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横向拉伸方法及设备进行介绍。

经纵向拉伸取向后的片材的横向拉伸取向是在横向拉伸机内完成的，首先，片材需要在小幅宽的预热区将聚合物片材的温度加热到玻璃化转变温度以上，在变幅宽的拉伸区进行横向拉伸取向，在横向拉伸时，由于薄膜被特殊的夹具夹持，此时，薄膜几乎不发生颈缩现象。拉伸取向后的聚合物片材需要在幅宽略有收缩的热定型区进行热处理使薄膜消除内应力等，最后在冷却区进行快速降温冷却处理，完成整个拉伸取向过程。横拉设备分为预热、拉伸、缓冲、热定型、缓冲、冷却等区域。但与纵向拉伸相区别的是横向拉伸没有辊筒，而是使用两组特殊夹具通过机械装置自动开、闭夹完成输送、拉伸工作。

横向拉伸是聚合物成型过程中最为薄弱的环节，在横向拉伸区经常发生聚合物片材破膜现象。因此，此区域对拉伸设备的性能有很高的要求。

（1）横向拉伸设备链夹平稳、可靠的运行是首要条件。因此，横向拉伸设备的夹具必须能够承受足够大的拉伸应力，链条需要平稳、无抖动地运行，链结灵活、润滑效果好，导轨平滑，开、闭夹灵活开启、关闭，夹口处无异物且温度不能过高。

（2）加热温度稳定且横向加热温度分布均匀.加热系统、冷却系统、风系统、温度控制系统正常运行。拉伸设备的腔室内温度不受外部环境干扰。各区域有足够的加热时间。腔室保温效果良好等。

（3）传动系统稳定且保证同步运行。

（4）张力控制稳定，保证纵向拉伸设备出口与横向拉伸设备进口的张力稳定。

（5）防止油污、灰尘等污染薄膜表面。

在横向拉伸取向过程中，加热和冷却薄膜的介质为循环风。加热冷却系统由风机、加热器、冷却器、静压箱、过滤器等组成。在横向拉伸设备的预热区，此区域内的腔室温度较低，因此只需安装一组加热装置即可。在横向拉伸设备的拉伸区、定型区、冷却区，每个区段要安装两组加热、冷却装置，左右侧分别安装，利用交错送风来提高送风的均匀性，减小横向风速及风温带来的差异。

1.横向拉伸工艺条件对薄膜性能的影响

（1）拉伸温度对薄膜性能的影响

当聚合物薄膜的拉伸温度在玻璃化转变温度以上冷结晶温度以下时，温度越低则聚合物分子链及分子链段在拉伸取向过程中的解取向能力越弱，薄膜的实际取向程度更高，提高了薄膜的拉伸强度、弹性模量、屈服强度，增大薄膜的热收缩率。但是，低温下拉伸薄膜片材，其拉伸应力也会增大，链夹承受的载荷将会增大，不利于链夹的使用寿命。同时还会提高薄膜脱夹、破膜现象，甚至拉伸时会发生大的响声。提高拉伸温度，聚合物分子链及分子链段的活动能力提高拉伸取向时解取向的能力也会提高，薄膜的实际取向程度降低，导致薄膜的拉伸强度、弹性模量降低，断裂伸长率增大。拉伸温度过高时，聚合物容易结晶，使得拉伸薄膜的结晶度增大，薄膜的透明性变差，且薄膜会出现中间部分较薄、四周部分较厚的现象，严重影响薄膜的质量，更严重时会出现破膜现象。横向拉伸取向时，薄膜片材受热均匀也是重要影响因素之一。加热区的温度一定要均匀且稳定。片材均匀受热会使拉伸取向时，片材受力均匀，会使得聚合物分子链及分子链段取向均匀。薄膜产品的厚度均匀性会更好。此外，考虑到拉伸取向过程中，片材会产生热量且拉伸粘度也会增大，横向拉伸区的加热温度要有一定的递增量。

（2）拉伸倍数对薄膜性能的影响

提高薄膜的拉伸倍数使得薄膜沿外力方向上的拉伸取向程度更高且薄膜的拉伸均匀性提高，使得薄膜在取向方向上的拉伸强度、弹性模量提高，断裂伸长率下降，薄膜的厚度均匀性提高。但是，拉伸倍数过大时，薄膜的拉伸应力也会增大，链夹所承受的载荷将会增大，不利于链夹的使用寿命。在拉伸结晶度高、纵向拉伸倍数高的薄膜时，增大横向拉伸倍数会使得破膜现象大幅提高。

（3）热定型对薄膜性能的影响

热定型处理是在薄膜拉伸取向完成后进行的，且热定型区和拉伸区之间需设计缓冲区，防止两区之间的温度相互干扰。热定型处理的目的：一是使经过拉伸后的薄膜在应力作用下发生缓慢弹性变形或释放应力，改善薄膜性能。二是使拉伸取向的聚合物的短链和支链得到解取向，薄膜断裂伸长率增大。在设计热定型区域时，应当综合考虑其与相邻两区域的温度。当相邻两各区域的温差较大时，此时，应在两个区域之间设置一个缓冲区，以便隔离温度的相互干扰。当相邻区间温差不大时，则不需要设置缓冲区。

（4）冷却对薄膜性能的影响

横向拉伸设备的最后区段为冷却区，在这里薄膜将会进行快速冷却降温处理。在外力场的作用下，聚合物分子链及分子链段沿外力方向上的排列取向，此时的凝聚态结构在热力学上是不稳定的非平衡态，一旦外力场消失，高分子链将会自发解取向。为了得到分子链及分子链段取向的凝聚态结构，就需要在外力去除之前对片材进行快速降温处理，使得这种凝聚态结构固定下来。因此，冷却的目的是为了将高温的薄膜快速冷却降温到玻璃化转变温度以下，使得聚合物分子链及分子链段定型，防止因发生分子链豫驰而影响到薄膜性能。对于较厚的薄膜和告诉生产中的薄膜所需要的冷却时间较长。应当注意的是在横向拉伸的冷却区，腔室保温箱壁上经常会有一层低分子凝聚物，这不仅影响薄膜的表面质量，也会污染周围生产环境。

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