探究新型塑料薄膜性能介绍

正确地选择和应用塑料薄膜，是V法造型的关键技术之一，因此，国外一直在不断地研究适用于V法造型的新型塑料薄膜。

1.低密度聚乙烯薄膜和塞纶薄膜

新型塑料薄膜有低密度聚乙烯薄膜（LDPE）和塞纶薄膜。其中，LDPE在V法造型中使用，其性能接近于乙烯醋酸乙烯共聚体薄膜，而用离子聚合树脂吹制成的叫作塞纶（Surlyn）的薄膜，其性能比LDPE薄膜及EVA薄膜更好。表13-2列举了Surlyn、EVA和LDPE三种薄膜的特性比较。

表13-2 三种薄膜的特性比较

为了比较几种塑料薄膜在V法造型中的适用性，国外曾将塞纶等几种薄膜在下列条件下进行试验：在带有浇口的300mm×100mm×150mm的长方形模样上成型后，用粒径约为200μm的硅砂进行V法造型，铸型内压力为360mmHg（1mmHg=133.322Pa），浇入铁液温度约为1400℃。冷却到常温后，观察铸件表面状态以及切削掉2mm后的内部状态，得到的结果见表13-3。

表13-3 几种薄膜对V法造型适用性的试验结果

此外，还对几种薄膜伸长率的热稳定性进行了试验。试验薄膜的宽度为20mm，有效长度为50mm，厚度为100μm。试验时，先将薄膜放在离加热器200mm处，板式加热器的温度为400℃，在按规定时间加热后，将薄膜一端固定，另一端以30mm/s的速度进行拉伸，测定其伸长率随时间变化的关系，如图13-4所示。从图中可以看出，EVA薄膜的伸长率在不同的加热时间变化很大，PE薄膜次之，而以Surlyn薄膜较好。

国外还对这三种薄膜在热辐射下的状态变化进行了观察试验。用1300℃的金属液作为热辐射源，在离开它5mm处放置被试的几种薄膜在规定的最热时间里，观察被试薄膜的状态变化，其结果如图13-5所示。从图中可以看出，使Surlyn薄膜烧失所需的时间较长，故非常适合V法造型用。

2.EVA与LDPE的混合物薄膜

国内有人做了EVA与低密度聚乙烯LDPE的混合物作为V法铸造薄膜的试验。所选择的材料及其规格型号见表13-4。

图13-4 几种薄膜伸长率的热稳定性

图13-5 薄膜状态变化与暴热时间的关系

表13-4 EVA与LDPE的规格型号及产地

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试验以EVA为基础原料，再添加其他改性材料进行不同的对比试验，最后筛选出实际应用较为理想、价格合适的1#配方，见表13-5。

表13-5 铸造膜用1#配方

V法铸造膜的制备工艺条件见表13-6，生产工艺流程见图13-6。

表13-6 铸造膜制备工艺条件

①在螺杆与机头之间设置了一层过滤网。

图13-6 铸造膜生产工艺流程图

在上述工艺条件下，试产了厚度为0.18mm的薄膜。经测试，其横向拉伸强度为44.44MPa，横向断裂伸长率为580%；纵向拉伸强度为51.28MPa，纵向断裂伸长率为593%。试产的铸造膜由北京某铸造模具公司铸造厂进行了应用试验，结果如下：①预热后真空吸附速度较慢；②吸附后在边缘处有离层现象；③涂料吸附性良好。

针对上述试用结果，研究人员从不同角度进行了改进，又试验、筛选出2个配方（即2#、3#配方），见表13-7。用2#配方生产了厚度为0.14mm和0.18mm两种规格的铸造膜；3#配方由于成本较高，加工时熔体黏度大，故只生产了厚度为0.18mm的铸造膜。表13-8列出了用2#、3#配方生产的几种铸造膜的性能。

表13-7 改进的铸造膜配方

表13-8 用2#、3#配方生产的几种铸造膜的性能

用改进配方生产的铸造膜，由北京某铸造厂进行了试用。结果表明，虽然2#、3#配方产品的拉伸强度比1#配方产品有所降低，但断裂伸长率即延伸性有明显提高，这正是实际应用中预热后拉伸所需要的特性。实际应用证明，这两种薄膜均能满足铸件生产中预热后拉伸和吸附的要求。

从实用效果来看，用2#配方生产的厚度为0.14mm的铸造膜适用于中小型铸件的生产，用2#配方生产的厚度为0.18mm的铸造膜可用于大型铸件的生产，但由于此种铸造膜的吸附速度稍慢，冬季应用较困难。用3#配方生产的厚度为0.18mm的铸造膜适用于大型铸件的生产，其拉伸性能、吸附速度及与涂料的吸附性均良好。