内容整理自链塑云课堂邵健直播《共混改性企业如何通过优化挤出工艺提产增效》，点击文末阅读原文，关注链塑云课堂查看更多课程信息。
邵健：专攻多种材料挤出工艺，5年以上多种高分子材料配方开发经验，5年以上挤出工艺设计、调试、现场工艺疑难杂症解决、优化经验。
改性企业在生产过程中，一台挤出机产能受限的因素有很多，其中包括扭距、自由容积、排气、温度、建压、停留时间、热交换等等。这些因素最终都是和产品质量挂钩的，我们的目的是在保证产品质量的前提下，得到更大的产能。
在这些影响的因素中，自由容积和扭距通常是最为直接也是大家最为关注的两个因素，但是这两个因素通常是在一台设备的设计和出厂的时候就已经决定了，一般如果不通过大型的整改或更换设备无法对这两个因素进行更改。
今天，我们是在不改变设备的前提下，来讨论通过工艺的优化来提产增效。在实际生产过程中我们常常会遇到一些问题。例如喂料的限制，塑化熔融限制、添加物会从排气口溢出，熔体会从真空或者排气口溢出、机头压力的不稳定、脱挥的需求等等。
首先当我们如果遇到喂料限制的时候，我们可以通过更换螺纹元件的设计，使用一些深槽的螺纹元件。来得到更大的一个自由容积来提升整个挤出机的输送能力来解决这个喂料限制的难题。
其次在熔融塑化这一块，在改性的过程中，我们通常会在聚合物中加入一些有机或者无机的一些物质来达到改变聚合物物理或者化学性质的目的。在这个过程中，我们通常需要将两种或者多种不同的物质充分混合在一块，而且由于各种物质的表面应力或者它的界面应力不一样，所以我们需要首先保证聚合物处在一个百分之百熔融状态，这样可以对这些添加物进行更好的一个浸润、包覆的作用，例如像我们添加滑石、玻纤之类添加物。
那如何能够得到一个比较好的熔融效果呢?决定因素或者说相关因素也是比较多的，其中包括螺杆的设计、螺杆的转速、物料的填充度、机筒的温度和扭距密度等等。首先，不同的聚合物对塑化能量的需求是不一样的，针对不同的聚合物，我们要相应的对螺杆进行设计。其次，在机筒温度方面，通常塑化段的机筒加工温度应该比聚合物熔点高30℃或者更高一些。再者，我们可以通过调整螺杆转速来调节物料在螺槽中的填充度，当几个方法同时相互作用的时候，我们可以得到一个比较好的熔融效果，甚至百分之百的熔融效果，对最终产品的均匀度和质量都有一个好的保证。
在正常的生产过程中，我们也经常会遇到填料溢出的一个现象，特别是针对一些高目数的一些粉体，例如像一些高目数的滑石粉、或者说炭黑之类的产品。当我们遇到这种到溢出的现象一般主要是两个原因，一种是树脂或者是聚合物对这个添加物的浸润不够充分。第二种是由于螺槽中的自由容积不够导致填料的溢出。针对这种现象，首先我们可以通过调整螺杆设计来增强或者加大树脂对填料的浸润包覆。其次，通过螺杆设计协同螺杆速度的一个改变，我们可以改变物料在螺槽中的一个填充度，来解决这个填料益处的问题，那在这个方面螺杆设计将会是一个成功的一个关键因素。
在这个生产过程中，我们经常也会遇到熔体从排气口或者真空口溢出的一个现象，针对不同的熔体解决办法是怎样的呢?
比如PET类是一个低粘度、附壁的熔体，我们通常选用一个大开口敞开式的排气插件来使用。比如PP类是一个中高黏度、附壁熔体，我们采用这种半开口式的一个排气插件，而对于像一些HDPE之类的这个高粘度的但不附壁的熔体，我们会采用这种小开口几乎全覆盖的一个排气插件来使用。那其实很多人想问，我为什么要用这么多的排气插件，我全部用C型这种小开口的就好了，我不需要去准备这么多的类型的插件。其实不然，特别是针对气味和VOCs这块!当我们如果全部使用这种小开口的这种排气插件，他对脱挥的效果会大大打折扣。所以综合考虑到脱挥的效果等等，我们还是要选择相对应的合适的一个排气插件。
随着大众或者大家对健康越来越高的要求，大家对塑料部件的气味和VOCs的要求也是日益的提高，特别是在汽车行业，我相信大家都碰到过气味和VOCs的困扰。在这张图上大家可以看到左边是一个比较传统或者一个标准的真空装置，在右边我们可以看到这明显是一个加大的真空装置，我们可以通过增加它的一个脱挥面积来提高脱挥效果来以达到低VOCs或者低气味的产品。
最后在这个实际生产过程中，大家也经常会碰到由于机头压力的不稳定造成这个料条的波动，甚至料条断裂使整个生产的过程非常的不平顺。影响机头压力波动的因素熔体黏度、熔体的温度包括建压段所使用的螺纹元件的螺距都是有关系。我们可以通过调整机器的转数和机筒的加工温度来实现对熔体温度和粘度的调整，同时在辅配上不同螺距的螺纹元件的使用来调整他整个的压缩比，可以达到让机头压力稳定的一个作用，使得整个出条或者料条的出料比较稳定。
最后我给大家介绍一下我们的一个工艺团队，目前在全球我们有超过50名的工艺工程师，在中国本土现有五名工艺工程师，其中包括我。
特别在我们的德国本部，有不乏超过20年甚至30年的一些老专家提供支持。我们公司从1966年开始生产双螺杆挤出机，到目前为止也积累了数十年的经验。目前我们在全球共有三个实验室，分别位于德国的慕尼黑、美国的肯塔基州和中国的嘉兴工厂。中国的实验室于去年新建，目前正在一步步的完善过程中，目前每年我们可以为全球150名客户提供实验的一个需求，那随着中国实验室的日益完善，我相信特别是针对中国市场的用户我们可以提供越来越多的一个实验的机会。
在不久的将来我们将会面对大家开设公开的一个工艺培训课程，主要的目的是让改性共混改性企业的操作工包括工程师更加的熟悉双螺杆挤出设备，同时在优化工艺的前提下充分利用挤出机的一个能力来达到提产增效的这个作用。
今年由于新冠疫情的影响，口罩、熔喷布、防护服等物资是非常的热门，特别让熔喷料也是大火了一把，甚至出现了一料难求的现象，那接下来我给大家也是介绍一下关于熔喷料的一些加工的特点。
在一个口罩中起最关键作用的是中间这个过滤层，也就是我们用熔喷料熔喷纺丝形成的熔喷布所做成的过滤层。那熔喷料是怎么得来的呢?通常我们是使用过氧化物对PP进行降解来得到，常用过氧化物像二烷基过氧化物种类，那在二烷基过氧化物中过氧二叔丁基和双二五这两款也是使用的比较频繁。从我个人的经验来讲呢，我更推荐于这种双二五的过氧化物。首先他的这个反应时间更短，且得到的产品气味也是比较低的。一个高品质的熔喷PP料，它是有以下的一些要求，首先比较高的熔指1200到1800，其次在高熔指的前提下分子量的分布还要求很窄，这样熔指比较稳定。
那针对这些PP料的品质要求，在改性工艺方面也有对应的一些要求。首先我们要求加料稳定，我们可以使用液体和粉体过氧化物。液体的混合效果相对来说会更好，但是介于这种液体的过氧化物市面上并不多，粉体的其实效果也可以。其次各种物料的混合一定要非常均匀，由于熔喷PP料在制作的过程中，其降解反应对于温度和反应时间的要求非常高且非常敏感，所以各个工艺段的温度控制要求非常稳定，且物料停留时间一致。工艺段要求无死角，而且脱挥充分，这样可以保证得到的产品气味比较低且没有杂质和杂色粒子存在。模孔出料均匀、拉料均匀、切粒稳定。
针对熔喷PP料这些改性工艺的要求，我们通常对设备会有一些设计。机筒设计一般在40D到60D之间，我们更推荐50D到60D左右一个相对比较长的设计。在螺杆结构的设计上，我们会使用较多的啮合元件来保证充分的混合，包括停留时间控制在三到四分钟左右。工艺温度呢?在塑化段一般温度会相对较高一些，在加工段或者是后续的建压段来说温度相对要降一些，因为熔喷pp料熔指本身很高、粘度较低，我们需要通过降低温度来增加黏度，最后方便物料建压。
对于原材料可以选择PP粒子料或者PP粉料，过氧化物液体和粉末均可，由于要保证它的混合度和停留时间，所以螺杆转速一般不能太快，我们建议一般会在250到450rpm之间。针对低气味低VOCs的要求，脱挥要求充分，切粒我们可以选择拉条切或者水下切均可。
在这张图上大家可以看到一个熔喷PP料拉条切的机筒的布置，如果使用液体的过氧化物，我们可以通过在机筒上用注液阀将过氧化物注入到机筒中。如使用粉体的过氧化物，可将过氧化物跟PP料一起从主配料中加入。同时为了保证低气味和VOCs，我们采用了一个双级真空来加大脱挥效果。对于机头的设计，由于熔喷料熔指较低，那机头我们建议采用垂直向下的一个方式出料。
同时我们也可采用这种水下切的方式来进行熔喷料的一个生产。当如果我们使用液体的过氧化物的时候，我们可采用这种注射法，常规我们可以在开口机筒的堵块上开孔，然后用注射阀将液体注入，那对于我们的设备来讲，由于我们有这种1D的一个注射环，大家可以看到，我们可以加在任意两节机筒中间来实现这个重要的功能。
其次特别也是比较重要的一点，对于温度的一个控制，我们采用内置式的这种加热棒加热的效率更高。对于水道，我们采用这种逆向螺旋排布。进水口与物料流动方向相反，可以最大程度的保证整个机筒的加热和冷却的均匀性，达到更精准的一个温度控制的一个要求。
最后我给大家介绍一下我们的侧向真空的一个系统，大家从这张图上可以看到，这个侧向真空跟侧向喂料机非常的类似。在这个过程中，在这个侧向抽真空系统中，我们采用这种侧向抽真空可以达到一个更高的一个真空度，且由于这里边有螺杆会顶住物料，那可以避免了物料反流和渗出。使用这种侧向抽真空系统可以主要解决一个熔体渗出的问题。得到一个更大的真空，实现低VOCs、低气味的一个目的。且由于这个真空方式是从侧向抽取，也可以避免冷凝物回流造成二次污染的问题。
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