PE管材擠出模頭的一般知識

　　在目前的管材市場上，PE管材以較高的速度正在趕上和超過PVC管材的用量。在生產(chǎn)中和現(xiàn)在或?qū)淼捻椖恐泻苡斜匾私馍a(chǎn)PE管材的重要部件—擠出模頭?，F(xiàn)在常用的兩種擠出模頭為螺旋芯棒式模頭和篩籃式模頭?，F(xiàn)就這兩種模頭分別作以論述，供大家參考。

　　在管材擠出線中，無論PVC管材還是PE管材，模頭對于產(chǎn)品質(zhì)量都起著非常關鍵的作用，其作用是使擠出機擠出來的熔融物均勻地通過整個模頭斷面。管材模頭與擠出產(chǎn)品的要求相適應，對于整條生產(chǎn)線的工作效率與經(jīng)濟性，具有決定性的作用。對模頭的兩點基本要求是：

　　1、 模頭必須適應所加工的材料;

　　2、 模頭必須嚴格按照擠出量和管材的斷面尺寸進行設計。

　　一、聚烯烴模頭的發(fā)展過程

　　對聚烯烴的擠出，從支架式模頭發(fā)展到后來常用的螺旋式模頭和篩籃式模頭。其目的都是盡可能消除由模頭支架所引起的合模線，使進入模頭的物料很好的混合，熔體更加均化。

　　1、支架式模頭

　　模頭的分流體部分為支架式，生產(chǎn)小口徑管材的模頭為十字支架式，生產(chǎn)大口徑管材的模頭多為六條筋或八條筋。這種模頭的較大缺點就是如果前邊的壓縮段的壓力太小的話，合流線有時消除的就不太好。從而必須有足夠高的壓力使這些分離的料流再融合。這要求具有相對高強度的結(jié)構(gòu)，因此模頭的整體重量很高。這種模頭一般多用于PVC管材的擠出。

　　2、帶破料板的支架式模頭

　　比較簡單的方法是將一破料板放在支架之后，由支架所引起的幾道料流被分成眾多更小的料流。因此，機械應力從支架部分向前推移，而合模線大體上被大量小的料流消除。這種PE模頭多用于低密度聚乙烯、小口徑管材生產(chǎn)中。以前我公司在西廠生產(chǎn)的低密度PE排水灌溉用管材所用模頭就為此種模頭。現(xiàn)在這類模頭已經(jīng)趨于淘汰，在一些私營小廠還在用。

　　3、螺旋芯棒式模頭和篩籃式模頭

　　帶破料板的支架式模頭在現(xiàn)有的中高密度聚乙烯管材生產(chǎn)中已很少使用。而多用螺旋芯棒式模頭和篩籃式模頭。這兩種機頭已較好地解決了消除合模線的問題。螺旋芯棒式模頭的核心是螺旋芯棒，篩籃式模頭模頭的核心部分是帶有大量孔眼的管狀體，即網(wǎng)疊。現(xiàn)把這兩種常用模頭的結(jié)構(gòu)及工作原理分別說明。

　　二、螺旋芯棒式模頭的結(jié)構(gòu)及工作原理

　　螺旋芯棒式模頭又叫螺旋分流體模頭。對于螺旋分流體模頭，進入模頭的熔體料流，首先通過分流體系--有的是若干星型孔或其他分流系統(tǒng)，分流到機頭四周。然后熔體進入螺旋狀環(huán)繞在芯模外面的流道。螺旋流道的深度隨著靠近模頭流出端而逐漸減小。同時，芯模與模頭體型腔之間的間隙則逐漸增大。在這一區(qū)段，料流內(nèi)部出現(xiàn)軸向與徑向流動的重疊。沿著模頭流出方向，徑向流動的比例降低，而軸向流動的比例，則持續(xù)提高，全部的熔體沿軸向流動。采用這種方式，分流體流道的流動印記沿管材斷面四周均勻分布，這就意味著不會出現(xiàn)局部的強度損失。

　　沿管材斷面四周熔體分流的質(zhì)量受多種因素的影響。這些因素包括機頭的幾何尺寸，如流道的數(shù)量、流道纏繞扭曲角度、螺旋的螺距、螺槽深度與寬度、間隙寬度、所加工的原料，特別是其粘度，以及擠出量和物料溫度。借助于計算機程序和操作者的經(jīng)驗，可以對螺旋分流體進行優(yōu)化設計，以適應特定的應用范圍。在這種情況下，壁厚分布非常均勻。這種模頭除了很好地消除合料線外，還在以下幾方面有優(yōu)勢：

　　1、機械應力和熱應力較低，制品有良好地機械強度。

　　2、結(jié)構(gòu)堅固，故適合高粘度材料的擠出，同時模頭的裝拆和操作簡便。

　　3、芯棒上易鉆孔，故易采用內(nèi)冷系統(tǒng)。

　　以上的這些優(yōu)點使螺旋芯棒式模頭得到越來越廣泛地應用。

　　這種模頭的缺點是：由于其相對復雜的結(jié)構(gòu)，這種類型模頭對原料的改變較敏感。即使是粘度和流變特性的細小變化都會引起螺旋體中流動情況

　　的改變，管徑的變化也有相似的影響。因此，要設計好螺旋的幾何形狀，使模頭具有盡可能寬的加工范圍，以適應不同的材料和擠出量。

　　三、篩籃式模頭的結(jié)構(gòu)及工作原理

　　在篩籃式模頭上，料流首先通過支架或帶有多星孔的料流分流體系。緊接著熔體流過多孔區(qū)段。這個元件，即篩籃，在這里料流不是沿軸向流過，而是沿徑向從里向外流過。由于篩籃具有一定的長度，在機頭直徑較小的情況下，提供了很大的過流面積。因此，在相對較小的機頭尺寸下，多孔區(qū)段的壓力降低了。在篩籃區(qū)段內(nèi)，熔體料流兩次改變流向，然后變成軸向。單股料流之間能良好的混合，熔體更加均化。

　　借助于一個阻滯元件以及相鄰的松弛緩沖區(qū)，實現(xiàn)料流之間的融合。由于篩籃的斷面面積比較大，篩籃式機頭的機頭壓力要明顯低于其他的結(jié)構(gòu)形式。物料受到的負荷比較小，物料溫度也比較低，可以較容易地提高擠出量。這種機頭的較大優(yōu)點是適應性比較好即使在很高的擠出量時，也能實現(xiàn)良好的均化;管材管徑及壁厚的變化，PE原料的型號、物料粘度、背壓的變化下，都能生產(chǎn)出高質(zhì)量的管材。這種模頭的較大缺點是模頭內(nèi)所有物料的融合、生產(chǎn)中清理、拆裝模頭不如螺旋芯棒式機頭好和方便。我公司現(xiàn)用的PE管生產(chǎn)線是巴登震雄生產(chǎn)的，所用機頭為篩籃式機頭。生產(chǎn)實踐中可以明顯的看出這種機頭的適應性較強，無論PE80、PE100還是PE63。我們另買一專用機頭擠出PP-R管材，解決了經(jīng)常清理機頭的不便。

　　總之，這兩種模頭各有利弊，建議在選購PE管材模頭時，取長補短，根據(jù)自己的生產(chǎn)情況選用。生產(chǎn)原料的牌號不固定，生產(chǎn)量較大，不經(jīng)常更換管材顏色而清理拆裝模頭時，選用篩籃式模頭。要求管材壁厚較均勻、生產(chǎn)原料的牌號較固定，常更換管材顏色而清理拆裝模頭時，選用螺旋芯棒式模頭。