PP塑胶原料加工

塑料原料加工过程主要是胶粒熔融、流动、定型后冷却成为成品，是一个加温后再冷却的过程，也是塑料从颗粒改变到各不同形状的过程，以下将就各个不同阶段角度去说明加工过程。

1.熔融

装置加温器(Heater)让原料颗粒逐渐熔解成流体状流动，主要以各不同原料适合温度调节，调高温度会趋使原料流动加快，可增加效率但不一定能保证良率，必须取得合适的平衡。另良好的效果与PP遇高热裂解的特性，都是生产时最好能让原料顺利流畅到模头，以避免充料不足或回流现象的产生，回流代表原料流动较产出速率快，最后会造成平均流动效率加大等于MFR提高，是加工可利用的方法之一，但却也造成MFR分布非常态可能导致不稳定性加大，导致不良率可能加大。不过PP成品因为应用的关系都不是尺寸精密度很高的产品，所以影响还不大。

2.螺杆

PP加工绝大部份都是靠螺杆带动流动性，所以螺杆的设计影响非常大，口径大小影响产出量，压缩比大小影响压力值也影响产出量及成品效果，这也包括多种材料(色母、添加剂及改质剂) 的混炼效果。原料流动主要靠加温器，但原料翻动磨擦也会产生磨擦热能促使流动性加快，所以螺杆压缩比小带动流动小，转速必须加大所造成磨擦热能必较压缩比大的螺杆多。所以常说塑料加工无师傅，用心了解机器性能的人就是师傅。原料受热不只是加温器而已，必须连摩擦热及窒留时间都并算在内。所以这是实务问题，经验有助于生产问题解决及效率。螺杆如果需要混炼效果特别好，有时会设计二段式不同螺杆或双轴螺杆并分设各段不同形式螺杆以达各式混炼效果。

3.模具或模头

塑料重新定型依靠的是模具或模头，射出成型成品是立体的，模具也比较复杂更要考虑收缩率问题，其它皆为平面、条状、针状连续式产品模头，若为特殊形状则归为异型，需要注意立即冷却定型问题。塑料机器的设计大部份皆像注射针筒，螺杆带动的挤压力量都会在小小出口造成巨大压力，提高生产效率。当模头设计为平面时如何让原料平均分布整个面上，衣架模头的设计就十分重要，讲究的压出机会增加鱼鳃式帮浦稳定原料供应量。

4.冷却

射出模具除了浇道浇口灌注原料外，也有冷却水道冷却原料设计。压出成型则靠滚轮内冷却水道来达成冷却效果，除外也有风刀，冷却水直接淋在吹袋上，以及中空吹气等冷却方式。

5.延伸

成品再加工延伸会增强效果，例如打包带靠前后滚轮带动速率不一即造成延伸效果，成品配向延伸部份抗张拉力加强不易撕断，但横向就极容易撕开。分子量分布也会影响高速生产时的延伸效果，所有压出成品包括纤维都有不等的延伸，真空及压空成型也可视为延伸的另一种形式。

6.收缩

任何原料都有收缩率的问题，收缩原因来自热胀冷缩与结晶形成时产生内应力所造成。一般而言热胀冷缩较易克服，可在加工上以延长冷却时间，持续保压即可做好，结晶原料较非结晶往往有更大的收缩差异，以PP而言约在千分之十六，但ABS仅千分之四左右，差异很大这部份要在模具上克服，或者往往添加减少收缩率的添加剂克服，压出平板也常添加LDPE去改善颈缩的问题。

PP塑胶原料改性技术

1、填充改性

填充改性是在塑料中添加相对廉价的非金属矿粉体材料或其它材料，从而降低制品的原材料成本，同时还可以改善塑料材料某些性能，比如刚性、硬度和耐热性等。通常使用的非矿粉体材料有碳酸钙（轻钙、重钙）、滑石粉、云母粉、高岭土、硅灰石粉、氢氧化铝、氢氧化镁或水镁石粉、沉淀硫酸钡或重晶石粉等。

填料种类改性效果

碳酸钙（重钙、轻钙）增量降低成本、提高抗冲击性能、改善印刷性

滑石粉（片状）增量降低成本、提高刚性和耐热性、提高尺寸稳定性

云母粉（片状）显著提高刚性和耐热性，提高尺寸稳定性和耐高温蠕变性

煅烧高岭土提高电绝缘性

硅灰石（针状）有一定增强效果、提高表面硬度

沉淀硫酸钡（重晶石粉）提高制品表面光泽、增大材料密度

氢氧化铝、氢氧化镁（水镁石粉）作为阻燃剂使用，达到填充、阻燃、消烟三重效果

炭黑制作导电塑料，达到永久抗静电效果，提高耐光照老化性

金属粉末制作导电塑料，达到永久抗静电效果

木粉降低成本、有利资源再生利用

石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯提高润滑性、减小摩擦力

填充改性中也存在填料在聚丙烯基体中的分布、分散是否均匀的问题，同时填料颗粒表面需经适当处理才能与非极性聚丙烯的分子有较好的亲合性。填料的表面处理方法及处理剂的选择是决定填充改性成败的关键。

填充改性PP生产工艺，其主机都是混炼型挤出机，可以根据不同的需要采用不同的螺杆形式。通常情况下多采用单螺杆挤出机或双波状螺杆挤出机或双波状螺杆挤出机，只有在特殊专用料的生产上采用双螺杆机挤出机，不过对用碳酸钙填充或滑石粉填充、选用单螺杆或双波状螺杆挤出设备完全可以实现。

2、共混改性

采用机械的办法，在已经生成的聚合物中加入其它聚合物，使其性能发生变化称之为共混改性。

改性效果改性用添加物

提高抗低温冲击性乙丙橡胶、EPDM、POE、EVA、SBS

提高透明性LDPE、乙丙橡胶、POE

提高着色性聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚酯、聚偏二氯乙烯

提高气密性（气体阻隔性）聚酰胺、聚偏二氯乙烯

改进抗静电性聚乙烯醇

在共混改性中必须注意不同聚合物之间的相容性，在相容性较差的两种聚合物共混时，往往需要加入分别和两种聚合物相容性都好的第三组分，称之为相容 剂。例如聚丙烯和尼龙-6的相容性极差，单*机械的力量不能把二者混匀，此时如加入少许已经接枝有顺丁烯二酸酐的聚丙烯，由于顺丁烯二酸酐与尼龙-6的酰 胺基团可发生化学反应，就可以大大改善聚丙烯和尼龙-6的相容性。

共混改性中需注意的是只有形成不完全相容的多相体系，同时又能使两种聚合物达到相互均匀分散时，才能达到预期的改性效果。

3、增强改性PP

纤维状材料加入到塑料中，可以显著提高塑料材料的强度，故称之为增强改性。大径厚比的材料可以显著提高塑料材料的弯曲模量（刚性），也可以将其称之为增强改性。

玻璃纤维是主要的增强材料，可以显著提高PP塑料的拉伸强度。玻纤含量一般不超过40%，一般认为在纤维长度大于0.2mm时有改性效果，其玻纤的直径在十几个微米时效果较好。玻纤含量增大时，增强PP的加工流动性相应下降，但仍属流动性较好的塑料。

由于玻纤增强PP可以提高机械强度和耐热性，且玻纤增强PP的耐水蒸汽性、耐化学腐蚀性和耐蠕变性都很好，在许多场合可以作为工程塑料使用，如风扇叶片、暖风机格栅、叶轮泵、灯罩、电炉和加热器外壳等等。