CN112440460A - 用于吹膜加工功能性高分子材料的成型***及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于吹膜加工功能性高分子材料的成型***及方法，该成型方法包括通过吹膜模头的功能性高分子材料熔体形成型胚；型胚在在成型单元的辅助下吹胀成型形成膜泡；膜泡经过冷却固化后形成功能性高分子材料薄膜。本发明可以根据使用需求在控温成型阶段通过调节横向吹胀比、吹胀成型阶段的温度、牵引比等实现对目标功能性高分子薄膜的各向向异性精确可控调节。

Description

用于吹膜加工功能性高分子材料的成型***及方法
技术领域
本发明涉及高分子薄膜加工技术领域，尤其涉及一种用于吹膜加工功能性高分子材料的成型***及方法。
背景技术
聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚酰胺、热致型液晶高分子、高熔指聚烯烃材料、尼龙、聚醚醚酮、聚四氟乙烯等功能性高分子材料的薄膜产品因其各自优异的使用性能在高频通信、航空航天、电子电器等领域具有巨大的应用市场和潜力；聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基脂肪酸酯等生物可降解材料所制备的可降解薄膜产品，也逐渐成为软包装材料的主流；然而上述各种功能性高分子材料的薄膜产品尽管在各自领域具有十分优异的使用性能，但是在进行薄膜制备时通常面临着熔体粘度过低或过高、熔体强度差、熔体破裂、热稳定性差、成膜困难等问题。加工这些薄膜产品经常需要使用各种复杂的加工工艺，成型成本高昂，规模化生产、制备受到诸多限制。
吹膜加工技术是一种经济高效的高分子薄膜成型技术，其中多层共挤吹膜是指多层物料从共挤模头中同时挤出得到多层共挤复合薄膜。多层共挤吹膜时，不同挤出层物料通常赋予不同的性能，这些物料大多数情况下均是具有优异吹膜加工性能的吹膜级树脂或者其共混物。因此，如何利用多层共挤吹膜技术实现上述具有优异使用性能，但吹膜加工性能差、甚至难以进行吹膜加工的功能性高分子材料的薄膜产品制备，具有十分重要的意义。然而，实现这一目标，需要解决两个问题：一、如何使目标功能性高分子材料从环形口模从连续、均匀挤出；二、如何实现管状型胚的吹胀成膜，保证所成型薄膜的均匀性。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种用于吹膜加工功能性高分子材料的成型***及方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种用于吹膜加工功能性高分子材料的成型方法，包括：
通过吹膜模头的功能性高分子材料熔体形成型胚；
型胚在在成型单元的辅助下吹胀成型形成膜泡；
膜泡经过冷却固化后形成功能性高分子材料薄膜。
作为本发明的另一个方面，还提供了一种功能性高分子材料的成型***，包括：
模头，其设置在挤出机末端，以及
成型单元，成型单元与模头的口模连接，所述成型单元包括成型芯棒或成型模具腔。
基于上述技术方案可知，本发明的用于吹膜加工功能性高分子材料的成型***及方法相对于现有技术至少具有以下优势之一或一部分：
1、本发明采用多层共挤出吹膜的方法，将充分塑化后的功能性高分子材料在具有优异加工性能的保护层材料包裹下从多层共挤口模中均匀连续挤出；
2、本发明可以根据使用需求在控温成型阶段通过调节横向吹胀比、吹胀成型阶段的温度、牵引比等实现对目标功能性高分子薄膜的各向向异性精确可控调节；
3、本发明提供的一种用于吹膜加工功能性高分子材料的成型***及方法，具有工艺技术简单、适用范围广泛等优点，可以实现多种吹膜加工性能差、甚至难以进行吹膜加工的功能性高分子材料的吹膜加工。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的五层共挤吹膜模头及控温成型装置的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的成型模具腔的结构示意图；
图3为本发明实施例2提供的控温成型装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供一种用于吹膜加工功能性高分子材料的成型装置及方法，以实现吹膜加工性能差、甚至难以进行吹膜加工的功能性高分子材料的吹膜加工；本发明可以对功能性高分子薄膜的各向异性和力学均衡性精确连续可控调节；本发明制备的薄膜的厚度均匀性好，表面平整度好。
本发明公开了一种功能性高分子材料的成型方法，包括：
通过吹膜模头的功能性高分子材料熔体形成型胚；
型胚在在成型单元的辅助下吹胀成型形成膜泡；
膜泡经过冷却固化后形成功能性高分子材料薄膜。
在本发明的一些实施例中，在所述吹胀成型步骤中，对于结晶性高分子材料，吹胀成型的温度Tp的范围为：Tp≥Tc+5℃，Tc为结晶温度；对于非晶高分子材料，吹胀成型的温度Tp≥Tg+10℃，Tg为玻璃化转变温度；
在本发明的一些实施例中，在所述冷却固化步骤中，对于结晶性高分子材料，冷却固化的温度Ts的范围为：Ts≤Tc-5℃，对于非晶高分子材料，冷却固化的温度Tp≤Tg-10℃。
在本发明的一些实施例中，所述成型方法还包括在所述吹胀成型形成膜泡之后在冷却固化之前对膜泡进行二次吹胀；
在本发明的一些实施例中，二次吹胀步骤中，对于结晶性高分子材料，二次吹胀的温度Te的范围为：Te≥Tc+5℃，Tc为结晶温度；对于非晶高分子材料，二次吹胀的温度Te≥Tg+15℃，Tg为玻璃化转变温度。
在本发明的一些实施例中，所述成型方法还包括在所述冷却固化步骤结束后对形成功能性高分子材料薄膜进行热定型；
在本发明的一些实施例中，在所述热定型步骤中，对于结晶性高分子材料，热定型Th的范围为：Th≥Tc，Tc为结晶温度；对于非晶高分子材料，热定型温度Th≥Tg+5℃，Tg为玻璃化转变温度。
在本发明的一些实施例中，所述成型单元包括成型芯棒或成型模具腔。
在本发明的一些实施例中，所述吹膜模头为共挤摸头；
共挤摸头的若干分流道内靠近中间的流道内设置目标功能性高分子材料，其余分流道至少一个流道内设置保护层材料。
本发明还公开了一种用于吹膜加工功能性高分子材料的成型***，包括：
模头，其设置在挤出机末端，以及
成型单元，成型单元与模头的口模连接，所述成型单元包括成型芯棒或成型模具腔。
在本发明的一些实施例中，所述模头为共挤摸头，所述共挤模头包括若干分流道和共挤出流道，若干分流道的末端均与共挤出流道的起始端连接；
在本发明的一些实施例中，每个所述流道内均设有过滤结构。
在本发明的一些实施例中，所述共挤摸头的共挤出流道与共挤模头的口模的直径之比为0.2～50。
在本发明的一些实施例中，所述共挤模头的口模与成型单元之间设有平滑过渡结构；
在本发明的一些实施例中，所述成型***还包括风冷却循环单元，所述风冷却循环单元的出口设置在成型***的侧壁上；
在本发明的一些实施例中，所述风冷却循环单元包括冷却风环；
在本发明的一些实施例中，所述成型***还包括设置在成型***侧壁上的温控单元，所述温控单元用于调节膜泡外侧的温度；
在本发明的一些实施例中，所述成型***还包括循环风孔，所述循环风孔设置在成型***侧壁上。
在本发明的一些实施例中，所述成型***还包括用于防止薄膜吹胀成型阶段和冷却固化阶段热对流的绝热层。
在本发明的一些实施例中，所述成型***还包括用于加热共挤模头的加热套，所述共挤模头设置在加热套内。
在一个示例性实施例中，本发明中的用于吹膜加工功能性高分子材料的成型***，包括：三层及三层以上共挤模头及配套的控温成型装置，利用三层及三层以上共挤出的方法，实现各种吹膜加工性能差、甚至难以进行吹膜加工的高分子材料的吹膜成型加工；吹膜加工性能差、甚至难以进行吹膜加工的功能性高分子材料与保护层材料经不同挤出机均匀塑化后进入三层及三层以上共挤模头。
控温成型装置与口模出口直接相连，多层共挤型胚从口模中挤出后立即进入控温成型装置；
所述三层及三层以上共挤模头在模头分流道上设有过滤结构，物料在进入共挤出流道前，可以过滤掉未充分塑化的固体颗粒，模头共挤出流道的长度与口模直径之比为0.2～50，例如为0.2、0.5、0.8、1.0、2.0、5.0、8.0、10、20、30、40、50，随着该比值的增加，多层共挤型胚的均匀性逐渐提高，但是比例过高会增加模头加工制备的难度；
目标功能性高分子材料层设在多层共挤的中层，吹膜过程中在保护层材料的包覆下，从环形口模中挤出多层共挤型胚，随即进入配套的控温成型装置，所述控温成型装置包括成型组件和控温组件，成型组件具有成型芯棒或成型模具腔等结构，膜泡可以依附在成型芯棒的表面或成型模具腔的内壁进行成型；所述控温组件同时可以精确调控距离口模不同位置处膜泡周围的温度、气流等，根据加工原料的本征特性在距离口模不同位置处对管状型胚进行吹胀、固化、拉伸、定型等；
本发明中，多层共挤的最内或最外层，即控温成型阶段与成型芯棒或成型模具腔直接接触的挤出层，该层物料与成型芯棒或成型模具腔之间的粘附力较小，防止膜泡在成型过程中与成型芯棒或成型模具腔粘结在一起。
所述的控温成型装置中成型芯棒、成型模具腔的选择可以根据目标高分子材料的加工特性进行选择，适用于熔体粘度过低或过高、熔体强度差、熔体破裂、热稳定性差、成膜困难等各类吹膜加工性能差、甚至难以进行吹膜加工的功能性高分子材料的吹膜加工。
本发明中控温成型装置通过温控***控制设置在其中的加热单元的加热功率和气流发生单元控制循环气流的流速、风量精确调控膜泡周围的温度、气流等外场条件，实现含有功能性高分子材料层的多层管状型胚的横向吹胀、冷却定型、二次吹胀、热定型等步骤。
本发明中对控温***和加热单元的形式没有严格意义上的要求，可以采用各种公知的加热形式，包括但不限于电加热、红外线加热、高频电磁加热、电子束加热等，从实用性的角度考虑，优选采用电加热，加热元件包括但不限于加热块、加热板、加热丝、加热管等，这里膜泡的主体形状为圆柱状，从加热均匀性的角度考虑控温成型装置的外观形状设置为直径大于膜泡的圆筒状，控温成型装置的下端与口模出口平面相连，按功能依次分为横向吹胀阶段、冷却定型阶段，根据需求还可以设置有二次吹胀阶段、热定型阶段，其中横向吹胀阶段与冷却阶段的温度差较大，在两者的过渡区域设置有绝热层，本发明中的绝热层由绝热材料填充在横向吹胀阶段与冷却定型阶段，绝热材料包括但不限于云母板、发泡玻璃板等。
本发明中对气流发生单元的形式没有严格意义上的要求，可以采用各种公知的气流发生方法，包括但不限于离心风机、轴流风机、回转风机等，从实用性的角度考虑，优选采用可以无极调速的离心风机。
横向吹胀阶段：控温成型装置根据加工原料特性维持膜泡周围的温度，使所述功能性高分子材料仍然具有良好的成型吹胀能力，在保护层材料的包覆以及成型芯棒或成型模具腔辅助下实现横向的吹胀成膜，芯棒及模具腔与口模直接连接段与口模出口具有平滑过渡结构，其变化形状根据原料本征特性进行设计，最大尺寸由所需实现的最大横向吹胀比决定。
在横向吹胀阶段，通过温控***将膜泡周围气氛温度加热至Tp，对于结晶性高分子材料，该阶段的温度Tp的范围为：Tp≥Tc+5℃，Tc为结晶温度；对于非晶高分子材料，该阶段的温度Tp≥Tg+10℃，Tg为玻璃化转变温度；此时从模头中挤出的高分子型胚仍处于可拉伸变形状态，型胚套在成型芯棒的外表面，由于牵引辊的牵引使得型胚沿着成型芯棒纵向移动，型胚横向的尺寸也随着成型芯棒直径的增大而逐渐增大，实现横向吹胀，型胚也可以依附在成型模具腔的内表面，从模芯进气口鼓入的压缩气体将型胚吹胀至成型模具腔的内壁，并随着腔体内部的直径的增大而逐渐增大，实现横向吹胀，成型芯棒的初始外径以及成型模具腔的初始内径与型胚的内径相同，成型芯棒的外径和成型模具的内径应平滑过渡，逐渐增大，这里共挤模头上还包括气流产生单元，气流产生单元产生的气流在膜泡和成型单元之间形成气流层用于减弱膜泡和成型单元之间黏着力相比常规的吹膜加工方式，采用的成型芯棒和成型模具腔辅助了吹膜加工性能差、甚至难以进行吹膜加工的高分子材料的横向吹胀；
冷却定型阶段：在横向吹胀阶段实现横向吹胀后的膜泡被牵引辊牵引至冷却定型阶段进行冷却，施加的冷却气流使成型后的膜泡逐步冷却固化，防止在固化过程中出现起皱、翘曲等现象，一般地，对于结晶性高分子材料，该阶段的温度Ts的范围为：Ts≤Tc-5℃，对于非晶高分子材料，该阶段的温度Tp≤Tg-10℃；冷却定型阶段的设置有冷却风环，冷却风环连接有气流发生单元，气流发生单元向冷却风环鼓入冷却气流，冷却气流从风环吹风口吹向成型后的膜泡，热气流从循环出风口排出控温成型装置，实现膜泡的冷却，气流发生单元与冷却风环之间连接有温控***，可以控制鼓入冷却气流的温度，最终通过协同控制气流的温度和流速从而达到调控膜泡降温速率的目的，实现可控冷却；冷却定型阶段，控温成型装置向膜泡施加不同温度和流速的冷却气流，实现膜泡的逐步冷却固化，减少薄膜在固化过程中的起皱现象。
在本发明的一些实施例中，还可以设有薄膜二次吹胀成型、热定型等控温成型阶段；薄膜在二次吹胀成型阶段被继续加热至成型加工温度，在成型芯棒、成型模具腔及吹胀气流的辅助下实现薄膜第二次的横向吹胀、拉伸；薄膜在热定型阶段，膜泡周围气氛氛围升温至指定热定型温度，消除薄膜中的内应力，增加薄膜尺寸稳定性，具体地：
二次吹胀阶段：一些材料的膜泡在横向成型阶段的吹胀比不足以满足需要或者能够实现吹胀比有限，则需要进行二次吹胀，二次吹胀阶段所需的成型单元的结构与横向吹胀阶段类似，设置在牵引辊的后端，成型芯棒初始外径和成型模具腔的初始内径与冷却定型阶段得到的膜泡的直径相等，控温元件再次将膜泡周围气氛的温度加热至膜泡的可拉伸变形温度附近，对于结晶性高分子材料，该阶段的温度Te的范围为：Te≥Tc+5℃，对于非晶高分子材料，该阶段的温度Te≥Tg+15℃；膜泡套在成型芯棒的外表面，由于二次吹胀阶段上方设置的第二牵引辊的牵引使得膜泡沿着成型芯棒纵向移动，膜泡横向的尺寸也随着成型芯棒直径的增大而逐渐增大，实现二次吹胀，膜泡也可以依附在成型模具腔的内表面，向膜泡内部鼓入压缩气体将膜泡吹胀至成型模具腔的内壁，并随着腔体内部的直径的增大而逐渐增大，实现二次吹胀；
热定型阶段：一些材料在吹膜成型后需要进行热定型，以消除薄膜内应力、提高结晶完善程度等，则需要进行热定型，热定型设置在冷却定型阶段与牵引辊之间或二次吹胀阶段与第二牵引辊之间，热定型阶段高分子材料的分子链应该处于可以运动的状态，而又不能使薄膜产生宏观的形变，对于该阶段膜泡周围气氛温度的选择更加苛刻，对于结晶性高分子材料，该阶段的温度Th的范围为：Th≥Tc，对于非晶高分子材料，该阶段的温度Th≥Tg+5℃，对于特定薄膜需要根据实际需求进一步调整，该阶段设置有温控***，通过控制加热元件的加热功率保持膜泡周围气氛的温度在Th。
定型后的膜泡最终经牵引辊牵引、收卷得到多层共挤复合薄膜。得到的多层共挤复合薄膜，可以根据薄膜特性及使用需求，对复合薄膜进行剥离、层压等工序。得到目标功能性高分子薄膜。本发明利用多层共挤出的方法配套所述的控温成型装置，解决了功能性高分子薄膜成型加工过程中存在熔体强度差、熔体破裂、挤出不均匀、成膜困难等问题。
本发明中，在制备单层目标功能性高分子薄膜时，与中层功能高分子层直接连接的共挤层的物料与目标功能性高分子材料必须具有较低粘合力，不同物料熔点的差值小于250℃，以便成膜后剥离工序的进行。
所述功能性高分子材料为各种吹膜加工性能差、甚至难以进行吹膜加工的高分子材料；包括但不限于熔体粘度低、熔体强度差的液晶高分子材料、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚酰胺、高熔指聚烯烃材料、尼龙等；熔体粘度高、热成型困难的聚醚醚酮、聚四氟乙烯等；加工窗口窄、热稳定性差的聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基脂肪酸酯等；所述功能性高分子材料可以是前述的一种纯树脂，也可以是含有一种或多种前述树脂的共混物。
所述的保护层材料包括各种可以进行吹膜加工的材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/醋酸乙烯共聚物、乙烯/乙烯醇共聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚(4-甲基戊烯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、芳香族液晶聚酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、含氟树脂等；所述保护层材料可以是一种前述的吹膜树脂，也可以是含有一种或多种前述吹膜树脂的共混物。
制备得到的功能性高分子薄膜的厚度均匀性好，根据不同的使用需求可以对薄膜的各向异性进行精确可控调节。
所述多层共挤复合薄膜中的保护层可以作为功能性高分子薄膜的保护膜在成型后或者使用前进行剥离，也可以作为粘合层辅助功能性高分子薄膜的层压、复合等。
以下通过具体实施例结合附图对本发明的技术方案做进一步阐述说明。需要注意的是，下述的具体实施例仅是作为举例说明，本发明的保护范围并不限于此。
下述实施例中使用的化学药品和原料均为市售所得或通过公知的制备方法自制得到。
实施例1
如图1-2所示，本发明实施例提供一种用于吹膜加工功能性高分子材料的成型装置，包括五层共挤模头1和控温成型装置13；目标功能性高分子材料和保护层材料分别加入到挤出机中，经挤出机熔融塑化后进入共挤模头1，目标功能性高分子材料进入流道4，保护层材料分别进入流道2、3、5和6，物料在进入流道2、3、4、5和6后，在各自流道中首先经过一层过滤结构，将未充分熔融的固体颗粒进行过滤，最终汇聚到共挤出流道9，共挤出流道的长度与口模直径之比为0.2～50，调控该比值可以调节功能性高分子材料在模头共挤阶段的厚度分配，保证物料沿周向的均匀性，加热套8保证过滤后的加工物料始终处于熔融状态；目标功能性高分子材料在保护层的包裹下形成共挤物料均匀地从环形口模11中挤出，随即进入控温成型装置13，吹胀气流从模芯进气口10进入环状型胚内部，调节薄膜吹胀成型阶段控温成型装置侧壁下部15的温度控制模块16使型胚12仍处于可塑性阶段，内部的吹胀气流将型胚/膜泡12吹胀至成型模具腔14的内壁，在成型模具腔14的支撑作用下，膜泡12伴随着成型模具腔14的内壁形状、尺寸的变化被逐渐吹胀，成型模具腔的材质可以为聚四氟乙烯材料，结构如图2所示，为了进一步减弱膜泡12和成型模具腔14的黏着，也可以在两者之间输入辅助气流，设置气流组件，气流组件产生的气流用于形成气流层，实现成型模具腔14对膜泡12吹胀辅助的同时减弱对其纵向牵引的影响；横向吹胀完成的膜泡12被牵引至薄膜冷却固化阶段，由于薄膜吹胀成型阶段和冷却固化阶段有较大的温差，在控温成型装置侧壁中部位置上设置绝热层17防止热对流；薄膜冷却固化阶段除了使氛围温度逐渐降至Ts外，设有吹风冷却循环单元，冷却风环18将冷却气流吹向膜泡12，热气流从循环风孔19中排出，直至目标功能高分子薄膜固化成型。
实验例2
利用上述具体实施例1中提供的一种用于吹膜加工功能性高分子材料的成型装置及方法，制备生物可降解高分子聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)薄膜，聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)的熔点为150℃，结晶温度为126℃，保护层材料为聚乙烯和改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，熔点分别为112℃和125℃。聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)的熔体粘度低，加工温度窗口窄，热稳定性差，无法直接吹膜加工。如图1所示，聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)物料进入分流道4，聚乙烯进入分流道3和5，改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯进入分流道2和6，模头温度为160℃，薄膜吹胀成型阶段的温度为131-135℃，吹胀比为2.5，改性后的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的开口性好，与图2所示的成型模具腔之间不发生黏附作用；薄膜冷却固化阶段的温度为115-121℃，最终得到五层共挤薄膜的总厚度为180μm，聚乙烯和聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)之间的结合力低，可以直接剥离保护层材料得到单层的聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)薄膜，厚度约为30μm；外层聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯薄膜也可以与聚乙烯层剥离，得到聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯薄膜。
实验例3
使用实施例2中相同的方法，与实施例2的不同之处在于，薄膜吹胀成型阶段的温度为140-145℃，吹胀比为3.5，薄膜冷却固化阶段的温度为80-85℃，最终得到五层共挤薄膜的总厚度为140μm，直接剥离保护层材料得到单层的聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)薄膜，厚度约为24μm。
实施例4
使用实施例1中相同的方法，与实施例1的不同之处在于：如图3所示，将实施例1中的成型模具腔14更改为成型芯棒20，膜泡横向的吹胀拉伸主要依赖于成型芯棒20距离口模11不同位置处的横向尺寸的增加来实现，对于在吹胀过程中容易发生熔体破裂等现象的物料，通过设计不同尺寸变化形状的成型芯棒20，实现膜泡横向的均匀吹胀拉伸。
实验例5
利用上述具体实施例4中提供的一种用于吹膜加工功能性高分子材料的成型装置及方法，制备聚苯硫醚薄膜，聚苯硫醚的熔点为285℃，保护层材料为含2％开口剂的吹膜级聚丙烯树脂，熔点为150℃。聚苯硫醚的加工温度高，熔体粘度不稳定，其薄膜产品通常需要利用复杂的层压技术得到。如图1所示，聚苯硫醚物料进入分流道4，聚乙烯进入分流道2、3、5和6，模头温度为300℃，薄膜吹胀成型阶段的温度为295-305℃，吹胀比为2.0；薄膜冷却固化阶段的温度为50-80℃，最终得到五层共挤薄膜的总厚度为200μm，聚丙烯和聚苯硫醚之间的结合力低，可以直接剥离保护层材料得到单层的聚苯硫醚薄膜，厚度约为40μm。
综上所述，本发明提供的一种用于吹膜加工功能性高分子材料的成型装置及方法，可以实现多种吹膜加工性能差、甚至难以进行吹膜加工的功能性高分子材料的吹膜加工，同时根据不同的使用需求可以对薄膜的各向异性进行可控调节；所述的薄膜成型装置及方法，加工工艺简单，适用范围广。
本发明未详细阐述的部分属于本领域公知技术。
需要说明的是，尽管已经参照本发明的特定示例性实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，本发明并不局限于上述实施方式，凡是对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意味着包含这些改动和变型。
特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。所有这些组合和/或结合均在本发明的保护范围。因此，本发明的范围不仅由所附权利要求来进行确定，还应由所附权利要求的等同物来进行限定。

Claims (10)

1.一种功能性高分子材料的成型方法，包括：
通过吹膜模头的功能性高分子材料熔体形成型胚；
型胚在在成型单元的辅助下吹胀成型形成膜泡；
膜泡经过冷却固化后形成功能性高分子材料薄膜。
2.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，
在所述吹胀成型步骤中，对于结晶性高分子材料，吹胀成型的温度Tp的范围为：Tp≥Tc+5℃，Tc为结晶温度；对于非晶高分子材料，吹胀成型的温度Tp≥Tg+10℃，Tg为玻璃化转变温度；
在所述冷却固化步骤中，对于结晶性高分子材料，冷却固化的温度Ts的范围为：Ts≤Tc-5℃，对于非晶高分子材料，冷却固化的温度Tp≤Tg-10℃。
3.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，
所述成型方法还包括在所述吹胀成型形成膜泡之后在冷却固化之前对膜泡进行二次吹胀；
二次吹胀步骤中，对于结晶性高分子材料，二次吹胀的温度Te的范围为：Te≥Tc+5℃，Tc为结晶温度；对于非晶高分子材料，二次吹胀的温度Te≥Tg+15℃，Tg为玻璃化转变温度。
4.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，
所述成型方法还包括在所述冷却固化步骤结束后对形成功能性高分子材料薄膜进行热定型；
在所述热定型步骤中，对于结晶性高分子材料，热定型Th的范围为：Th≥Tc，Tc为结晶温度；对于非晶高分子材料，热定型温度Th≥Tg+5℃，Tg为玻璃化转变温度。
5.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，
所述成型单元包括成型芯棒或成型模具腔。
6.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，
所述吹膜模头为共挤摸头；
共挤摸头的若干分流道内靠近中间的流道内设置目标功能性高分子材料，其余分流道至少一个流道内设置保护层材料。
7.一种用于吹膜加工功能性高分子材料的成型***，包括：
模头，其设置在挤出机末端，以及
成型单元，成型单元与模头的口模连接，所述成型单元包括成型芯棒或成型模具腔。
8.根据权利要求7所述的成型***，其特征在于，
所述模头为共挤摸头，所述共挤模头包括若干分流道和共挤出流道，若干分流道的末端均与共挤出流道的起始端连接；
每个所述流道内均设有过滤结构。
9.根据权利要求8所述的成型***，其特征在于，
所述共挤摸头的共挤出流道与共挤模头的口模的直径之比为0.2～50。
10.根据权利要求7所述的成型***，其特征在于，
所述共挤模头的口模与成型单元之间设有平滑过渡结构；
所述成型***还包括风冷却循环单元，所述风冷却循环单元的出口设置在成型***的侧壁上；
所述风冷却循环单元包括冷却风环；
所述成型***还包括设置在成型***侧壁上的温控单元，所述温控单元用于调节膜泡外侧的温度；
所述成型***还包括循环风孔，所述循环风孔设置在成型***侧壁上。
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