超高分子量聚乙烯挤出常见问题与解决方案

超高分子量聚乙烯挤出常见问题与解决方案

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）因其分子量（通常在300万至900万以上），具有优异的耐磨、耐冲击和自润滑性能，被誉为“工程塑料"。然而，分子量也带来了熔体粘度，使其基本不具备流动性（熔融指数接近于0）。在挤出加工，尤其是单螺杆挤出生产托辊、管材时，经常会遇到各种工艺难题。兰德梅克针对超高分子量聚乙烯挤出常见问题提供系统性的解决方案。

一、 熔体破裂与表面粗糙（鱼鳞纹）

问题表现： 管材或型材表面出现周期性的不规则波纹，俗称“鱼鳞纹"，严重时表面粗糙如砂纸，摩擦系数大幅上升。

原因分析： 由于超高分子量聚乙烯熔体粘度极大，在离开口模时，熔体与模具壁面之间产生极大的剪切应力。当剪切速率超过临界值时，熔体在模口发生撕裂和弹性恢复，形成破裂。

解决方案：

1.   加入超高分子量聚乙烯挤出助剂B-5200。该助剂能在模具内壁形成一层动态的低表面能薄膜，变“剪切流动"为“滑爽流动"，有效消除鱼鳞纹。B-5200也能优化内润滑，降低熔体分子间的内摩擦，降低剪切压力

2.   温度梯度控制： 适当提高模头（口模）的温度，降低边缘熔体的粘度，减小出料阻力。

二、 挤出电流不稳与扭矩过高

问题表现： 主机电流频繁波动，螺杆扭矩接近极限报警，甚至出现“憋死"停机现象。

原因分析： 单螺杆挤出机在加工超高分子量聚乙烯物料时，由于物料对螺杆的抱紧力巨大，摩擦生热（剪切热）失控，导致物料在加料段提前熔融“打滑"或者在压缩段阻力过载。

解决方案：

1.   载体与润滑组合：加入超高分子量聚乙烯挤出助剂B-5200。利用载体在高温下的“稀释"作用，辅助超高分子量聚乙烯物料向前输送。

2.   阶梯温控： 严格锁死加料段冷却水，防止物料过早软化导致螺杆打滑。同时，降低螺杆中段转速，减少剪切生热。

3.   螺杆改进： 使用超高专用螺杆，增大螺槽深度，降低压缩比。

三、超高分子量聚乙烯管材壁厚不均与熔体“塌料"

问题表现： 在生产超高分子量聚乙烯厚壁管材时，管材离开模具后因重力下垂，导致上薄下厚或圆度超标。

原因分析： 配方中含低分子量润滑剂，导致熔体强度不足，无法支撑自重。

解决方案：

1.   调整润滑比例： 减少低分子量润滑剂的用量，增加超高分子量聚乙烯挤出助剂B-5200用量。

2.   强化定型： 采用真空径向定型工艺，并适当降低真空定型箱的前两节喷淋水温，加速表层硬化。

四、 表面析出（喷霜）

问题表现： 管材放置一段时间后，表面出现白粉或油膜，影响外观并导致皮带打滑。

原因分析：超高分子量聚乙烯配方中小分子物质用量超标，或混合分散不均。

解决方案：

超高分子量聚乙烯配方中小分子物质用量，增加超高分子量聚乙烯挤出助剂B-5200用量。