超高分子量聚乙烯擠出常見問題與解決方案

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）因其分子量（通常在300萬至900萬以上），具有優異的耐磨、耐沖擊和自潤滑性能，被譽為“工程塑料"。然而，分子量也帶來了熔體粘度，使其基本不具備流動性（熔融指數接近于0）。在擠出加工，尤其是單螺桿擠出生產托輥、管材時，經常會遇到各種工藝難題。蘭德梅克針對超高分子量聚乙烯擠出常見問題提供系統性的解決方案。

一、 熔體破裂與表面粗糙（魚鱗紋）

問題表現： 管材或型材表面出現周期性的不規則波紋，俗稱“魚鱗紋"，嚴重時表面粗糙如砂紙，摩擦系數大幅上升。

原因分析： 由于超高分子量聚乙烯熔體粘度極大，在離開口模時，熔體與模具壁面之間產生極大的剪切應力。當剪切速率超過臨界值時，熔體在模口發生撕裂和彈性恢復，形成破裂。

解決方案：

1.   加入超高分子量聚乙烯擠出助劑B-5200。該助劑能在模具內壁形成一層動態的低表面能薄膜，變“剪切流動"為“滑爽流動"，有效消除魚鱗紋。B-5200也能優化內潤滑，降低熔體分子間的內摩擦，降低剪切壓力

2.   溫度梯度控制： 適當提高模頭（口模）的溫度，降低邊緣熔體的粘度，減小出料阻力。

二、 擠出電流不穩與扭矩過高

問題表現： 主機電流頻繁波動，螺桿扭矩接近極限報警，甚至出現“憋死"停機現象。

原因分析： 單螺桿擠出機在加工超高分子量聚乙烯物料時，由于物料對螺桿的抱緊力巨大，摩擦生熱（剪切熱）失控，導致物料在加料段提前熔融“打滑"或者在壓縮段阻力過載。

解決方案：

1.   載體與潤滑組合：加入超高分子量聚乙烯擠出助劑B-5200。利用載體在高溫下的“稀釋"作用，輔助超高分子量聚乙烯物料向前輸送。

2.   階梯溫控： 嚴格鎖死加料段冷卻水，防止物料過早軟化導致螺桿打滑。同時，降低螺桿中段轉速，減少剪切生熱。

3.   螺桿改進： 使用超高專用螺桿，增大螺槽深度，降低壓縮比。

三、超高分子量聚乙烯管材壁厚不均與熔體“塌料"

問題表現： 在生產超高分子量聚乙烯厚壁管材時，管材離開模具后因重力下垂，導致上薄下厚或圓度超標。

原因分析： 配方中含低分子量潤滑劑，導致熔體強度不足，無法支撐自重。

解決方案：

1.   調整潤滑比例： 減少低分子量潤滑劑的用量，增加超高分子量聚乙烯擠出助劑B-5200用量。

2.   強化定型： 采用真空徑向定型工藝，并適當降低真空定型箱的前兩節噴淋水溫，加速表層硬化。

四、 表面析出（噴霜）

問題表現： 管材放置一段時間后，表面出現白粉或油膜，影響外觀并導致皮帶打滑。

原因分析：超高分子量聚乙烯配方中小分子物質用量超標，或混合分散不均。

解決方案：

超高分子量聚乙烯配方中小分子物質用量，增加超高分子量聚乙烯擠出助劑B-5200用量。