聚丙烯擠出成型工藝探討

程乾坤

（常州寶菱重工機械有限公司，江蘇 常州 213019）

聚丙烯是一種廣泛應用的聚烯烴塑料，沒有毒，也沒有氣味，與其他材料相比，價格較低，抗彎性強，高分子材料強度高，被廣泛應用于各個領域中。比如，食品飲料、工程管道及高強度的包裝等都會使用這種材料。聚丙烯作為高分子材料，是采用了擠壓成型，工藝的操作質量產品質量具有直接的影響。

1 聚丙烯的基本介紹

聚丙烯（PP）化學成分上來看，是丙烯單體聚合后經過化學課反應形成的熱塑性樹脂。同位素聚丙烯與同位素聚合都屬于是同位素，為甲基排列，與丙烯和間規聚丙烯共同構成了塑性聚丙烯。當前的工業領域中，95%的企業生產這種材料，擠壓成型工藝是普遍應用的。聚丙烯和共聚物塊聚丙烯的化學研究中得知，熔融指數（MFR）是1~10 g/m3，聚丙烯的物理形態上來看，是半透明的物質，沒有顏色，沒有毒，也沒有氣味，化學結構比較規整。從物理性質上來看，其結晶性是非常高的，熔點也相對較高，具有很好的耐熱性和耐腐蝕性，晶體的密度要相對較低，在塑料材料中，不僅是最輕的材料，也是密度最大的材料，大約為每立方厘米0.9~0.91g。當處于低溫環境中，其沖擊性能是非常差的，由于碳原子從化學結構上來看，是極其不穩定的，因此容易產生氧化反應，如果長期在空氣中暴露，就容易產生老化的問題。

圖1 聚丙烯化學結構

2 聚丙烯擠出成型工藝設備

2.1 聚丙烯擠出成型的螺桿材質

螺桿的材質和后處理技術會對螺桿的壽命產生影響，還會影響其使用的質量，采用冷熱噴涂硬金屬工藝技術，結合使用滲氮工藝技術，經過特殊的工藝處理之后，就可以進行雙金屬加工制造，這樣就可以保證螺桿的質量，使其使用壽命得以延長。

2.2 聚丙烯擠出成型的螺桿直徑

一般采用單螺桿擠出機的應用中，就是將聚丙烯采用工藝激素進行擠出成型。螺桿直徑大約為45~120 mm，如果比較大一些，也有超過120 mm，甚至可以超過200 mm，達到300m。螺桿直徑會對環擠壓量產生一定的影響，而且與螺桿直徑有著直接關系，直徑非常小，擠壓量也會相對小一些，因此，如果是小批量生產的情況下，就可以采用這種工藝技術。相反，如果直徑非常大，擠壓量也會相對大一些，在生產厚管厚片產品的時候，就可采用這種工藝技術。

2.3 聚丙烯擠出成型的螺桿長徑比

對擠出機的筒體來看，螺桿的長徑是需高度關注的參數。螺桿的長徑比可用（L/D）表示，就是螺桿的長度與螺桿直徑的之間的比值。在長徑相對較大時，就會提高塑化程度，熔融物也會更均勻，致密度相對高一些，這種情況下，從模頭所擠出的量就更均勻，此時產品的壁厚質量更好，且具有很好的均勻性。但在具體應用中，必然增加能源消耗量。產品不同，螺桿的長徑比也有所不同，在工藝技術上就要做出調整。通常而言，長徑比比可以低于28：1，否則，產品的塑化就會質量不合格，如果長徑比超過了40：1，此時的的能量就會有所增加大約可以達到3.1桶的溫度。處于這個溫度下，就會集中在擠壓螺桿的核心區域。

表1 機筒加熱工藝參數 ℃

3 聚丙烯擠出成型工藝種較為常見的問題

其一，聚丙烯擠出成型工藝技術的應用中，會在片材的外觀上發現有晶點，分散在表面上，多數的晶點的直徑大約為1 mm，這種現象的發生必然會對成型效果產生不良影響。

其二，聚丙烯擠出成型工藝技術的應用中，會在片材外觀出現發暗的現象，缺少透明度，主要呈現出混濁的視覺效果。

其三，聚丙烯擠出成型工藝技術的應用中，會出現成品發脆的現象，這樣就會導致產品的沖擊缺少必要的強度。

其四，聚丙烯擠出成型工藝技術的應用中，出現下料口出的下料不夠均勻的問題，無論是下料的多少，片材都會表現出均勻度不符合規定的標準。

其五，聚丙烯擠出成型工藝技術的應用中，溫控表上所顯示的溫度不符合標準，即設計溫度不符合實際的溫度，或者高于實際溫度，或者低于實際溫度，都是不符合要求的。

4 聚丙烯擠出成型工藝問題的解決策略

4.1 晶點問答的解決

對于擠出的機螺桿要設定的溫度比較低一些，不可以超過規定的溫度。螺桿區域在加熱的過程中，溫度上會出現正態分布的情況，此時就要注意調整溫度，要求壓縮段的溫度要高一些，而且按照規定一定要超過熔點的30~40℃。

4.2 外觀發暗問題的解決

在解決外觀發暗問題的時候，對于回料的比例要采取有效的控制措施，需要通過實驗的方法論證。通常而言，添加的比例要低于20%為宜，外觀的顏色會有所保證。

4.3 成品發脆問題的解決

回料的使用不可以超過5次，按照規定加入工助劑，抗沖擊強度就會有所提高。

5 結 語

綜上所述，文章對通過對聚丙烯擠出成型工藝進行研究，提出直接影響產品的質量的原因，并相應地提出有效策略。通過對聚丙烯擠出工藝的研究，對于提高工業企業的生產水平意義重大。