红外扫描测温仪测量塑料聚合物熔体流延温度分布
2012-12-18
随着对挤出塑料薄膜和片材塑料等塑料产品越来越多的市场需求，尽管生产所需的树脂和劳动力的成本越来越高，但用户对产品的性能和质量的一致性也提出了更高的要求。为了保持竞争的优势，许多塑料薄膜、塑料片材以及挤出涂布/复合加工产品的生产厂商必须避免其产品出现任何瑕疵和不一致性，定型生产的产品要说明质量的一致性指标或所能达到的规格标准，甚至还要说明如控制的加工温度等所有的操作参数。
从挤压机中挤出流入到液流通道中的熔融聚合物是一种高黏性流体，熔体的流速在液流通道的中心部分速度最快而在液流通道的边缘位置流动速度接近为零。 从理论上讲，与流动的黏性流体接触的界面层在流体的接触表面附近是不流动的，因此，插入到熔融流体中直接与塑料接触的热电偶的表面附近流体是不流动的（或者是非常缓慢地流动）。
除了要考虑挤压机料桶的加热器提供热量外，剪边机在切边时对聚合物熔体产生的热的影响也要考虑，不管怎样，这部分能量对挤压机熔体产生了额外的温度而且是不均匀的。熔融流体的温度分布与黏性分布有一定的对应关系，塑料的温度越高（黏性低）则越靠近液流通道的中心部分则熔流越容易流动，反之，塑料的温度越低（黏性高）则越接近流动通道的外壁则熔流越不容易流动，结果沿着塑料流动的区域有一个流速分布，中心部分流速最高，越向外壁流速越低。这样就导致即使熔体的温度是恒定的，但是根据已有的流速分布图也可断定熔流的温度分布是不均匀的，图1是全面描述温度分布状态(中心位置温度高，越向边缘位置温度越低)的热像图，这是一条薄膜挤出LDPE熔体流延的实时温度分布热像图。
由于相对热电偶的响应速度来讲，所以用热电偶无法探测到这种变化，但是如果用红外扫描测温仪能很容易地测量到这种变化，进一步地调查结果发现原来是用来过滤聚合物熔流的筛网上的一个部位发生了阻塞，被污染的筛网对挤压机产生了额外的负压强，这个负压强能通过螺杆的作用改变混炼和熔化的过程，并由此能观察到温度和负载电流的波动。设备上安装的热电偶不能追踪到用红外扫描测温仪观察到的这种短时间温度的波动，更换了被阻塞的筛网部件后，得到了与 图1所示相似的均匀一致的温度分布热像图。
结论
红外扫描测温仪能够精确测量温度分布情况和短时间周期内温度变化的轨迹，这是用热电偶无法做到的。生产加工过程中需要在聚合物接触到基材前及时测量熔体流延的温度，提供有效的温度测量和控制手段以改善挤出涂布加工的质量。尤其是在挤出薄膜的过程中，当通过挤压机模头的温度和黏度在宽度方向发生变化时会导致薄膜边缘“波边”、破边或撕边。
热像仪 http://www.hncsw.net/
从挤压机中挤出流入到液流通道中的熔融聚合物是一种高黏性流体，熔体的流速在液流通道的中心部分速度最快而在液流通道的边缘位置流动速度接近为零。 从理论上讲，与流动的黏性流体接触的界面层在流体的接触表面附近是不流动的，因此，插入到熔融流体中直接与塑料接触的热电偶的表面附近流体是不流动的（或者是非常缓慢地流动）。
除了要考虑挤压机料桶的加热器提供热量外，剪边机在切边时对聚合物熔体产生的热的影响也要考虑，不管怎样，这部分能量对挤压机熔体产生了额外的温度而且是不均匀的。熔融流体的温度分布与黏性分布有一定的对应关系，塑料的温度越高（黏性低）则越靠近液流通道的中心部分则熔流越容易流动，反之，塑料的温度越低（黏性高）则越接近流动通道的外壁则熔流越不容易流动，结果沿着塑料流动的区域有一个流速分布，中心部分流速最高，越向外壁流速越低。这样就导致即使熔体的温度是恒定的，但是根据已有的流速分布图也可断定熔流的温度分布是不均匀的，图1是全面描述温度分布状态(中心位置温度高，越向边缘位置温度越低)的热像图，这是一条薄膜挤出LDPE熔体流延的实时温度分布热像图。
由于相对热电偶的响应速度来讲，所以用热电偶无法探测到这种变化，但是如果用红外扫描测温仪能很容易地测量到这种变化，进一步地调查结果发现原来是用来过滤聚合物熔流的筛网上的一个部位发生了阻塞，被污染的筛网对挤压机产生了额外的负压强，这个负压强能通过螺杆的作用改变混炼和熔化的过程，并由此能观察到温度和负载电流的波动。设备上安装的热电偶不能追踪到用红外扫描测温仪观察到的这种短时间温度的波动，更换了被阻塞的筛网部件后，得到了与 图1所示相似的均匀一致的温度分布热像图。
结论
红外扫描测温仪能够精确测量温度分布情况和短时间周期内温度变化的轨迹，这是用热电偶无法做到的。生产加工过程中需要在聚合物接触到基材前及时测量熔体流延的温度，提供有效的温度测量和控制手段以改善挤出涂布加工的质量。尤其是在挤出薄膜的过程中，当通过挤压机模头的温度和黏度在宽度方向发生变化时会导致薄膜边缘“波边”、破边或撕边。
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