聚丙烯挤出成型工艺探讨

程乾坤

（常州宝菱重工机械有限公司，江苏 常州 213019）

聚丙烯是一种广泛应用的聚烯烃塑料，没有毒，也没有气味，与其他材料相比，价格较低，抗弯性强，高分子材料强度高，被广泛应用于各个领域中。比如，食品饮料、工程管道及高强度的包装等都会使用这种材料。聚丙烯作为高分子材料，是采用了挤压成型，工艺的操作质量产品质量具有直接的影响。

1 聚丙烯的基本介绍

聚丙烯（PP）化学成分上来看，是丙烯单体聚合后经过化学课反应形成的热塑性树脂。同位素聚丙烯与同位素聚合都属于是同位素，为甲基排列，与丙烯和间规聚丙烯共同构成了塑性聚丙烯。当前的工业领域中，95%的企业生产这种材料，挤压成型工艺是普遍应用的。聚丙烯和共聚物块聚丙烯的化学研究中得知，熔融指数（MFR）是1~10 g/m3，聚丙烯的物理形态上来看，是半透明的物质，没有颜色，没有毒，也没有气味，化学结构比较规整。从物理性质上来看，其结晶性是非常高的，熔点也相对较高，具有很好的耐热性和耐腐蚀性，晶体的密度要相对较低，在塑料材料中，不仅是最轻的材料，也是密度最大的材料，大约为每立方厘米0.9~0.91g。当处于低温环境中，其冲击性能是非常差的，由于碳原子从化学结构上来看，是极其不稳定的，因此容易产生氧化反应，如果长期在空气中暴露，就容易产生老化的问题。

图1 聚丙烯化学结构

2 聚丙烯挤出成型工艺设备

2.1 聚丙烯挤出成型的螺杆材质

螺杆的材质和后处理技术会对螺杆的寿命产生影响，还会影响其使用的质量，采用冷热喷涂硬金属工艺技术，结合使用渗氮工艺技术，经过特殊的工艺处理之后，就可以进行双金属加工制造，这样就可以保证螺杆的质量，使其使用寿命得以延长。

2.2 聚丙烯挤出成型的螺杆直径

一般采用单螺杆挤出机的应用中，就是将聚丙烯采用工艺激素进行挤出成型。螺杆直径大约为45~120 mm，如果比较大一些，也有超过120 mm，甚至可以超过200 mm，达到300m。螺杆直径会对环挤压量产生一定的影响，而且与螺杆直径有着直接关系，直径非常小，挤压量也会相对小一些，因此，如果是小批量生产的情况下，就可以采用这种工艺技术。相反，如果直径非常大，挤压量也会相对大一些，在生产厚管厚片产品的时候，就可采用这种工艺技术。

2.3 聚丙烯挤出成型的螺杆长径比

对挤出机的筒体来看，螺杆的长径是需高度关注的参数。螺杆的长径比可用（L/D）表示，就是螺杆的长度与螺杆直径的之间的比值。在长径相对较大时，就会提高塑化程度，熔融物也会更均匀，致密度相对高一些，这种情况下，从模头所挤出的量就更均匀，此时产品的壁厚质量更好，且具有很好的均匀性。但在具体应用中，必然增加能源消耗量。产品不同，螺杆的长径比也有所不同，在工艺技术上就要做出调整。通常而言，长径比比可以低于28：1，否则，产品的塑化就会质量不合格，如果长径比超过了40：1，此时的的能量就会有所增加大约可以达到3.1桶的温度。处于这个温度下，就会集中在挤压螺杆的核心区域。

表1 机筒加热工艺参数 ℃

3 聚丙烯挤出成型工艺种较为常见的问题

其一，聚丙烯挤出成型工艺技术的应用中，会在片材的外观上发现有晶点，分散在表面上，多数的晶点的直径大约为1 mm，这种现象的发生必然会对成型效果产生不良影响。

其二，聚丙烯挤出成型工艺技术的应用中，会在片材外观出现发暗的现象，缺少透明度，主要呈现出混浊的视觉效果。

其三，聚丙烯挤出成型工艺技术的应用中，会出现成品发脆的现象，这样就会导致产品的冲击缺少必要的强度。

其四，聚丙烯挤出成型工艺技术的应用中，出现下料口出的下料不够均匀的问题，无论是下料的多少，片材都会表现出均匀度不符合规定的标准。

其五，聚丙烯挤出成型工艺技术的应用中，温控表上所显示的温度不符合标准，即设计温度不符合实际的温度，或者高于实际温度，或者低于实际温度，都是不符合要求的。

4 聚丙烯挤出成型工艺问题的解决策略

4.1 晶点问答的解决

对于挤出的机螺杆要设定的温度比较低一些，不可以超过规定的温度。螺杆区域在加热的过程中，温度上会出现正态分布的情况，此时就要注意调整温度，要求压缩段的温度要高一些，而且按照规定一定要超过熔点的30~40℃。

4.2 外观发暗问题的解决

在解决外观发暗问题的时候，对于回料的比例要采取有效的控制措施，需要通过实验的方法论证。通常而言，添加的比例要低于20%为宜，外观的颜色会有所保证。

4.3 成品发脆问题的解决

回料的使用不可以超过5次，按照规定加入工助剂，抗冲击强度就会有所提高。

5 结 语

综上所述，文章对通过对聚丙烯挤出成型工艺进行研究，提出直接影响产品的质量的原因，并相应地提出有效策略。通过对聚丙烯挤出工艺的研究，对于提高工业企业的生产水平意义重大。