干燥溫度對(duì)復(fù)合制品存在什么影響

http://www.sxbltgs.net 　　時(shí)間:2019年7月22日　　關(guān)注數(shù):1166 次

摘要：溶劑的揮發(fā)事實(shí)上就是物質(zhì)由高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域擴(kuò)散的過程。加大不同區(qū)域的濃度差會(huì)加速揮發(fā)過程，同時(shí)提高溫度也會(huì)加速揮發(fā)過程。

1、干燥溫度對(duì)溶劑揮發(fā)的影響

溶劑的揮發(fā)事實(shí)上就是物質(zhì)由高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域擴(kuò)散的過程。加大不同區(qū)域的濃度差會(huì)加速揮發(fā)過程，同時(shí)提高溫度也會(huì)加速揮發(fā)過程。

通常情況下，干式復(fù)合機(jī)的烘箱有三段溫區(qū)，這樣事實(shí)上就有了五段揮發(fā)段：

1）、第一段為從上膠壓輥壓合線到保護(hù)罩之間的區(qū)域---自然揮發(fā)段

這一段的特點(diǎn)為常溫常壓，溶劑自然揮發(fā)。此段區(qū)域內(nèi)，被涂布的膠粘劑溶劑含量最大，溶劑自然地從涂布表面揮發(fā)，但揮發(fā)量較小。如果該段距離設(shè)計(jì)的較長(zhǎng)，則有助于提高揮發(fā)能力。該段長(zhǎng)度上，膠粘劑尚處于濕潤(rùn)狀態(tài)，因此具有流動(dòng)能力，可使涂布更均勻。

2）、第二段為從保護(hù)罩到第一溫區(qū)之間的區(qū)域---自蒸發(fā)段

這一段的特點(diǎn)是常溫負(fù)壓，溶劑自蒸發(fā)。由于保護(hù)罩上方有強(qiáng)制排氣裝置，又是個(gè)半封閉區(qū)域，所以該區(qū)域內(nèi)是負(fù)壓狀態(tài)，常溫負(fù)壓使溶劑沸點(diǎn)降低，產(chǎn)生自蒸發(fā)現(xiàn)象，因而溶劑揮發(fā)能力大于第一段，但溶劑仍處于半濕潤(rùn)狀態(tài)，是涂布面表層溶劑蒸發(fā)。

3）、第三段為烘箱內(nèi)第一段溫區(qū)---次強(qiáng)蒸發(fā)段

這一段的特點(diǎn)是高溫負(fù)壓，溶劑強(qiáng)制蒸發(fā)。一般該段溫區(qū)的溫度設(shè)定在60~65℃，該溫度低于低壓下溶劑的蒸發(fā)點(diǎn)。由于烘箱內(nèi)是采用強(qiáng)制排風(fēng)的，而且排風(fēng)量比進(jìn)風(fēng)量大15%~20%，所以仍處于負(fù)壓狀態(tài)，再加上溫度遠(yuǎn)高于常溫，因而屬于高溫低壓、溶劑強(qiáng)制蒸發(fā)狀態(tài)。由于溫度比蒸發(fā)點(diǎn)低10~15℃，涂布面表層仍未干燥結(jié)膜，是表層偏深的溶劑揮發(fā)。揮發(fā)能力遠(yuǎn)大于第一段和第二段。

4）、第四段為烘箱內(nèi)第二段溫區(qū)---強(qiáng)制蒸發(fā)段

這一段的特點(diǎn)仍是高溫負(fù)壓，溶劑強(qiáng)制蒸發(fā)。該段的溫度一般設(shè)定為70~75℃，已接近負(fù)壓下溶劑的自蒸發(fā)點(diǎn)，因而蒸發(fā)量大于第一段溫區(qū)。這時(shí)是涂布面中層溶劑蒸發(fā)，但涂布面淺表層處于接近結(jié)膜狀態(tài)。

5）、第五段為烘箱內(nèi)第三段溫區(qū)---超強(qiáng)蒸發(fā)段

這一段的特點(diǎn)仍是高溫負(fù)壓，溶劑強(qiáng)制蒸發(fā)。該段的溫度一般設(shè)定為80~90℃，已超過低壓下溶劑的自蒸發(fā)點(diǎn)5~15℃，因而蒸發(fā)能力大于第二溫區(qū)。這時(shí)是涂布面深層溶劑蒸發(fā)，溶劑沖破淺表層接近干燥的膜層后揮發(fā)。至此溶劑得到充分揮發(fā)。

6）、干燥過程中，薄膜的溫度變化

在烘箱內(nèi)的干燥過程中，薄膜因吸熱使其溫度升高；同時(shí)溶劑揮發(fā)需要吸熱（同時(shí)吸取熱氣和薄膜的熱量又使薄膜溫度降低。二者同時(shí)作用的結(jié)果決定薄膜在某一時(shí)刻的溫度。

薄膜的吸熱能力用比熱衡量，與其種類有關(guān)。單位重量的某種物質(zhì)溫度升高或降低1℃所吸收的熱量，稱為比熱。不同材料比熱不同。相同重量的同種材料，體積越大、表面積越大吸熱速度越快，但吸熱量是一樣的（指達(dá)到相同溫度）。相同面積的同種材料，厚度越大，吸熱量越大。

溶劑的吸熱能力用蒸發(fā)熱來衡量，與其種類有關(guān)。單位重量的某種物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)所吸收的熱量，稱為蒸發(fā)熱。在蒸發(fā)過程中，材料的溫度是不變的。不同材料的蒸發(fā)熱不同。對(duì)干燥過程而言，膠粘劑中溶劑的含量越大，對(duì)熱量的需要就越大。

在溶劑持續(xù)揮發(fā)過程中，溶劑從熱氣及薄膜中吸熱對(duì)薄膜溫度的影響大于薄膜從熱氣中吸熱對(duì)薄膜溫度的影響。所以薄膜溫度基本保持在其沸點(diǎn)以下。

自然揮發(fā)段中，因溶劑揮發(fā)吸熱且無補(bǔ)熱而使薄膜溫度低于常溫；

自蒸發(fā)段中，因溶劑揮發(fā)吸熱且無補(bǔ)熱而使薄膜溫度低于自然揮發(fā)段中薄膜的溫度；

次強(qiáng)蒸發(fā)段中，因溶劑大量揮發(fā)大量吸熱而使薄膜溫度進(jìn)一步降低，但同時(shí)因強(qiáng)制補(bǔ)熱又使薄膜溫度升高。雖然補(bǔ)熱是遠(yuǎn)遠(yuǎn)過量的，但由于溶劑揮發(fā)并未完成，所以該段薄膜溫度遞增至接近該段烘箱熱氣溫度（沸點(diǎn)以下）；

強(qiáng)制蒸發(fā)段中，因同樣的原因，該段薄膜溫度遞增接近至該段烘箱熱氣溫度（接近沸點(diǎn)）；

超強(qiáng)蒸發(fā)段中，前段因膠粘劑基本干燥，吸熱和供熱基本平衡，薄膜溫度保持在沸點(diǎn)，后段屬于固化段，薄膜溫度則急劇升高，迅速向烘箱溫度靠攏。

總體上薄膜溫度是這樣變化的：

薄膜在烘箱中溫度最高點(diǎn)在第三段烘箱中的后半部，烘箱張力在此才造成對(duì)薄膜的過度拉伸，之前對(duì)拉伸的影響很小。所以要確保產(chǎn)生固化段，但越短越好。

顯然，烘箱中第一段的作用主要是使膠粘劑表層溶劑柔性揮發(fā)：既要揮發(fā)又要表面不結(jié)膜；第二段的作用主要是使膠粘劑中層溶劑揮發(fā)，同時(shí)不使表面結(jié)膜；第三段區(qū)域主要是使膠粘劑深層溶劑揮發(fā)，同時(shí)使表面迅速結(jié)膜。實(shí)踐證明三段式烘箱的設(shè)計(jì)使溶劑揮發(fā)充分而且均衡，是比較合理的。

干燥溫度的設(shè)定，應(yīng)當(dāng)使各段區(qū)域發(fā)揮應(yīng)有的作用。

2、干燥溫度的設(shè)定原則

干燥溫度的設(shè)定，關(guān)鍵在使于第二段接近蒸發(fā)點(diǎn)，及三段烘箱溫度保證合理的梯度。

烘箱溫度的設(shè)定，與溶劑種類、膠粘劑種類、膠層厚度、機(jī)器速度直接相關(guān)。不同的溶劑，其蒸發(fā)點(diǎn)（沸點(diǎn)）差異很大，不同的膠粘劑，其溶劑釋放性也是不同的；不同的膠層厚度對(duì)溫度及烘箱長(zhǎng)度的要求也不一樣。設(shè)定烘箱溫度主要要了解溶劑的沸點(diǎn)。

1）、烘箱中第二段的溫度應(yīng)略小于溶劑的沸點(diǎn)，保證溶劑易于揮發(fā)且不易結(jié)膜。

假設(shè)常溫下，某液體的沸點(diǎn)為77℃，在負(fù)壓狀態(tài)下，該液體的沸點(diǎn)會(huì)低于77℃，這時(shí)液體就會(huì)揮發(fā)，這種物理現(xiàn)象叫自蒸發(fā)現(xiàn)象。正如水的沸點(diǎn)為100℃，但在高原空氣稀薄地區(qū)90多度水就沸騰了。沸點(diǎn)降低的程度與負(fù)壓的程度有關(guān)。

正常情況下，烘箱中排風(fēng)大于進(jìn)風(fēng)，事實(shí)上就形成了一定的負(fù)壓。所以烘箱的溫度一般設(shè)定在比溶劑的沸點(diǎn)低3-5℃。

醋酸乙酯的沸點(diǎn)為77℃，所以一般復(fù)合時(shí)第二段的溫度以設(shè)定在72-74℃為宜。

2）、第一段的溫度以比第二段的溫度低10-12℃為宜。

一般復(fù)合時(shí)第一段的溫度設(shè)定在60-65℃之間。

3）、第三段的溫度以比第二段的溫度高10-15℃為宜。

一般復(fù)合時(shí)第三段的溫度設(shè)定在82-90℃之間。以薄膜出烘箱時(shí)溫度不過熱為宜。

如果第一段、第二段溫度過高，尤其是第一段溫度過高時(shí)，極易導(dǎo)致膠粘劑過早結(jié)膜，在后段更高溫度的作用下，深層的溶劑強(qiáng)烈揮發(fā)沖破表層的膜皮，造成火山環(huán)現(xiàn)象，即造成大量的復(fù)合氣泡，影響制品的外觀質(zhì)量。

如果三段溫區(qū)溫差過大，一樣易出現(xiàn)火山環(huán)現(xiàn)象；

如果三段溫區(qū)溫差過小，易出現(xiàn)溶劑殘留偏高現(xiàn)象；

如果整體溫度偏低，易出現(xiàn)溶劑殘留偏高現(xiàn)象。