本文分以下八点阐述：

● 绪言

● 工艺温度优化的基准

● 工艺温度的设定

● 工艺温度的优化机理

● 超负荷挤出、温度不受控状态与对策

● 设备、电器等故障状态与对策

● 原料、配方、捏合等影响因素与对策

● 总结展望

一 、绪言

1.1 工艺温度设定现状

在塑料挤出行业与PVC挤出相关的技术领域中，锥形双螺杆挤出机工艺温度设定和控制存在多种思路。

目前，主要有低温工艺和常温工艺两种典型模式。低温工艺的温度设定大致在165℃- 175℃左右，常温工艺的温度设定大致在175℃-185℃左右。

在温度设定趋势方面，存在“马鞍型”工艺和“阶梯型”工艺。“马鞍型”工艺呈现前高中低后高的特点，部分企业采用这种工艺模式，认为它有助于物料的良好塑化；“阶梯型”工艺则是由前到后逐步升高温度。在不同的产品系列上，还存在超高温度工艺和超低温度工艺。例如，某些穿线管生产采用螺筒温度设在200℃以上的超高温度工艺，而部分螺杆、螺筒临近报废的设备则采用螺筒温度设150℃左右的超低温度工艺。

值得注意的是，尽管这些工艺温度差异较大，但部分不同的工艺却能生产出同样质量达标的产品。这表明目前工艺温度的设定缺乏一套统一、科学的标准，不同企业和产品根据自身情况选择不同的工艺温度，存在一定的盲目性和随意性。

1.2 优化工艺温度必要性

我国挤出机制造行业经过多年发展，在螺杆结构压力配置和外加热圈功率配置方面，为PVC-U塑料的良好、均衡塑化提供了条件。然而，目前工艺温度设定的多样性使得生产过程缺乏科学指导，因此有必要对工艺温度进行优化。

从生产实际来看，不同的工艺温度可能会对产品质量、设备寿命和生产成本产生显着影响。例如，若工艺温度设定过低，物料塑化不良，可能导致制品出现发黄、变色线、发泡等问题，影响产品质量；过低的温度会使剪切作用增强，加剧挤出机螺杆和螺筒的磨损，缩短设备的使用寿命。据相关统计，因挤出温度设定过低，部分挤出机在使用一两年甚至不到一年的时间里，螺筒最大磨损量可达2mm-3mm，此时挤出生产会出现黄线等问题，严重影响生产的正常进行。

若工艺温度设定过高，虽然能使物料更好地塑化，但会加速PVC分解，同样影响产品质量，还可能增加能源消耗，提高生产成本。而且，温度过高还会导致物料在高温状态下停留时间过长，发生降解，产生氯化氢等有害物质，对设备和模具造成腐蚀。

通过优化工艺温度，可以提炼出一套科学、合理的设定方法，实现同一工艺温度条件下挤出，为挤出生产过程的“三统一”（设备统一、模具统一、配方统一）打下良好基础。这不仅有助于提高制品质量，还能减缓挤出机磨损，延长其工作寿命，进一步降低配方成本，方便管理，及时发现和有效处理故障。例如，在给料、挤出速度和计量段设定温度不变的前提下，适当提高给料段的设定温度，可有效降低计量段显示温度与设定温度之间的温差，充分说明给料段温度在一定程度上发挥着调整剪切热的作用，从而减少剪切作用对挤出机的磨损。

优化工艺温度对于提高PVC挤出生产的质量和效率、降低成本具有重要意义，是当前PVC挤出行业亟待解决的问题。

二、工艺温度优化的基准

2.1 PVC树脂热稳定性

PVC树脂作为热敏性高聚物，其热稳定性对工艺温度的设定至关重要。单纯的PVC树脂在100℃条件下便开始降解，当温度达到150℃时，降解速度会显着加快。然而，PVC树脂在160℃时才开始从玻璃化态经高弹态向粘流态转化。这就表明，单纯的PVC树脂无法直接用于加工，必须添加热稳定剂来改善其热稳定性。

一般来说，PVC树脂的稳定剂试验是在180℃、30min与200℃、20min条件下进行的。这意味着在实际生产中，PVC树脂的塑化温度与时间均不应超过这个范围。例如，在某PVC管材的生产过程中，如果塑化温度超过200℃且时间过长，就会导致PVC树脂大量降解，使管材的物理性能大幅下降，如强度降低、韧性变差等。因此，在设定工艺温度时，必须充分考虑PVC树脂的热稳定性，以确保生产出的产品质量达标。

2.2 塑化度要求

塑化度，也称为凝胶化程度，是PVC塑料中制品结晶程度与PVC初级粒子熔合程度的重要标志。大量的研究和测试资料显示，未经改性的PVC-U塑化度在60%-65%时，制品的抗冲性能最强。其中，塑化度在60%时，断裂强度最高；塑化度在65%时，断裂伸长率最大。

熔体温度对塑化度有着显着的影响。当熔体温度在150℃以下时，塑化度为零；熔体温度在190℃以下时，制品中初级粒子清晰可见，塑化度在45%以下；熔体温度在200℃左右时，制品中初级粒子界限大部分消失，仅有少数初级粒子可见，塑化度为70%；熔体温度到200℃以上时，制品初级粒子完全塑化，塑化度可达80%以上。例如，在生产PVC门窗异型材时，如果塑化度不足，异型材的表面会出现粗糙、有颗粒等现象，影响其外观质量和物理性能；而如果塑化度过高，不仅会增加生产成本，还可能导致PVC树脂降解，影响产品的使用寿命。因此，在工艺温度设定过程中，要根据产品的具体要求，将塑化度控制在合适的范围内。

2.3 CPE共混体系加工温度

在实际生产中，大多数PVC制品都会加入CPE共混增韧改性。然而，CPE抗冲击改性剂的温度带比较狭窄，这使得经CPE改性的PVC加工工艺条件较为苛刻。大量试验表明，经CPE改性的PVC在190℃和200℃条件下形成的制品，其微观形态相差很大。在190℃时，改性剂粒子形成了一个包覆PVC初级粒子的网状结构，可以获得良好的抗冲击增韧效果；而在200℃时，PVC初级粒子完全熔融，网状结构消失转变为球体，分散于PVC树脂基体中，导致抗冲击性能大幅度下降。

PVC塑料是“不定性”高聚物，其降解不仅与温度有关，还和时间相关。温度越高，降解的时间越短；温度越低，降解的时间越长。因此，螺筒熔体温度宜控制在180℃-185℃之间（这里指的是熔体温度，而非螺筒显示温度，二者有很大区别），以防止因高温熔体在机内停留时间过长而发生分解。剩余的熔体温差由口模来完成，口模段熔体温度则应控制在190℃-200℃甚至更高些，以便熔体到达最佳塑化度的一瞬间，即刻从口模挤出，从而实现既能从最佳塑化度状态下成型，又不至于因受高温时间过长而分解的目的。例如，在生产PVC排水管材时，如果口模温度过低，管材表面会出现不光滑、有条纹等现象；而如果口模温度过高，管材可能会出现变形、发黄等问题。所以，精确控制CPE共混体系的加工温度对于生产高质量的PVC制品至关重要。

三、工艺温度的设定

3.1 各段温度设定原则

工艺温度的设定需要遵循一定的原则，以确保PVC材料在挤出过程中能够实现良好的塑化和成型。设定温度应充分考虑PVC树脂的热稳定性、塑化度要求以及与CPE共混体系的加工温度等因素。例如，PVC树脂是热敏性高聚物，单纯的PVC树脂在100℃条件下开始降解，150℃条件下降解加速，而在160℃条件下才开始由玻璃化态经高弹态向粘流态转化，因此设定温度需避免 PVC 树脂过度降解。

设定温度要与挤出机各段的功能相匹配。不同的加热段具有不同的职能，如给料段主要是为物料提供外热，使其快速受热玻璃化；计量段则主要是控制物料温度，防止物料分解。设定温度应根据挤出机的剪切性能和挤出量大小进行调整。挤出量越大，通常需要更高的温度来确保物料的塑化和流动。

挤出机温度控制对混合物有何影响

3.2 给料段温度设定

给料段温度设定对于PVC物料的初始处理至关重要。其温度设定依据挤出机剪切性能和挤出量大小而定，一般要求显示温度至少>185℃，挤出量越大，这段要求温度越高。这是为了让粉料能快速受热玻璃化而形成小块状。

以某公司的生产为例，其穿线管和排水硬管挤出设备属于高速挤出，给料段温度普遍在195℃以上，个别机台甚至达到210℃- 220℃，但实际的内部料温则只在100℃-130℃之间，要到给料段末端才能接近玻璃化态需要的温度150℃左右。如果给料段设定温度过低，过多依赖剪切热来提升熔体温度，会加大对螺筒的磨损，影响挤出机螺杆螺筒的使用寿命。例如，一些设备仅经过一两年使用，螺筒就会发生严重磨损，磨损大多集中在压缩比比较大的双头螺绫过后的第一道单头螺绫或第二道单头螺绫部位以及计量段等较宽的工作区域，最大磨损量达2mm - 3mm，还会导致挤出生产出现黄线等问题。

3.3 压缩段与熔融段温度

压缩段物料在螺杆剪切力作用下升温较快，设定温度高一些，有助于降低物料粘度，加快流动性，减少剪切热的危害。在某公司的穿线管生产中，该段温度超过180℃，达到了190℃- 195℃，而排水管的生产大致在180℃。

熔融段的物料基本熔化，因螺槽容积的变化，熔压骤然降低，可发挥充分恒温和排气的职能。设定温度和压缩段保持一致或略高，有助于防止熔体降温，因为熔体压力的降低会使熔体温度也呈下降的趋势。同样以该公司为例，穿线管生产在这一段温度也超过180℃，达到190℃-195℃，排水管生产大致为180℃。这样的温度设定可以保证物料在这两个阶段能够顺利完成压缩和熔融过程，为后续的挤出成型做好准备。

3.4 计量段温度控制

计量段的温度在整个挤塑过程中非常重要，甚至在某种意义上超过给料段。其温度一般应设定在170℃-180℃，依据挤出机剪切性能和挤出量大小而定，确保显示温度≤185℃。这是因为计量段内部剪切热很大，容易造成熔体升温，而过高的熔体温度会加速PVC分解，形成制品发黄、变色线、发泡等影响制品质量的情况。

当挤出量过小，显示温度过低时，可视情况适时提高螺筒、螺杆设定温度或给料速度以增加剪切。例如，在挤出机生产小规格制品时，挤出量较低，导致剪切热过少，计量段显示温度低于 180℃时，就需要采取相应措施来保证物料温度处于理想区域。相反，如果挤出速度增加，会带来计量段剪切摩擦热的大量增加，使显示温度不受控，往往高于设定温度，导致挤出制品局部过热、分解。此时可通过降低螺杆设定温度、适当降低给料速度或降低挤出速度与给料速度比等方法来有效降低计量段显示温度。

3.5 模具及口模温度设定

挤出模具模体段温度设定主要是为防止熔体在模体内降温，一般设定在185℃左右，大部分产品的生产过程中，温度设置在这区间都没问题。如个别产品（波纹管）比这要高，达到190℃。这样的温度设定可以保证熔体在模具内保持良好的流动性，为制品成型提供有利条件。

口模段温度一般在190℃-210℃，视产品挤出时表面光亮度与挤出压力大小而定。升高口模的温度，能适当提高产品的表面光亮度，也能一定程度地降低挤出机的内部压力，减少内部摩擦剪切热的产生。当挤出制品轻微塑化不良时，可以通过适当提高口模温度来解决，但当出现严重塑化不良时，过度依赖提高口模温度来解决是不当的，此时需要通过螺筒各段的温度综合调节来解决。例如，当表面温度过高，熔体从口模挤出会发生不均匀膨胀，同时也会因熔体压力的降低而改变设备内部的摩擦和剪切程度，反而加剧物料的塑化不良。

四、工艺温度的优化机理

4.1 加热段职能与热源

在PVC-U挤出生产中，运用锥形双螺杆挤出机，整个过程大致可分为加温、恒温、保温等三个区域。加温与恒温主要在挤出机内，以排气孔为界，划分为两个相对独立又相互关联的部分，保温区过程由合流芯、挤出模体及挤出口模等部分构成。

PVC-U挤出过程中有两种热源，一种是电加热器提供的外热，另一种是由双螺杆对PVC-U物料进行剪切、压延和摩擦作用，以及PVC-U自身分子间的摩擦作用所产生的内热。这两种热源在挤出的不同阶段发挥着不同的作用。温控装置控制的仅是外热。没有内热存在的挤出机头、口模部分的温度一般都容易控制，但部分参数设计超常规的挤出模具，也会产生内热；有内热存在，剪切作用较强，但尚未超越物料塑化需求的压缩段和主要为排气服务的熔融段，相对亦比较稳定，也较易控制。然而，剪切相对比较薄弱，主要依赖外加热，但外加热难以满足物料塑化需求的给料段（外加热功率配置较低的挤出机尤为突出）；剪切热已超越物料塑化需求的计量段往往也不受温控装置的控制。因此，在整个挤出过程的温度控制中，给料段、计量段是温度控制的重点和难点。

例如，在一些外加热功率配置较低的挤出机中，给料段的外热难以满足物料塑化需求，导致物料塑化不良，影响产品质量。而在计量段，若剪切热过大，又容易造成熔体升温，加速PVC分解，出现制品发黄、变色线、发泡等问题。

4.2 各段温度设置机理

给料段温度：给料段是电加热器传递热给螺筒，显示的温度是该段螺筒的温度，并非物料温度，物料温度往往远远低于显示温度。当物料通过给料螺杆刚进入挤出机时，温度仅有30℃- 40℃左右，而螺杆产生的剪切热带来的物料温升距塑化（玻璃化）温度亦有很大的差距。物料经由压缩段，将通过排气孔，需要物料在加温区域完成由玻璃态向粘流态的转化过程，要求基本呈“橘皮状”，没有粉状物质存在，并紧紧包覆于螺槽表面，方不至被真空从排气孔抽出或堵塞排气孔。因此，给料段的职能是重在外加热，设定温度应尽量高一些，以便电加热圈给物料提供足够的外热。一般来说，给料段显示温度应在185℃以上。

虽然给料段设定温度低一些，比如温度设定为170℃左右甚至更低，也能生产出内在质量达标的产品，但由于供给的外热比较少，过多依赖剪切热来提升熔体温度，会对螺筒的磨损加大，影响挤出机螺杆螺筒的使用寿命。有数据显示，在一些挤出设备中，仅经过一两年（有的甚至不到一年）使用，螺筒就会发生严重磨损，磨损大多集中在压缩比比较大的双头螺纹过后的第一道单头螺纹或第二道单头螺纹部位以及计量段等较宽的工作区域，最大磨损量达2mm-3mm。这时候挤出生产会出现黄线，如对间隙进行调整，又会因螺杆与螺筒局部尖点摩擦，制品出现黑线和设备发出异常响声，无法正常工作，只得更换螺筒与螺杆。

压缩段温度：物料进入剪切作用较大的压缩段，在螺杆剪切力作用下，升温较快。设定温度高一些，有助于降低物料粘度，加快流动性，同给料段一样，可以减少剪切热的危害。例如，在穿线管生产中，该段温度超过180℃，达到了190℃-195℃，有利于物料的进一步塑化和流动。

熔融段温度：熔融段的物料基本熔化，因螺槽容积的变化（一般压缩比小于1），熔压骤然降低，可以发挥充分恒温和排气的职能。设定温度和压缩段保持一致或略高，有助于防止熔体降温，因熔体压力的降低会使熔体温度也呈下降的趋势。在实际生产中，排水管生产的熔融段温度大致在180℃左右。

计量段温度：计量段显示的温度不是物料温度，仅是物料在剪切热作用下传递给螺筒的温度，物料温度往往高于显示温度。设定温度的目的不是为了提供外热，而主要是为了及时停止外加热，并利用螺筒冷却装置和螺杆油温度的适当调节来转移多余的热量，防止物料分解。设定温度不宜过高，以显示温度≤185℃为宜。当挤出量过小，显示温度过低时，又可视情况适时提高螺筒、螺杆设定温度或给料速度以增加剪切。

合流芯及挤出模体温度：熔体进入合流芯，已完全呈熔体状态，并开始由变速变压的螺旋运动转变为匀速直线运动，并通过口模建立熔体压力，使温度、粘度和流动速度更趋均匀，为制品成型做最后的准备。由于改变运动方向，建立熔体压力需牺牲一定的能量为代价，同时该区域由剪切作用产生的内热已不复存在。因此温度设定宜高一些，以减缓物料的热损失。但行业中对合流芯温度设定的意见分歧较大，有人主张将合流芯温度设定在165℃ -175℃之间，认为提高合流芯设定温度，会导致主机功率和型坯熔压降低，从而影响挤出制品的理化性能。然而，实际情况是，提供或输出热量与否并不完全由设定温度高低来决定，主要和加热对象的实际温度和设定温度的差值有关。当设定温度低于合流芯部位熔体实际温度时，其熔体不仅得不到外热，反而会处于完全散热状态，表面熔体流动速度则会减慢，与芯部熔体发生不均衡流动，影响口模挤出制品成型质量。

口模温度：口模设定温度主要是为成型和调整流速及表面光亮度服务的。由于熔体进入口模，在分流锥导向下，已由圆柱体转化为呈产品需要形状的薄壁熔体，依靠外加热，也可以将型坯熔体温度均匀提升到最佳塑化度区域。因此，口模温度直接关系到产品的外在成型质量。当挤出制品轻微塑化不良时，可以通过适当提高口模温度来解决。但当挤出制品出现严重塑化不良时，过度依赖提高口模温度来解决是不当的，会因表面温度过高，熔体从口模挤出，发生不均匀膨胀，同时也会因熔体压力的降低而改变设备内部的摩擦和剪切程度，反而加剧物料的塑化不良，这时候还是要通过螺筒各段的温度综合调节来解决。

螺杆温度：螺杆温度的控制一般有两种装置，一种是螺杆自调温，利用热管对流原理，实施热量在螺杆内部的均衡交换，不用外加能量，但换热效率较低，我国目前在55型以下的锥形双螺杆挤出机大致都是这种配置；另一种是外加热与冷却装置，通过外加能量调节螺杆加热区和恒温区的温度。螺杆温度的设定，主要依据加温区和恒温区的设定与显示的温差来确定，其主要职能是辅助给料段加温或为计量段降温，平衡两者的温差。

五、超负荷挤出与温度控制

5.1 超负荷挤出问题

在PVC挤出生产中，若不适当地提高挤出效率，会引发一系列问题。正常的工艺温度优化思路是建立在正常挤出条件下，以显示温度处于受控状态为基准的。而超负荷挤出时，给料段所供热量难以满足物料塑化所需热量需求，显示温度不受控，往往低于设定温度。例如，当挤出效率大幅提高时，物料至排气孔未能良好塑化，仍有部分粉料，会被真空从排气孔抽走。

这种现象在给料段螺杆剪切热或外加热功率配置偏低的挤出机上尤为突出。随着挤出效率提高的幅度增大，设定温度与显示温度的温差越大，产生的不良后果越严重。而且，这种热量失衡不仅影响给料段，对计量段的危害更大。计量段总热量本来就超越熔体恒温所需热量的需求，挤出速度的增加会带来计量段剪切摩擦热的大量增加，使显示温度不受控，往往高于设定温度，导致挤出制品局部过热、分解。例如，在一些高速挤出的生产线上，经常会出现制品发黄、变色线、发泡等质量问题，这就是计量段温度过高导致PVC分解的表现。

目前我国生产的挤出机在给料段热量匹配上采取了一些措施，如提高加热圈功率，像65/132型锥形双螺杆挤出机给料段功率配置已达9kW；改革螺杆螺纹结构，在给料段或压缩段双头螺纹后设置一单头螺纹，有效提高螺槽的压缩比。但即便如此，计量段剪切热过剩的问题依然制约着挤出效率的提高。

5.2 温度控制对策

当出现显示温度不受设定温度控制的情况时，需要采取相应措施来有效降低计量段显示温度。可以降低螺杆设定温度。螺杆温度的控制一般有螺杆自调温（利用热管对流原理，实施热量在螺杆内部的均衡交换，但换热效率较低，我国55型以下的锥形双螺杆挤出机大致采用这种配置）和外加热与冷却装置（通过外加能量调节螺杆加热区和恒温区的温度）两种方式。通过油冷却的方法降低螺杆设定温度，可以转移计量段多余的剪切热。不过，降低螺杆设定温度也会降低给料段物料温度。当挤出机给料段配置加热圈功率较低时，需要兼顾给料段控温度的需要，避免顾此失彼。

适当降低给料速度也是一种有效的方法。在挤出机螺杆转速一定条件下，提高或降低给料速度是调整剪切热的有效手段。降低给料速度可以减少剪切热，但同样会降低给料段物料温度。给料段与计量段物料对剪切热的需要是互为矛盾的，所以当挤出机给料段配置加热圈功率较低时，降低给料速度也要兼顾给料段温度控制的需要。过度降低给料速度，导致计量段熔体不能完整包裹螺槽，会加大螺绫与螺筒的磨损，出现所谓的“扫樘”（即螺杆螺筒的中间部分过度磨损）症状。

另外，还可以适当降低挤出速度与给料速度比。给料速度和挤出速度同是和挤出量有关的概念，但各自有不同的职能。给料速度宜与外供热相协调，以调整剪切热大小与物料塑化程度；挤出速度宜与牵引速度相协调，以调整挤出量和壁厚。当采用给料速度调整计量段显示温度，无法兼顾给料段显示温度时，降低挤出速度与给料速度比是必要的。这样一方面可以减少计量段熔体的剪切热，另一方面可以延长物料在给料段的停留时间，有利于物料塑化。

需要指出的是，降低计量段设定温度主要是控制剪切热，防止物料降解，并非设置温度越低越好。当加热圈已停止加热，冷却装置不停顿工作，这种情况下温度设定得再低也没有意义。当计量段显示温度虽然高于设定温度，但在185℃区间，仍属正常范围，不必要调整。在挤出机生产小规格制品时，挤出量较低，导致剪切热过少，计量段显示温度低于180℃时，还需根据情况，适时提高螺筒、螺杆设定温度或给料速度，以保持物料温度始终在理想的温度区域运行。提高给料速度也是有限度的。当给料量大于给料段螺槽容积时，会出现加料孔“冒料”现象，使原料直接从加料口溢出，既污染环境又浪费原材料；当给料段螺槽容积大于熔融段容积时，会出现真空孔“冒料”现象，从而堵塞真空排气管路，造成无法排气，影响产品质量而无法正常生产。

六、设备与电器故障处理

6.1 螺筒螺杆磨损影响

在PVC挤出生产中，挤出机螺筒与螺杆严重磨损是常见问题，会带来径向间隙加大的情况，导致物料在挤出过程中出现不规则流动。以螺杆结构为2-2-1-3-3头数的挤出机为例，当物料由给料段双头螺槽并联运动至第一个单头螺槽开始串联运动时，压力骤升；然后又由单头螺槽串联运动至双头螺槽开始并联运动，压力骤降，再次进入单头螺槽时压力又骤升。当第一、二个单头螺绫和对应部位的螺筒在剪切作用下磨损，部分物料可能从单头螺槽向前面的双头螺槽泄漏，发生逆向流动，也可能向后面的三头螺槽泄漏，发生正向流动；熔体由熔融段三头较大螺槽向计量段三头较小螺槽容积流动时，若计量段螺绫和对应部位的螺筒磨损，部分熔体可能由计量段螺槽向熔融段螺槽泄漏，发生逆向流动。

物料或熔体的这种不规则流动，尤其是逆向流动，会使物料在机内停留时间延长，导致“过塑化”和局部降解，制品沿轴向会出现“黄线”。一些操作人员会采取降低设定温度、提高物料粘度的方法来减少逆流，维持生产，这就是所谓“超低温工艺”的最初原因。然而，这种工艺会使熔体温度过低，塑化不均衡，难以保证挤出制品的质量。例如，实际生产中，部分螺筒螺杆磨损严重的设备采用“超低温工艺”后，制品的强度和韧性明显下降，废品率显着提高。据统计，在采用“超低温工艺”的生产线上，废品率较正常工艺提高了15%-20%。

6.2 螺杆加工装配问题

螺杆加工、装配不当会导致两螺杆轴向最小间隙偏小。一般来说，挤出机两螺杆轴向单向设计间隙在2mm以上，但由于加工偏差，不少螺杆的实际串动量仅有1mm左右，即螺杆各功能段每边轴向最小间隙仅能保证0.5mm。如果在装配过程中不精心控制和调整，某功能段最小轴向间隙可能会小至0.2mm左右，甚至出现直接碰撞打架的现象。挤出机工作一段时间后，若推力轴承磨损，也会使螺杆轴向串动，导致轴向间隙变化，因为两盘推力轴承的磨损程度不可能完全一样。

这种情况下，挤出生产过程会发生局部过热。一些操作人员会采用提高设定温度、降低物料粘度、增强物料流动性的方法来勉强维持生产，这就是“超高温工艺”的最初原因。但温度过高会带来诸多问题，不仅会影响产品的内外质量和色泽，还会因物料的局部分解导致氯化氢析出。对于添加了群青的制品，氯化氢会与群青发生反应，致使制品铅污染变色。氯化氢有超强的吸水性，与水结合形成盐酸，对设备和模具有强烈的腐蚀作用。例如，在拆开因糊料的模具时，掏出的黑色糊料块放置一段时间后，表面会出现类似水珠的东西，其实就是氯化氢吸收空气中的水分形成的盐酸小颗粒。实际生产中，采用“超高温工艺”的设备，模具的使用寿命明显缩短，维修成本大幅增加。据估算，模具的维修成本较正常工艺提高了30%-40%。

6.3 电气仪表故障处理

电气仪表故障会使显示温度处于失控状态，主要有以下几种情况。

热电偶故障可分为两种。第一种是未安装到位，或安装孔内存在杂物及热电偶线路轻微短路，导致不能如实传递螺筒温度，显示温度往往低于设定温度，造成不间断加热，使物料实际温度偏高甚至糊料。第二种是热电偶断路（开路），此时显示温度会到刻度满度或者直接显示断偶，致使加热控制器停止输出加热指令，加热器因接触器断开而停止加热，物料会因无外热加温而无法继续生产。在螺筒给料段和模具及合流芯上出现断偶情况，危害尤为明显。例如，在某生产线的给料段热电偶断路后，导致物料无法正常塑化，生产线停产数小时进行维修。

电加热器线圈部分或者与导线连接处因接触不良而发热烧毁，会使加热器实际功率变小或直接到零功率，显示温度偏低。给料段外加热圈启闭频繁甚至长期工作，这种现象常常发生；模具段则因经常拆装，接线不良的情况较多。例如，某模具在多次拆装后，电加热器与导线连接处接触不良，导致模具温度无法达到设定值，制品表面出现明显的瑕疵。

交流接触器因开启频繁，每次开闭产生的弧光温度很高，可能会引发触点表面融化，发生离合器粘结，导致电加热器不间断工作，显示温度偏高；长时间的反复粘连、机械力脱开、再粘连会逐渐烧毁触点，造成断路，使加热器无法工作，显示温度低于设定温度。据统计，在交流接触器频繁开启的设备中，每年因接触器故障导致的停机维修次数达到5-8次。

加热主线路保险开路或断路器跳闸，大部分是因后面线路或加热器短路产生瞬时大电流造成。此时虽然加热指示灯亮，显示加热，但仪表显示数字或指针不涨反降，指示温度越来越低。

加热圈安装不当，与螺筒或口模接触不紧密、存在间隙，会使加热圈的热量散失，无法传递给螺筒或口模，加热圈不停顿工作，显示温度依然偏低，影响物料塑化，还可能烧毁加热器。例如，某设备因加热圈安装不当，导致加热圈烧毁，更换加热圈的成本以及停机造成的损失较大。

真空排气不良，如真空度过低或出现冒料堵塞排气孔，会致使物料夹带空气或挥发物，不仅影响物料塑化，还会使制品出现发泡。螺杆温度不正常也分两种情况。第一种是油路堵塞，螺杆内不通油，此时螺杆油温显示往往很低，造成螺杆无法实施定向调温职能，导致给料段显示温度偏低，计量段显示温度跑高失控。第二种是水路堵塞，会使油路带出来的热无法散发，造成高温油箱温度逐步升高，无法控制，最终丧失散热调温功能。例如，某生产线因油路堵塞，导致螺杆温度失控，制品出现严重的质量问题，废品率高达30%以上。因此，要实施挤出工艺温度的优化设定和控制，必须保证挤出机和温控系统的工作质量，及时处理电气仪表故障，确保生产的正常进行。

七、原料配方与捏合工艺

7.1 原料质量与选择

在PVC挤出工艺中，原料质量与选择对最终产品的质量起着至关重要的作用。PVC树脂作为主要原料，其分子量的高低直接影响熔体的塑化度。分子量低的树脂比分子量高的树脂具有较高的塑化度。如果原料选用混杂或本身存在质量问题，导致分子量分布区域过宽，将会对PVC-U的挤出生产产生致命影响。

例如，在实际生产中，部分厂家因使用了分子量分布不稳定的PVC树脂，导致产品在挤出过程中出现塑化不均的现象，严重影响了产品的内在性能和外观质量。为了保证产品质量，许多企业会根据生产实际情况和产品需求，精心选择合适的PVC树脂。像一些生产挤出产品的企业，会考虑到生产难度和产品综合性能两方面因素，采用疏松型SG5（分子量1000-1100）PVC树脂，以确保产品具有较高的内在性能。而对于注塑产品，大部分企业会选用疏松型SG8（分子量650-750）PVC树脂及少量疏松型SG7（分子量750-850）PVC树脂，这样既能兼顾产品的内在性能，又能满足加工工艺性的要求。

除了PVC树脂，其他添加剂的质量和选择也不容忽视。热稳定剂能够改善PVC树脂的热稳定性，防止其在加工过程中过早降解。抗冲击改性剂如CPE可以提高产品的抗冲击性能，但不同类型和质量的CPE对产品性能的影响也有所不同。因此，在选择添加剂时，需要综合考虑其性能、与PVC树脂的相容性以及成本等因素。

7.2 配方设计要点

配方设计是PVC制品生产中最为重要的环节之一，它直接关系到产品的性能和质量。在配方设计中，加工助剂与润滑剂的选择配搭以及加入量的确定是关键要点。加工助剂能够改善PVC的加工性能，提高塑化质量；润滑剂则可以降低物料与设备之间的摩擦，减少剪切热的产生，防止物料过热分解。

如果加工助剂与润滑剂选择配搭不当，或者加入的量不合适，将会致使物料塑化提前或推后。例如，润滑剂加入量过多，会导致物料在挤出过程中流动性过强，难以形成稳定的形状；而加入量过少，则会增加物料与设备之间的摩擦，导致物料过热分解，影响产品质量。配方中填充剂的多少也直接影响制品内在的各项理化性能指标。适量的填充剂可以降低成本，提高产品的硬度和刚性，但过量使用会降低产品的韧性和抗冲击性能。

为了确保配方的有效性和适宜性，企业通常会在大量试验的基础上进行配方设计，并经过试生产来验证配方的可行性。在生产过程中，还会安排现场工艺人员根据实际情况随时对配方进行微调，同时对配方工序的工作质量进行检查。例如，在某企业的生产中，通过不断调整配方中加工助剂和润滑剂的比例，成功解决了产品表面粗糙和塑化不良的问题，提高了产品的质量和生产效率。

PVC润滑剂配方优化的关键因素及案例分享

7.3 捏合工艺控制

捏合工艺对混合料的凝胶化程度和挤出制品的塑化度有着紧密的关联，因此对捏合工艺的控制至关重要。捏合出料温度的设定、热混（搅）温度、捏合时间以及冷混（搅）出料温度等因素都会影响混合料的质量。

如果捏合出料温度设定不当，热混（搅）温度过高或过低，捏合时间过长或过短，冷混（搅）出料温度过高，都可能导致混合料质量下降。例如，出料时间过短时，会发生物料组分分散不匀的情况。为了解决这个问题，可以适当增加热放料的温度，或者改连续混料为间歇式混料，延长混料时间，以保证正常出料。在实际生产中，一些企业会根据混料锅的使用情况和出料时间的变化，灵活调整捏合工艺参数，确保混合料的质量稳定。

捏合设备的状态也会对捏合工艺产生影响。随着捏合机长期工作，浆叶会发生磨损。对于采用自摩擦生热型的捏合设备，浆叶的磨损会延长每锅料的混料时间。当达到出料温度所需的时间过长时，会发生物料局部过热分解的现象，此时应及时更换浆叶。每次混料前应认真检查热电偶，防止其被物料包裹或线路出现短路、断路等情况，导致不反映真实温度，造成长时间捏合导致糊料。在混料过程中，还需要密切注视热混（捏合）锅或冷混锅出料阀门是否泄漏，避免局部物料组分分散不匀、温度冷却不均等现象发生。特别是捏合（热混）锅，如发生放料门泄露，严重时会直接将温度未捏合到位的料慢慢漏入冷搅锅，使挤出过程无法正常进行。每次混料后，应检查混料机内是否有余料粘附锅壁和排气袋堵塞现象，并及时处理，以杜绝各类影响混合料质量的因素。

PVC挤出机如何确保物料混合均匀？

八、总结

8.1 工艺温度优化成果

工艺温度优化在PVC挤出生产中取得了显着的成果。在工艺温度的设定和控制方面，以PVC-U熔体塑化度60%-65%为基准，将螺筒熔体温度控制在180℃～185℃之间，口模温度控制在190-210℃之间。这一设定使得熔体能够在达到最佳塑化度的瞬间从口模挤出，有效避免了物料因过热时间过长而分解，保证了制品的质量。例如，在实际生产中，按照这一温度控制标准，产品的物理性能和外观质量都得到了明显提升，减少了因物料分解导致的发黄、变色线、发泡等问题。

【实用】PVC制品生产工艺——塑化度详解

适当提高给料段设定温度是工艺温度优化的重要举措。提高给料段温度可以为物料提供充分的外热，确保物料良好塑化。还能有效降低计量段设定温度与显示温度的温差，减缓剪切作用对挤出机螺筒与螺杆的磨损。实践证明，在给料、挤出速度和计量段设定温度不变的前提下，适当提高给料段的设定温度，可使计量段显示温度与设定温度的温差明显减小。以某公司的生产为例，原本因给料段温度设定过低，螺筒在一两年内就出现严重磨损，最大磨损量达2mm-3mm，而采用提高给料段温度的优化工艺后，螺筒和螺杆的使用寿命得到了显着延长。

在挤出速度一定的条件下，给料速度成为调控剪切热的有效手段。当通过减少给料速度来调整计量段设定温度和显示温度的温差时，如果导致给料段设定温度和显示温度的温差更大，此时降低挤出速度，延长物料在给料段的停留时间，能够促进物料吸收外加热，实现良好塑化。在实际生产中，对于一些挤出机给料段热量匹配不足的情况，通过合理调整给料速度和挤出速度的比例，成功解决了物料塑化不良的问题，提高了生产效率和产品质量。

合流芯设定温度以确保熔体截面温度均衡、一致为依据。设定温度过低会使熔体表面流动速度过慢，影响口模挤出制品的成型质量；设定温度过高则会使熔体表面流动速度过快，同样不利于成型。通过优化合流芯设定温度，使得熔体在合流芯及模体中的流动更加均匀，提高了制品的成型精度和质量稳定性。例如，在某产品的生产中，将合流芯温度设定在合适的范围后，制品的表面光洁度和尺寸精度都得到了明显改善。

更换螺筒与螺杆时严格检查与调整螺杆各段轴向间隙，以及挤出机工作一定时间后及时调整螺杆与螺筒径向间隙，对于延长设备的工作寿命起到了重要作用。避免了因间隙过小导致物料或熔体局部过热的问题，保证了生产的连续性和稳定性。例如，某企业通过定期检查和调整螺杆与螺筒的间隙，使得设备的维修频率降低，生产效率得到了提高。

优化挤出工艺温度实现了不同规格、剪切性能的挤出机在不同挤出量条件下，只要显示温度处于可控状态，都能在同一工艺温度下挤出。这一成果带来了多方面的效益，包括提高制品质量、减缓挤出机磨损、延长设备工作寿命、降低成本、方便管理以及及时发现和有效处理故障等。

8.2 未来研究方向

尽管工艺温度优化已经取得了一定的成果，但仍有许多方面值得进一步研究和探索。在工艺温度的精确控制方面，虽然目前已经能够将螺筒熔体温度和口模温度控制在一定范围内，但对于温度的精确测量和调控仍存在一定的误差。未来可以研究更加先进的温度测量技术和控制算法，提高温度控制的精度和稳定性。例如，开发高精度的热电偶传感器和智能温控系统，能够实时监测和调整熔体温度，确保产品质量的一致性。

对于不同配方和原料的工艺温度适应性研究也是未来的一个重要方向。随着市场需求的不断变化，PVC制品的配方和原料也在不断更新。不同的配方和原料对工艺温度的要求可能会有所不同，因此需要深入研究它们之间的关系，制定更加个性化的工艺温度方案。例如，研究新型添加剂对PVC熔体塑化性能和热稳定性的影响，以及如何根据这些影响调整工艺温度，以实现最佳的生产效果。

在节能降耗方面，虽然优化工艺温度已经在一定程度上减少了能源的消耗，但仍有很大的提升空间。未来可以研究如何进一步降低挤出过程中的能量损耗，提高能源利用效率。例如，开发高效的加热系统和冷却系统，采用节能型的电机和控制系统，减少设备的能耗。还可以研究如何利用余热回收技术，将挤出过程中产生的热量进行回收和再利用，降低生产成本。

随着智能制造技术的发展，将智能化应用于PVC挤出工艺温度控制也是未来的一个趋势。可以建立基于大数据和人工智能的工艺温度控制系统，通过对生产数据的实时分析和处理，实现工艺温度的自动优化和调整。例如，利用机器学习算法预测不同工艺条件下的熔体温度和产品质量，提前调整工艺参数，提高生产的自动化水平和智能化程度。

对于挤出机设备的改进和创新也是未来研究的重点。可以研发更加先进的螺杆结构和加热系统，提高物料的塑化效果和温度控制的均匀性。例如，设计新型的螺杆螺纹形状和螺槽结构，增加物料的剪切和混合效果，同时优化加热圈的分布和功率配置，提高加热效率和温度控制的精度。还可以研究如何提高挤出机的稳定性和可靠性，减少设备故障的发生，提高生产效率。