解决挤出模头渗料难题的方法

解决挤出模头渗料难题的方法

  模头咬模现象也称为模泄料、模头渗料、积垢，是挤出加工过程中一种常见的故障问题。这种故障会引起多种产品缺陷，如可见挤出产品表面缺料、加工流程中断和产品完全开裂等。碰到这种故障问题时，加工厂商往往只得花费时间和人力去排除故障，而至于如何才能避免出现这种故障问题则毫无办法和对策。

在挤出生产线运转时，形状简单的口模可能保持洁净状态。将挤出物牵引离开口模的角度改变，可改变口模上出现渗料的布局形状，并使之容易清洁。咬模现象也可有意识地转移在挤出产品上出现，使之进一步远离生产设备，如加工挤出片材时，安装使用机械式自动刮刀，可避免出现咬模故障。

但是，大多数加工厂通常不得不中断生产运转，来排除咬模故障，在经济上很不划算。口模清除干净之后，在模头的外表面涂上脱模剂或硅酮，可减小咬模发生的机率，延长清洁模头的间隔周期。稍微降低生产速率，也可减小出现咬模现象，但这会影响产量。所有的上述解决方法，都不是关键所在。有一种更好的解决方法可以使你懂得引发咬模现象的原因所在。

咬模现象与模口处的应力大小有关，树脂在模头内相对缓慢地流动，当挤出至模口时突然加速运动。这种加速运动会在熔体内产生一种应力。在应力作用下，低分子量聚合物组分与熔体内其他的组分相互分离，并且积聚在模口。解决的方法无非是采取降低模口处的应力，或者降低熔体内各种组分相互分离倾向。这些解决方法包括改变工艺条件、原材料以及口模。

1、          改变工艺方法

提高熔体温度和模头温度是降低挤出物在模口应力的方法之一，但这，可能会造成低分子量组分发生降解 。改变熔体和模头温度的方法容易操作和便于观察。有时，设置较低的模头温度可能会在模芯表面形成一层树脂冷流层，该冷流层会缓慢蠕动，挤出至模口后即刻与主体熔体流分离，进而形成咬模现象。

首先检测熔体的真实温度，然后将模头温度设置为同一温度。由于普通熔体热电偶检测的数据通常是错误的，所以需手工测熔体温度。手工检测步骤操作虽然麻烦，但很有必要这样做。同时，模头的外表面要比模头内部的温度低得多。可以试用一个表面热电偶探测模头的温度。

在模口外进行鼓风有助于减小和控制咬模现象。鼓风棒上设有钻孔，均匀地喷出压缩空气，其形状要根据挤出型材的轮廓来设定。经鼓风后可直接将模头上形成的烟雾和冷凝物除去，同时还可使模口处的渗料冷却温度，使之不会发生氧化和变黑。氮气可用于防止氧气的风速不能过大，以避免冷却模头造成挤出故障。

2、          改变材料方法

使用不同的加工原料会造成不同的咬模现象，从轻微的流口水现象到严重的有蓬松状物出现等咬模问题。出现轻微的、流口水咬模现象通常是原材料中的低分子量组分引起，挤出模口后形成挥发，并凝结在模头的外表面。出现严重的、有蓬松状物咬模现象的原因通常是：熔体内产生了部分发泡、或是由原材料的相容性不佳问题造成、或是模头内存在过高压力。还有就是树脂含有过高的湿气度，加工过程中易引起树脂发生降解，熔体发生断裂以及设备排气不良等原因。

有部分牌号树脂在挤出加工过程中更易出现咬模问题，即使与其他牌号树脂的性能指标非常相似。如果发生模头咬模现象，可以改用其他树脂制造商的相似牌号材料。若改用材料后咬模情况得到改观，说明原先的树脂供应商着重解决材料的性能问题，如此帮助你解决了出现咬模的问题。

不同厂家出品的树脂有可能具有相同的剪切粘度，但其拉伸粘度却相差甚远。若各种树脂之间没有发现其他的差异，可尝试检测一下拉伸粘度。由于模口处存在较高的挤出应力，拉伸粘度较高的树脂更易出现多种咬模故障问题。

具有高离模膨胀比的树脂有时会导致咬模现象高发生机率。分子量分布较窄的树脂通常有较低的离模膨胀比，但并不意味着必然很少发生咬模问题。分子量分布较窄的树脂通常难以加工，并含有低分子量的组分，这也导致易出现咬模现象。

人们可以能希望有一套模头故障的公式化检测及解决方法。再次重申，边角再生料由于热降解的原因而通常含有低分子量组分，防降解助剂或者链增长剂有助于发生解决组分进行重聚合化。如果没有生成重聚合化作用，需更换所使用的边角再生料。

有时候添加润滑剂也可减小出现咬模现象，但添加过多的润滑剂实际上反而容易造成模头渗料。配主中不同材料组分的化学相容性也是一个需考虑的问题。例如，出现严重的模头渗料情况往往是发生在熔体混料中存在着较高的聚合物不相容性。在某些情况下，添加使用剂可改善这一问题。添加少量的氟化聚合物助剂也有助于降低模口的挤出应力。

部分类型的模头渗料会很快发生氧化，漏料变为棕色或黑色。添加抗氧剂可改善这种现象问题，但不能从根本上解决模头漏料问题，却可以使部分漏料附着在挤出产品上，外观上不易被发现。

3、          改变模口形状方法

在模口外表面涂覆PTFE等氟化聚合物以防止咬模现象的解决方法很少有成功的案例。更有效的方法是将模头内部结构采用金属涂料和氟化聚合物同时结合涂覆，以降低模口处的挤出应力。

目前，人们已成功地应用模头流动模拟分析方法来探索模口产生挤出应力的原因，并用于评估改变模口的几何形状。改变模口几何形状以减小挤出应力的方法，是目前流行的研究课题。

有部分塑料制品加工厂和树脂供应商申请了一些关于模口几何形状的专利，这些专利介绍称，可减小模头出现咬模故障的模口几何改变措施包括：突变方形模口、方形针尖式模口、半弧形模口、向外台阶式模口、向内台阶式模口、向外胀口式模口。

增加模头成型段长度可减小膨胀比，因而可减小出现咬模现象。或者扩大模口尺寸，以降低模口的挤出应力，进而加工得到理想尺寸的挤出产品。