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面膜堆石坝防渗选用的PVC土工膜采用压延工艺生产

更新时间  2021年04月12日 08:55:58 关键词  
通过试验结果初步分析,土工膜纬向和经向应力历史或高分结构排列不同是热力学形变差异的主要原因。

土工膜属于高分子聚合物,高分子原料树脂、添加剂等原材料加热共混后,利用搅拌机械将熔融状态下的混合料搅拌均匀后,经挤出、牵引、冷却成膜等工艺制作而成,因此,土工膜的生产工艺是应力历史和分子结构排列的主要历程,面膜堆石坝防渗选用的PVC土工膜采用压延工艺生产。压延法是利用高聚物的可塑性,加入增塑剂、稳定剂、填充剂等助剂,利用机械搅拌法先将其配制成混合均匀的粉料,再对粉料进行加温、加压,在高剪切力下使其混炼、塑化,然后将塑化好的物料进入一组辊筒间隙,形成连续片状土工膜。高速剪切搅拌、引轮牵引和冷却速比是压延法土工膜应力历史主要环节,如冷却时冷却速度梯度过大,成品土工膜的热收缩性大。
面膜堆石坝防渗选用的PVC土工膜采用压延工艺生产
PVC土工膜生产流程为:原料加热高速搅拌→过滤挤出→压延机压延→冷却→卷曲成品,生产流程完成黏流态土工膜在外力作用下冷却至高弹态。挤出机的出口尺寸决定一幅土工膜的纬向尺寸,即纬向不发生拉伸作用;经向从挤出机出口由牵引轮牵引冷却至需要长度尺寸,在纵向牵引并冷却过程中PVC膜经向受外力拉伸和降温梯度应力作用,经向分子在牵引力作用下沿经向排列拉伸,并在降温过程中保留至固态产品中。另外,PVC膜高分子熔融状态下在高剪切作用力作用下充分伸展后,其长度是宽度的几千甚至几万倍,相差悬殊的几何不对称性。在外力场作用下易沿外力场方向做占优势平行排列,称这种现象为取向。取向包括分子链、链段及晶片(晶带)沿特定方向择优排列,是一维或者二维在一定程度上的有序,土工膜经向属于单向拉伸取向,分子链在平行取向方向排列,而纬向不存在拉伸作用,无取向。

牵引力作用下的黏流态PVC土工膜由挤出机挤出口挤出冷却成形,即在冷却过程中纵向取向后的分子被冷却,牵引比引起的分子拉伸被冷却冻结。黏流态温度一般为150~180℃,当纵向试样升温至150℃左右时,被拉伸冷却的分子处于“解冻”状态,在无约束条件下开始弹性回复,即表现为弹性收缩。经向试样受热后先发生收缩变形的原因正是高分子的取向作用,纬向试样因不存在取向作用,受热后表现出正常热胀形态。高分子取向是经纬向试样温度形变特性存在差异的根本原因,为改善PVC土工膜经纬向的高分子取向不均匀,生产过程中可调整高速搅拌剪切工艺措施以减小单向分子取向的影响,如采取增加高速搅拌机械内部构件变单向为双向搅拌,并依据试验测试成果确定合理的冷却温度速率等。


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