、填充和增强）方面取得的成果，为塑料应用开辟了新的天地，这些是塑料成型加工的重大进展。

第四节常用塑料的英文缩写代号

思考题：

1、什么是材料的塑性

2、什么是塑料

3、塑料的主要成份是什么

4、塑料主要组成有哪些

5、填料的主要作用是什么

6、热塑性与热固性塑料的区分何在

第二章聚乙稀和聚丙烯树脂

第一节聚乙稀树脂

一、聚乙稀树脂从1939年开始工业化生产，是目前塑料工业中产量最大，应用最广的品种。

聚乙稀的原料单位是乙稀（分子式CH2=CH2）最早用于聚合的乙稀中乙醇，（即酒精：分子式为CH3CH2OH）脱水制得的。如今大量乙稀来自于石油，裂解汽油就能得到聚稀烃（包括乙稀和丙稀等）。天然气或石油气中乙烷（CH3—CH3）和丙烷（CH3—CH2—CH3），高温裂解也可能以高产率制得乙稀。

乙稀在常压下是一种气体，聚合后得到的高分子量聚乙稀却是固体物质。在聚合反应过程中必须很好地控制聚合热，否则容易引起爆炸。乙稀的聚合可以在高压、中压和低压下进行。因此可把聚乙稀分类成为高压乙稀，中压聚

乙稀和低压聚乙稀。

高压聚乙稀是使乙稀单体在高压（1000—3000大气压）和高温（80—300℃）条件下聚合得到的，中压和低压聚乙稀是应用特殊的催化剂，分别在35—40大气压和125—150℃以及1—5大气压和70℃条件下聚合得到的。高压聚乙稀和中压、低压聚乙稀相比较，其支链数目较多，所以高压聚乙稀通常被描绘成树枝状，而低压与中压聚乙稀则为线型结构，每1000个碳原子的主链。在低压聚乙稀中含有5—7个乙基侧链。高压每1000个碳原子的主链见图。由于支链结构的存在，必须阻碍大分子间的有规则排列，使结晶度降低，结晶度降低，削弱了大分子紧密堆积程度，因而密度也减少了。由于这样的原因，高压聚乙稀的结晶度和密度都比较低，而中压和低压聚乙稀的结晶度和密度都比较高。因此通常把高压聚乙稀称为低密度聚乙稀，低结晶度聚乙稀，支链聚乙稀，中压、低压聚乙稀则称为高密度聚乙稀，高结晶度聚乙稀，线型聚乙稀。

高压法所得的低密度聚乙稀较柔软。高密度聚乙稀则较刚硬。因此代密度聚乙稀又称为软聚乙稀，高密度聚乙稀又称为硬聚乙稀。但现在需注意，在一定条件下，高压法也可制得高密度聚乙稀，而低压法也可制得低密度聚乙稀。根据有关标准，可把聚乙稀按密度大小分分成如下四类：

（1）密度—（2）密度—

（3）密度—（4）密度以上

（也可把200万作为标准），以上为超高分子量聚乙稀，分子量为1，000—10，

000之间的聚乙稀为低分子量聚乙稀，其熔点为80—110℃，150℃时粘度1—2泊。这种材料是石蜡状物。强度和韧性都很差，但比石蜡坚韧，具有很好的耐水和耐腐蚀性，除了作润滑剂，蜡纸涂层等用途外不能单独用作塑料。目前高压法低密度聚乙稀产量很大，其应用很广，如包装薄膜、农用薄膜、电绝缘材料、化工设备、家庭用品、儿童玩具、水管和瓶子等，低压聚乙稀主要用于注射制品、吹塑制品、电气绝缘制品、单丝、扁丝等。

关于不同密度聚乙烯的主要性能比较

在上述聚乙稀树脂的各种分类方法中，应用最普通的是以树脂的生产方法和产品密度进行分类，从规格牌号来说，目前各国生产的聚乙稀已有好几百种，它们之间的基本差别大致可归结为四个方面：（1）高聚物的支化程度不同；（2）高聚物的平均分子量不同；（3）分子量分布不同；（4）所加入的助剂不同。通常根据制品的性能要求，可以选择不同牌号的树脂。

二、聚乙稀的分子量及熔融指数

由于受生产方法的限制以及适应成型加工和应用的需要，聚乙稀的分子量有一定范围，低密度聚乙稀的分子量一般为25，000左右，最高可达50，000，低分子量部分的含量应尽量减少，否则会加其老化过程。中压法生产的高密度聚乙稀，分子量一般为45，000—50，000左右。低压法生产的高密度聚乙稀当原料单体的纯度很高时，产品分子量可超过1，000，000以上。但由于其粘度太大，不易成型，因而工业生产的聚乙稀分子量一般小于350，000。近年来发展的超高分子量聚乙稀，其分子量可达二百万至三百万。

一般说来，聚乙稀树脂的分子量愈高，其物理机械性能愈好，但熔融粘度增加，导致加工性能下降。因此在选用树脂时，即要考虑使用要求，还应兼顾加工方便。工业上常用“熔融指数”（标准术语为：“熔体指数”）来相对地表示分子量的大小。熔融指数的含义是在标准的熔融指数测定仪中，把聚乙稀树脂加热到一定温度（一般为190℃）待树脂完全均匀熔化后，在一定负荷（一般为2160克）下把熔体从一定长度、一定孔径的毛细管中挤出，相当于10分钟被挤出的树脂重量（以克计算），即为该树脂的熔融指数。显然在相同条件下，树脂分子量越大，熔体粘度越来，被挤压出来的树脂重量就越少，熔融指数也越小。

聚乙稀树脂的熔融指数不同，其应用范围也不同，不同熔融指数聚乙稀的用途见表：

表中即为熔融指数代号

严格说来，只有当聚乙稀分子的结构相同时，熔融指数才能正确反映分子量大小。这是因为大分子的支链数目、支链长短以及分子量分子平均分子量同为×105的两种聚乙稀，支化聚乙稀（密度=）的粘度仅为无支化聚乙稀（密度=）粘度的五十分之一，其熔融指数必然是前者高于后者。由此可见，随着高密度聚乙稀的应用，熔融指数作为分子量量度的价值已有所降低了。

聚乙稀树脂用途与其熔融指数的关系

三、聚乙稀的性能

聚乙稀中典型的热塑性塑料，工业聚乙稀的熔点为108—132℃，精确值由其分子结构决定。聚乙稀在本质上属于高分子石蜡，耐化学腐蚀性很好，它在室温下几乎不与任何溶剂发生明显的作用。然而正是这种性能，却又使聚乙稀制品印刷和粘接非常困难。

聚乙稀在惰性气体中，温度高达300℃，还是稳定的，所以只要熔体不与氧接触，加工温度达300℃还不会降解。然而在有氧气存在的条件下，只有加热到50℃，就可以观测到由于氧气的氧化作用而使聚乙稀结构发生变化的现象。在紫外线作用下，聚乙稀在室温下就能氧化。在加工过程中聚乙稀被轻度氧化时，熔体粘度降低，进一步氧化则变色。高密度聚乙稀中的支链少，它对氧的稳定性要比低密度聚乙稀好一些。

聚乙稀在紫外线照射下迟早会脆化，其原因是由于聚合或加工过程中氧化物而形成的羰基吸收能量的结果。羰基吸收波长为2200—3200埃的光波能量，然而射入地面的光波中波长3000埃的较少，因为大气压提供了一层保护。但是，因气候和季节不同，大气层的屏蔽效应就不同，这就会使聚乙稀的耐气候性能会有相当变化。由此可见，对室外使用的聚乙稀制品，加入适量的紫外线吸收剂或光屏蔽剂是十分必要的。

聚乙稀在受到高辐射时，会形成一定的交联结构，交联阻碍结晶，使产品的结晶度下降。如是有5—10%的碳原子产生交联，则在室温下可得到无定型的聚乙稀产品。这种辐射交联工艺可用来制取聚乙稀收缩薄膜。长时间的高能辐射会使聚乙稀变色，有空气存在时还会发生表面氧化。在辐射期间氧化剂引起聚乙稀降解，这就抵消了交联的影响，在氧化存在的情况下，即使辐射剂量低，长时间照射聚乙稀薄膜，也可引起严重降解。

聚乙稀共主要是它的成型加工性能超过其它各种塑料：熔融温度低，热分解温度高，熔体粘度大小适中，粘度随温度的变化波动小等等。在使用性能方面，聚乙稀具有如下优点：在广泛的频率范围内有优异的电性能，耐化学腐蚀性优良，低温柔韧性和曲挠性好。无色无毒，足够低的透水、汽性。

聚乙稀缺点是：软化温度低，分子量低时易出现环境应力开裂，易被氧化，透明度差，石蜡状的外观，抗划痕性低，刚度不足，拉伸强度低，透气高。但是在许多场合下，只要正确选择树脂品种牌号、添加剂、加工条件和进行适当处理，这些缺点有些可以克服，有些则对正常使用并无多大妨碍。

第二节聚丙稀树脂

聚丙稀是热塑性塑料中的后起之秀，它从1957年首先在意大利工业化生产后，几十年来其发展速度一直居各种塑料之冠，由于聚丙稀原料来源丰富、性能优良，特别是染色和低温脆裂问题均能得到解决。则将使它不仅在包装和日用品方面，而且在纤维织物和某些工程应用中都具有很强的竞争能力。目前在各大品种热塑性塑料中，聚丙稀占领先地位。

一、聚丙稀的分子结构和分类：

聚丙稀是由丙稀单体在催化剂存在下聚合得到的，反应方程式如下：

n CH2=CH [CH2—CH3] n

CH3 CH3

丙稀聚丙稀

工业上制取丙稀单体的途径主要有两方面：一种是精炼汽油时得到的副产物，另一种中从石油或低碳氢化合物热裂解制取稀烃时的产物。

比较聚乙稀和聚丙稀的分子结构可以发现，聚乙稀分子中每个链节的一个氧原子被甲基（CH3）取代后，就成为聚丙稀分子。由于取代甲基可以有不同的空间排列方式，于是就形成了三种不同立体结构的高聚物，等规、间规和无规。

等规聚丙稀也称为全同立构型聚丙稀，其大分子上所有—CH3取代基都排列在由主链所构成的平面一侧，即是或者在主链平面之上或者在主链平面之下，并可简单表示如图：

CH3 CH3 CH3 CH3 CH3

—CH2—C— CH2—C— CH2—C— CH2—C— CH2—C—

H H H H H

间规聚丙稀聚乙稀也称为间同立构型聚丙稀，其大分子上所有—CH3取代基很有规律地交叉排列在主链所构成平面的两侧，如下所示：

CH3 H CH3 H CH3

—CH2—C— CH2—C—CH2—C—CH2—C—CH2—C—

H CH3 H CH3 H

无规聚丙稀又称为无规立构型聚丙稀，其大分子上—CH3取代基无规则地排列在主链所构成平面的两侧，如下所示：

CH3 H CH3 H CH3

—CH2—C—CH2—C—CH2—C—CH2—C—CH2—C——

H CH3 H CH3 H

只有应用了特殊催化剂，才能制得等规或间规聚丙稀，这种聚合方法称为定向聚合。由于等规和间规聚丙稀分子排列很规整，它们很容易结晶。无规聚丙分子排列缺乏规整性，不能结晶。因而等规聚丙稀具有结晶度（60%左右），高韧性和高熔点（168—171℃）的特点。无规聚丙稀在玻璃化温度以上是一种无定型类似橡胶的物质，其应用正有待于开发，间规聚丙稀的熔点比等规聚丙稀高，热性能和机械性能也更好，聚丙稀等规度一般为90—95%，其中少量无规的间规结构即可以整个分子的形态存在，也可以是在等规结构的分子链上以不同长度的嵌段物形式出现。

二、聚丙稀树脂的分子量及熔融指数

聚丙稀的数均分子量Mn=38，000—60，000，重均分子量MW=220，000—700，000，MW/Mn=—。在选择适当分子量的高聚物进行挤出和注射成型时，分子量分布宽的要比分子量分布窄的产品更僵硬、更脆。

聚丙稀分子量对其性能的影响在某些方面常与大多数热塑性塑料不同。分子量增加，材料的熔融粘度和拉伸强度增加，这一点聚丙稀和其它高聚物是一致的，但是当分子量增加时，聚丙稀的屈服强度、硬度、刚性和溶化温度却都有所降低。这是和大多数高聚物相反的。这种异常现象是由于高分子量聚丙稀比低分子量聚丙稀难结晶的缘故。亦即高分子量聚丙稀的结晶度要比低分子量聚丙稀低。同样原因，分子量增长可使聚丙稀的脆化温度下降。

工业上表示聚丙稀分子量的方法同聚乙稀一样，也是用熔融指数来表示。聚丙稀测定熔融指数在230℃下进行的。其实，仅仅凭熔融指数来确定合适的制品和成型方法并不够，最好要了解树脂的分子量及其分布范围。

聚丙稀熔融指数与产品成型方法的关系表

我厂几年来所常用国内、外的各种聚丙稀，适合于生产扁丝的牌号及其特点。见表：

三、聚丙稀的结晶性能

对于结晶高聚物来说，影响制品性能的最重要因素是结晶度大小，而在各种工艺因素中制品的结晶度对温度又最敏感。同一种材料，缓慢冷却对结晶度高，急冷却时结晶度低，制品进行热处理又可以提高结晶度，此外拉伸作用也可以使用结晶度提高。聚丙稀的结晶能力很强，结晶速度很快，它的玻璃化温度又很低（-20℃左右），因而不管聚丙稀熔体的冷却速度有多快，也无法得到完全无定形的产品。聚丙稀初生纤维的结晶约为33%，经过热拉伸，纤维结晶度提高到37—48%，再经过热定型处理最后产品结晶度可达到65—75%，甚至可达88%。普通聚丙稀树脂的注射制品结晶度可达50—70%，在存放期间结晶度还会增加，这时制品有可能变形或翘曲。