涂膜控温的重要性

陈少文

前言

控温是挤出复合工艺要素中的第一要素。

涂膜料是经过挤出机螺筒加热，螺杆熔融塑化之后成为具有一定粘性，能够流动的高温熔融粘性流体。这种带有粘性的液体，它有一定的粘度范围，可以稀一点也可以稠一点。

1.控温目的

控温的目的，就是要运用控温和配料的多方面技巧来调控涂膜料的熔体粘度，使高温熔融膜片达到最佳的粘流状态，促进涂膜料与涂膜基材之间有更好的亲和力，并且能够更好地浸润和渗透到基材表面的空隙里。

“粘度”是熔融流体分子之间相互吸引而产生的，阻碍和抗拒流体流动的一种内部阻力。

涂膜料是碳氢化合物，高分子聚合物的密度，分子量和分子量分布，决定了塑料的熔体粘度。熔体粘度随聚合物的分子量增大而提高。

虽然塑料的熔体粘度，是由高聚物的分子量决定的，但加工温度可以在小范围内影响熔体粘度。

即：温度愈高，塑料大分子链热运动愈强烈，反映出来的粘度愈低，流动性愈好。但是，如果仅凭提高温度来增加涂膜料的流动性，这种做法是错误的。

因为涂膜料的粘流温度一般都在 300℃以下，而降解温度一般在 350℃左右。因此，一旦大幅度地提高温度，螺筒里的涂膜料就会发生热氧化降解，高分子聚合物的分子结构就会被催毁，分子链断裂。此时，模腔里的涂膜料就会失去了自身的粘弹性，螺筒也失去了压力，涂膜料变成像“蜡水”一样，不断从模口里“滴流”下来，自然也就成不了膜片。

2.控温原则

塑料投入挤出机螺筒内，从加料口到螺筒末端，温度逐渐升高。加料口第一段温度应该控制在低于所用原料的软化温度，而螺筒末端的温度应该控制在低于原料的分解温度。中间段的温度一般是逐渐升高，但又不是线性升高。

大多数企业都是采用“梯型加温”形式。

涂膜料从螺筒加料口往前端方向，涂膜料随着螺杆的旋转温度逐渐升高，压力逐渐增大，塑料在螺筒内逐渐熔化。

通常说到塑料的“塑化”好与不好，就是指塑料的混炼是否达到了应有的水准。“混炼”既有混也有炼。“炼”是使塑料整体完全变为流体状态，不存在晶点。“混”则是使粘流态部位的熔体，完全混为一致。

3.控温依据

温度的设定主要看所选用的涂膜料特性，以及涂膜料的熔融指数和混料比配来决定的。其次也因复合基材种类不同，涂复线速度快慢不同，螺杆转速高低不同，挤出膜片粘度稀与稠不同等，设定温度不同。

不同的涂膜品种也有不同的控温“模板”。

如：淋纸、涂复编织布、无纺布、三合一复合、二合一涂膜；选用高温料、低温料、及不同混合比例的料；涂复宽布、窄布、厚布、薄布、好布、烂布；涂层厚、涂层薄、开快车、开慢车，冬天、夏天等；淋膜厚纸、薄纸、容易淋得牢的纸、不容易淋得牢的纸等。都需要有不同配料和不同的控温“模板”。

4.调控好螺筒温度

螺杆的螺纹旋转，有着强烈迫使物料翻转、揉合、剪切、压缩、混炼等功能。螺杆末段的料流，因受到过滤网的阻挡，熔体还有不断逆流，环流热交换的反复塑化的作用。

不管挤出机的螺杆口径有多粗，长径比有多大，螺筒设置多少个控温区，我们就把螺杆分为三段：加料段、段压缩和均化段。

塑料在挤出螺筒中取得的热量，来源于螺筒外部电热片加热和螺筒内部螺杆对塑料的剪切热，以及熔体分子间摩擦产生的热量。其中的传热机理十分复杂。螺筒内部摩擦热的产生，随着塑料的前移而逐渐增多。螺筒对塑料的传热速率，是挤出机熔化塑料速率的决定因素，而熔化速率又决定着挤出量。虽然塑料在螺筒内所得到的热量，大部分都是由螺筒外部传热的，但是在加料段、压缩段和均化段，这三段的控温各有不同。

螺杆前段的控温：通常加料口温度设定不宜过高，目的是为了防止塑料进入螺筒之后过早熔化，导致塑料颗粒表面粘连，小颗粒粘结成大颗粒，使得料中夹着空气比较多，影响塑料的压缩密度，从而影响挤出质量。

螺杆末段的控温：螺杆末段的温度设定相当关键，它决定了塑料熔体的挤出质量。先有了足够好的熔体质量，才能有好的涂膜质量。螺杆末段是挤出机的最高温度，是熔体混炼、塑化的终端，是挤出熔体的质量保证。

模头的控温：模头控温应该依据挤出膜片的粘度状况，收缩状况，烟雾状况，模头各区，各点流速不均匀的状况，灵活调节模唇间隙螺丝和调控模头各区温度。保证挤出膜片的各区，各点流速均匀。起机之后，膜边稳定。既不烫布，又不烫边。车速还能跑起来。

以过滤网为界，过滤网前是“上游”，是螺杆对塑料的压缩和混炼。过滤网后是“下游”，是没有螺杆的压缩和混炼。因此进入过滤网后的熔体必须被充分地混炼好。

综上所述，螺筒温度管控熔体塑化质量，过滤网区温度管控挤出压力，而模头温度更多的是管控熔体的流动性。

5.温度控制要素

任何时候，都不可以把控温表上的指示温度当做螺筒内部熔体的实际温度。而是，只能把它作为实际温度的参考值，或者作为调控温度时的依据。因为我们控温，控的是螺筒的温度。

塑料的加工温度不是一个点，而是一个范围。

聚合物晶体熔化的温度称为熔融温度（Tm）。由于涂膜料来源或牌号不同，其流动温度和分解温度也有差别。低密度聚乙烯熔点在 105～125℃。聚丙烯熔点在 160～176℃。北方冬天室温较低，要略提高挤出机温度。

塑料由高弹态转变为粘流态的温度，称为粘流温度（Tf）是塑料的加工温度。PE料180℃；PP料 220～250℃。聚合物的粘流温度大多在300℃以下，而分解温度一般在350℃左右。

结语

灵活控温，能够在小范围之内，调控涂膜料的熔体粘度。灵活配料，也可以在小范围之内调控涂膜料的熔体粘度。若将两者结合起来灵活应用，可以调控不同涂膜基材之间的剥离强度。