TPU挤出制品表面粗糙的原因及解决措施
TPU 挤出成型中出现表面粗糙问题，主要有以下原因： 原料方面： 原料吸湿：TPU 是吸湿性很强的树脂，若原料未充分干燥，含有水分，在挤出过程中水分气化，会导致制品表面不光滑，产生气泡、粗糙等问题，还会影响材料的物理性能。尤其是聚酯类 TPU，同等条件下含水量通常比聚醚类 TPU 高，更需注意干燥。 原料不纯：如果 TPU 原料中混有杂质、异物或其他不相容的成分，在挤出过程中这些物质可能会影响熔体的均匀性，导致表面粗糙。例如，原料在储存、运输过程中混入了灰尘、颗粒等杂质。 色母或添加剂问题：使用色母或添加剂进行着色或改性时，如果色母或添加剂的分散性不好、与 TPU 的相容性差，或者添加比例不当，会导致挤出物的均化效果不理想，使制品表面出现粗糙、条纹等现象。 设备方面： 挤出机螺杆问题： 螺杆结构不合理：螺杆的设计参数，如直径、长径比、压缩比等不适合 TPU 材料，会影响物料的塑化和输送效果。例如，螺杆的压缩比过小，可能导致物料塑化不充分；长径比不合适，会使物料在机筒内的停留时间和剪切作用不合理，从而影响挤出物的质量。 螺杆磨损：长期使用的螺杆会出现磨损，螺棱变钝、螺槽深度不均匀等问题，这会降低螺杆的剪切和输送能力，使物料在挤出过程中不能得到均匀的塑化和混合，导致制品表面粗糙。 模头问题： 模头设计不合理：模头的结构、形状、尺寸等设计不当，会影响熔体的流动和挤出效果。例如，模头的流道过于复杂、狭窄或存在死角，会使熔体在流动过程中产生紊流、滞留等现象，导致挤出物表面不均匀、粗糙。 模头表面状况不佳：模头表面有划痕、毛刺、污垢或生锈等问题，会影响挤出物的表面质量。这些缺陷会在挤出过程中在制品表面留下痕迹，使表面变得粗糙。 模头温度不均匀：模头的加热或冷却系统出现故障，导致模头温度不均匀，会使熔体在挤出时的粘度和流动性不一致，从而造成制品表面粗糙。 工艺参数方面： 挤出温度设置不当：挤出温度是影响 TPU 挤出成型质量的重要因素。温度过低，TPU 不能充分塑化，熔体的粘度大，流动性差，会使挤出物表面粗糙；温度过高，TPU 可能会发生热分解、交联等反应，产生气泡、焦烧等现象，也会导致表面粗糙。 挤出速度过快或过慢：挤出速度对制品的表面质量也有影响。挤出速度过快，会使熔体受到过大的剪切力，导致分子链断裂、降解，影响制品的性能，同时也可能使熔体在模头内的停留时间不足，不能均匀地挤出，造成表面粗糙；挤出速度过慢，熔体在机筒内停留时间过长，容易发生降解或交联反应，同样会影响制品的质量。 牵引速度不稳定：牵引速度与挤出速度不匹配，或者牵引装置出现故障，导致牵引速度不稳定，会使挤出物在拉伸过程中受到不均匀的拉力，从而影响制品的表面质量，使其变得粗糙。 对于 TPU 挤出成型中出现的表面粗糙问题，可以采取以下解决措施： 原料处理方面： 充分干燥：TPU 具有很强的吸湿性，原料中的水分会在挤出过程中气化，导致制品表面粗糙。因此，要确保原料充分干燥。根据材料的硬度，选择合适的干燥温度（一般为 80 - 110℃）和干燥时间（通常 2 - 4 小时，具体需根据实际情况确定），并使用循环空气干燥机或除湿干燥机等设备来提高干燥效果。 筛选原料：对原料进行筛选，去除其中的杂质、异物等不相容成分，以保证原料的纯净度。在储存和运输过程中，要注意保持原料的干燥和清洁，避免受到污染。 优化配方：如果使用色母或添加剂进行着色或改性，要确保其与 TPU 的相容性良好，并且分散均匀。选择合适的添加比例，一般色母的添加量为 1 - 4%，碳粉等添加剂的添加量为 0.2 - 0.5%。 设备调整方面： 螺杆优化： 检查螺杆结构：确保螺杆的直径、长径比、压缩比等参数适合 TPU 材料的挤出加工。如果螺杆结构不合理，可能需要更换或改造螺杆，以提高物料的塑化和输送效果。例如，对于硬度较高的 TPU，可以选择压缩比稍大的螺杆，以保证充分塑化。 检查螺杆磨损情况：定期检查螺杆的磨损程度，对于磨损严重的螺杆，及时进行修复或更换。修复后的螺杆要进行表面处理，提高其耐磨性和光洁度。 模头调整： 优化模头设计：检查模头的结构和尺寸是否合理，流道是否顺畅，有无死角或狭窄部位。如果模头设计不佳，需要重新设计或改进模头，以保证熔体的均匀流动。例如，增加模头的成型面长度，使熔体在挤出过程中有足够的时间和空间进行均匀分布36。 清洁和维护模头：定期清理模头表面的污垢、划痕和毛刺等，保持模头表面的光洁度。可以使用专业的模具清洗剂和抛光工具进行清洁和抛光，同时检查模头的加热和冷却系统是否正常工作，确保模头温度均匀。 工艺参数优化方面： 温度控制： 调整挤出温度：根据 TPU 的特性和挤出机的性能，优化各加热段的温度设置。温度过低会导致塑化不完全，温度过高则可能引起材料分解或交联。一般来说，要提高机头和口模的温度，使熔体在挤出时具有良好的流动性和均匀性。 保持温度稳定：确保挤出机的温度控制系统准确可靠，避免温度波动过大。可以采用高精度的温度传感器和控制器，并定期对温度控制系统进行校准和维护。 速度调整： 优化挤出速度：选择合适的挤出速度，既要保证物料能够充分塑化和挤出，又要避免因挤出速度过快而导致熔体受到过大的剪切力，影响制品质量。对于表面粗糙问题，可以适当降低挤出速度，观察制品表面质量的改善情况。 稳定牵引速度：保持牵引速度与挤出速度相匹配，并且稳定一致。可以使用高精度的牵引装置和调速系统，确保制品在挤出过程中受到均匀的拉伸和牵引，避免因拉伸不均匀而导致表面粗糙。