熔融造粒是一个多变量精密耦合的动态过程,对关键工艺参数的精确控制是获得高质量颗粒产品的生命线。以下几个参数尤为重要:
加工温度: 这是最核心的参数。它不是一个单一值,而是从喂料段、熔融段、混炼段到模头的一个温度曲线( profile)。
影响: 温度过低,物料熔融不匀,塑化不良,会导致挤出压力异常升高,产生“晶点”或堵塞模孔,颗粒中会出现未熔透的“生料”,影响产品力学性能。温度过高,则会引起聚合物热氧化降解,导致分子链断裂,产品颜色黄变、发脆,物理性能(如强度、韧性)显著下降。同时,过高的温度会使熔体粘度过低,挤出的料条易拉断,产生大量碎屑。
熔体压力: 通常指模头前的压力。
影响: 稳定的熔体压力是稳定挤出的前提。压力过低,说明物料输送或塑化有问题,挤出料条会时粗时细,甚至断条,导致最终颗粒尺寸和重量不均。压力过高,则对螺杆、推力轴承和模头产生巨大机械负荷,存在设备安全风险,同时也意味着剪切加剧,可能引起局部过热降解。压力的突然升高往往是模头堵塞的预警信号。
螺杆转速与喂料量:
影响: 这两者必须精确匹配,以实现稳定的“饥饿喂料”。喂料量决定了产量,螺杆转速则控制了物料的停留时间、剪切强度和混炼效果。如果喂料不足而转速过高,物料停留时间过短,塑化不均;反之,则机筒内填料过满,扭矩急剧增大,可能导致主机过载停机。二者的平衡确保了整个系统处于稳定的物料平衡和热平衡状态。
冷却条件: 包括冷却介质(水或空气)的温度、流量和接触效率。
影响: 冷却速率直接决定了颗粒的微观结构和外观。冷却过快(如淬火),会使颗粒表面和内部产生巨大的温度梯度,导致不均匀收缩,产生内应力。这种应力会使颗粒发脆,并在后续注塑制品中引起翘曲或开裂。冷却过慢,则料条无法及时固化,在切割时会发生粘连,产生“拖尾”或“长条”,并且严重限制生产速度。
切刀速度与间隙:
影响: 切刀速度必须与料条的线速度同步。刀速过快,颗粒长度偏短,粉末增多;刀速过慢,则颗粒过长,甚至出现连粒。切刀与模头表面的间隙更是至关重要,通常要求小于0.05mm。间隙过大会无法切断料条,间隙过小则会剧烈磨损甚至损坏昂贵的模头和刀片。
综上所述,这些参数相互关联、相互影响。一个优秀的工艺工程师需要通过反复调试,找到它们之间的最佳组合窗口,以确保过程稳定和产品优质。






