薄膜片材的拉伸取向又分单轴取向和双轴取向。单轴取向的聚合物薄膜在取向方向上的性能有很大提高，未取向的方向上的性能如防撕裂性能会降低。双轴取向是指在聚合物薄膜互相垂直的两个方向上进行取向，取向后的薄膜在两个方向上的性能都有很大提高。对于双轴取向薄膜，通过改变工艺条件可以生产出各项同性或者各项异性薄膜。双向拉伸薄膜的生产工艺对薄膜的性能有很大影响。

生产平面双向拉伸薄膜的方法有很多种，因此，需要设计者根据实际生产条件来设计加工生产方法及设备使用要求。对于薄膜双向拉伸，根据纵向拉伸和横向拉伸情况的不同，可以将薄膜双向拉伸分为异步双向拉伸和同步双向拉伸。异步双向拉伸又称为二次拉伸法，薄膜在拉伸取向时，纵向拉伸取向和横向拉伸取向是分开进行的。一般是先进行纵向拉伸取向，然后进行横向拉伸取向。相比较与同步双向拉伸，由于拉伸取向时热处理是分为两步进行的，在后一步横向拉伸处理时，已经取向完成的纵向拉伸处理后的分子链及分子链段取向会有所破坏。此外，在热定型处理时，难以进行纵向的热收缩处理。因此，在同样工艺条件下，纵向的断裂伸长率要比横向的断裂伸长率要低。

对于异步双向拉伸，拉伸的方法也有所不同，但是，各种拉伸方法所用到的设备基本相似。以下将对异步双向拉伸的纵向拉伸方法及设备进行介绍。

纵向拉伸的加热装置是由一组通有导热油的金属辊简和红外线辅助加热设备组成，薄膜拉伸装置由一组通有加热、冷却介质的辊简组成，冷却定型辊筒通有冷却介质，薄膜以“S”型紧贴辊筒运行，并通过快、慢速辊筒的差速为薄膜施加牵引力将片材进行拉伸。

预热后的片材在两组不同速度、不同温度（加热和冷却）的辊简之间，一次完成纵向拉伸取向的方法称为单点拉伸预热后在三组不同的速度下，在两个空间内，两次完成纵向拉伸的方法称为两点拉伸。预热后在速度逐渐递增的辊简之间多次进行拉伸的方法称为多点拉伸。在单点和两点拉伸时，薄膜需要利用红外加热器进行辅助加热，所需拉伸的间隙较大。对于不需要辅助加热的塑料片材，拉伸的间隙较小。多点拉伸时只利用辊筒进行加热，需要的拉伸间隙也较小旧。

1.纵向拉伸设备可以分为预热区、拉伸区、冷却定型区等区域

（1）预热区

预热区是由一组通有循环导热油的加热辊简组成的。在预热区，聚合物片材被逐步加热到接近玻璃化转变温度。预热区各辊简之间的线速度应该有一定的递增量，这样不仅可以消除热膨胀引起的松弛，而且由于片材被少量的弹性拉伸，使得片材始终紧贴加热辊面，可以提高传热效率，达到均匀加热的目的。在实际生产过程中，为了减小在纵向拉伸时产生过大的横向收缩，使较厚的片材边缘得到充分地加热，在预热区的辊筒边部，靠近辊简表面出，安装可调位置的红外线辅助加热器。

（2）拉伸区

在拉伸区的起始和终止拉伸辊简上，都需要安装-一个可升降的橡胶压辊。工作时，橡胶压辊要紧乐住薄膜以防止在薄膜拉伸取向过程中，薄膜发生打滑现象。当出现破膜现象时，利用断膜检测装置，使压辊快速脱离拉伸辊。起始拉伸辊运转速度较慢，拉伸终止辊运转速度较快。

在使用红外加热器时，要注意加热器的位置要平行与片材表面，使加热器与片材运行方向保持垂直.加热器还需要与断膜检测装置联网，当出现断膜现象时，系统应自动检测并控制加热器立即退出工作位置，保护加热器不受损坏。

（3）冷却定型区

冷却辊安装在拉伸区后，根据薄膜热力学性能的不同进行设计冷却辊的温度，拉伸取向薄膜进行冷却定型处理的目的是使得薄膜经拉伸取向后获得的结构得以保留下来，提高薄膜的性能。

2.纵向拉伸设备的穿片系统

聚合物片材是在多个高精度、平行或交错排列的辊组内完成拉伸工作的。由于各个辊简之间排列较为密集且穿膜时需要较大的牵引力，此项工作人工无法完成，因此纵向拉伸设备需要安装一套能自动穿膜的穿片装置。

3.纵向拉伸工艺及设备对薄膜性能的影响

（1）拉伸倍数对薄膜性能的影响

拉伸倍数是薄膜使用性能的重要影响因素之一。在一定范围内，拉伸倍数越大，聚合物分子链及分子链段在外力方向上的取向程度也就越高。聚合物的凝聚态结构决定了薄膜的使用性能，聚合物薄膜的取向程度越高，薄膜在取向方向上的物理机械性能也就越强。但是，拉伸倍数过高，薄膜拉伸取向时的拉伸应力也就越大，破膜的几率也会相应的增大。根据生产经验，生产线工艺人员一般会在一定数值范围内对拉伸倍数进行调整。纵向拉伸倍数过低时，薄膜的使用性能将无法满足客户的使用需求，还会使得薄膜厚度均匀性变差。因此，需要根据材料性能和产品使用性能来合理规划纵向拉伸比的取值。

（2）拉伸各区的温度对薄膜性能的影响

在一定温度下，聚合物分子链及分子链段都有一定的活动能力，这是聚合物拉伸取向的基础。生产线工艺人员会根据聚合物热力学性能，在高于玻璃化转变温度低于冷结晶温度范围内取较低的温度对薄膜进行拉伸，且在拉伸取向后进行快速冷却定型，此时，分子链及分子链段已完成取向，快速降温到玻璃化转变温度以下，分子链及分子链段来不及豫驰，凝聚态结构就被固定下来，聚合物薄膜的实际取向度就更高。预热区温度过高，此时，聚合物分子链及分子链段不仅会取向还会发生解取向，导致薄膜实际取向度并不会太高。此外，在一定范围内升高温度，会使得聚合物结晶速度提高。拉伸区温度过高，聚合物分子链的活动能力增大，此时，分子链取向的同时解取向的能力也会增大，导致薄膜的实际取向程度降低。严重时还会引起薄膜外层材料粘辊甚者出现燃烧、降解现象。此外，聚合物片材均匀受热还会使得薄膜受力均匀，聚合物分子链及分子链段取向也会更均匀。

（3）拉伸速率对薄膜性能的影响

拉伸速率的大小与薄膜的产量、聚合物材料的性质等因素有关。在其他工艺参数保持不变的情况下，随着拉伸速率的提高，薄膜的拉伸强度，弹性模量、屈服强度都会增大，热收缩率也会随之增大降低拉伸速率相当于提高了拉伸温度，增加了分子链及分子链段的豫驰时间，使得分子链及分子链段解取向，薄膜的实际拉伸取向程度将会降低0。

（4）辊筒表面质量对薄膜性能的影响

纵向拉伸取向时，聚合物片材与辊筒表面接触进行热交换，当片材的温度高于玻璃化转变温度低于冷结晶温度时，此时片材为高弹态。此时，如果各辊筒表面过于粗糙或者粘附有杂物甚至表面有缺陷时，薄膜表面也将会显现同样的缺陷，因此，纵向拉伸设备的各辊简的表面质量都有严格的要求。

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