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用多種方法可以制取多組分的復合材料制品，采用共擠出工藝是最簡便易行的一種方法。它已成為當代最先進的塑料成型加工方法之一。高聚物共擠出工藝是一種使用數(shù)臺擠出機分別供給不同的熔融料流，在一個復合機頭內(nèi)匯合共擠出得到多層復合制品的加工過程。它能夠使多層具有不同特性的物料在擠出過程中彼此復合在一起，使制品兼有幾種不同材料的優(yōu)良特性，在特性上進行互補，從而得到特殊要求的性能和外觀，如防氧和防濕的阻隔能力、著色性、保溫性、熱成型和熱粘合能力，及強度、剛度、硬度等機械性能。這些具有綜合性能的多層復合材料在許多領(lǐng)域中有極其廣泛的應用價值。此外，它可以大幅度的降低制品成本、簡化流程、減少設(shè)備投資，復合過程不用溶劑、不產(chǎn)生三廢物質(zhì)。因此共擠出技術(shù)被廣泛用于復合薄膜、板材、管材、異型材和電線電纜的生產(chǎn)。                  下面著重討論近年來得到廣泛應用的復合管材、復合薄膜、平膜和流延膜、PVC芯層發(fā)泡復合管、板、異型材共擠出技術(shù)。               復合管材共擠出                  鋁塑復合管集塑料和金屬優(yōu)點為一體，具有無毒、平滑、耐腐蝕、質(zhì)地輕、強度高、耐熱性能好、脆化溫度低、安裝方便、外觀大方、使用壽命長等優(yōu)點，可用于冷熱水及飲用水管道、地面及地下暖氣管道、煤氣管道、石油化學工業(yè)中的腐蝕液體和腐蝕氣體的輸送，壓縮空氣輸送以及食品工業(yè)中飲料、酒和牛奶等液體的輸送等，在近期內(nèi)有可能逐步取代鍍鋅管、銅管、塑膠管。在工業(yè)發(fā)達國家，鋁塑復合管在管材中的占有率約為15%。該項技術(shù)1974年由英國工程師Itzhak Barnoach提出申請專利，而后荷蘭Kitech公司、德國Unicor公司和克勞勃公司等對管材結(jié)構(gòu)、加工設(shè)備和制造技術(shù)等方面進行了改進，使其性能不斷得到完善，在20世紀90年代初開始在歐洲和澳洲進行商品化應用。我國在20世紀90年代中期開始引進鋁塑復合管生產(chǎn)線的技術(shù)，開始進行鋁塑復合管的生產(chǎn)和應用。          圖片來源：BramptonEngineering         鋁塑復合管由5層（聚乙烯、熱熔膠、鋁箔、熱熔膠、聚乙烯）組成，以交聯(lián)聚乙烯(XLPE)為內(nèi)外層，中間層為焊接鋁管以增加管材的強度，在鋁管的內(nèi)外表面涂以膠粘劑與塑料層粘接，通過共擠工藝成型。                  鋼塑復合管的結(jié)構(gòu)與鋁塑復合管基本相同，由五層組成，其內(nèi)外層原料一般采用HDPE，鋼層與內(nèi)外層HDPE之間為熱熔膠層。直徑為50-110mm的鋼塑復合管較多采用鋼板網(wǎng)骨架增強復合塑料管，它是以冷軋帶鋼和熱塑性塑料為原料，以氬弧對接焊成型的多孔薄壁鋼管為增強體，外層和內(nèi)層雙面復合熱塑性塑料的一種新型復合壓力管材。由于多孔薄壁鋼管增強體被包覆在熱塑性塑料連續(xù)體中，因此，這種復合管克服了鋼管和塑料管的缺點，而又具有鋼管和塑料管的共同優(yōu)點。目前輸氣、輸水用的大口徑管較多采用以鋼絲纏繞為骨架的聚乙烯管，鋼絲骨架纏繞和焊接速度慢，生產(chǎn)效率較低。                  鋼塑復合管生產(chǎn)的關(guān)鍵是五層共擠復合機頭的設(shè)計，它要求在一個共擠出機頭內(nèi)實現(xiàn)內(nèi)外塑料層，熱熔膠粘接層及中間鋼層的完全復合。復合工藝的關(guān)鍵是采用物理復合和化學復合相結(jié)合的方法，在設(shè)定的溫度下，在鋼絲與內(nèi)外層HDPE之間擠入一層親和助劑，形成五層結(jié)構(gòu)的管體，在高溫高壓下，處于熔融狀態(tài)的親和助劑通過共擠出機頭均勻地涂覆在鋼管的內(nèi)外表面，然后接枝于HDPE帶極性的活化官能團，并與鋼管表面形成鍵合的粘界面。經(jīng)過這樣有物理和化學復合作用共同產(chǎn)生的共擠出過程，制取的鋼塑復合管才能同時具備塑料和鋼管的共同特性，使它具有高強度、長壽命、高氣密性、高耐腐蝕性和高耐候性能。          　　         復合薄膜共擠出                  多層復合薄膜的特點為：對氧和水汽的阻隔性好；薄膜的強度和耐穿刺性高；熱封性好；粘結(jié)性強；有良好的防霧性、防滑性、著色性，因此，在包裝領(lǐng)域有著廣泛的應用。          圖片來源：Reifenhser         共擠吹膜法主要用于生產(chǎn)高阻隔性包裝膜、收縮膜、中空保鮮膜、土工膜等，在食品、藥品、日化產(chǎn)品包裝、農(nóng)用大棚、水利工程、環(huán)境工程等領(lǐng)域有廣泛應用。                  采用共擠吹膜法生產(chǎn)工藝，通過厚度的有效調(diào)整使膜的功能得到量化控制，膜的各層結(jié)構(gòu)組合方便靈活，基材選用范圍更加廣泛。從而使復合膜的成本降低、強度提高、阻隔性增加，附加值增加而市場適應性增強。                  共擠吹膜法的技術(shù)難點在于復合機頭的流道設(shè)計，流道設(shè)計應保證各層熔料的流速均勻、結(jié)合層剪切應力一致，各層機頭的料溫應能獨立控制。為此，加拿大Brampton Engineering、美國Battenfeld Gloucester、加拿大Marco Engineering、意大利Amut、美國MA等公司分別研究成功多層圓盤式環(huán)形共擠出機頭、同心螺旋芯軸式共擠出機頭和多層圓錐盤環(huán)形共擠出機頭等，其每層流道的結(jié)構(gòu)形狀有環(huán)形流道、心型包絡(luò)式流道、螺旋支管式流道等數(shù)種型式。                  目前共擠出吹膜機頭的最新技術(shù)為多層圓錐盤環(huán)形共擠出機頭和螺旋支管式流道的組合型式，相鄰層間溫差可達80℃,制品厚度誤差在5％以內(nèi)。在此用已二醇制冷機組來替代冷卻水機，冷卻采用模體內(nèi)冷和風環(huán)外冷結(jié)合，提高冷卻和結(jié)晶速度，以增加薄膜的透明度、強度和韌性。復合膜的最多層數(shù)為十一層，大棚膜最大幅寬達24米。                  共擠吹膜法不足之處有：                  1、層數(shù)不允許有較多的變化 ；         2、各層膜的比率不允許有大幅的波動；         3、隨著層數(shù)的增加，機頭外徑的增加，外層膜的熔體在機頭內(nèi)停留時間增加，有分解的危險；         4、當相鄰層樹脂熔點、粘度相差較大時，若各層溫度控制不當，對某些熱穩(wěn)定性較差的樹脂，有可能形成分解層。                  平膜和流延膜共擠出                  流延膜成型原理是將在擠出機中塑料熔體經(jīng)T型模頭擠出，直接進入水溶液或驟冷輥經(jīng)冷卻、牽引后制得流延膜。這種加工方法能夠充分的發(fā)揮被加工材料的性能，而同時又能保持最佳的尺寸精度。大多數(shù)熱塑性塑料薄膜都可以用流延法生產(chǎn)。尤其對半結(jié)晶型熱塑性塑料更為合適。                  平膜擠出的成型原理是：將在擠出機中已經(jīng)塑化均勻的塑料熔體從平膜機頭擠出，經(jīng)冷卻輥接觸而冷卻固化，最后剪裁成一定寬度的膜，卷取成卷。共擠膜各層的結(jié)構(gòu)可以是對稱的或不對稱的，當兩層膜之間的粘附性能不佳時，就需要在兩層之間加入一層很薄的粘結(jié)層，以提高熱封性能和邊界粘附性能。                  用于平膜和流延膜的共擠出機頭有三種型式，即多流道共擠出機頭、帶喂料塊共擠出機頭以及多流道機頭和喂料塊組合的共擠出機頭。                  (1) 多流道共擠出機頭：由數(shù)臺擠出機擠出的熔體從一個擁有多流道的機頭進料端分別流入設(shè)定寬度及厚度的分流道中，各層熔體在機頭口型內(nèi)復合成型。采用這種方法人們可以選擇流動性和熔點相差較大的塑料原料制取復合制品。但復合層數(shù)不能太多，否則共擠出機頭過于龐大。                  (2) 帶共擠出喂料塊的機頭：由數(shù)臺擠出機擠出的熔體經(jīng)喂料塊分流道，通過其內(nèi)設(shè)置的熔體流率比調(diào)節(jié)閥和厚度調(diào)節(jié)栓調(diào)節(jié)，然后匯合進入衣架機頭擠出成型。這種方法允許人們生產(chǎn)較多層數(shù)的復合薄膜，共擠出機頭小巧而精密。其缺點是只有流動性和加工溫度相近的塑料才能彼此復合，加工范圍較窄。                  (3) 多流道機頭和喂料塊組合的共擠出機頭。它是由德國Reifenh妘ser公司開發(fā)的專門用來加工五層以上熱敏性物料的共擠出機頭。                  共擠出復合成型同其他復合成型工藝相比，各層厚度的控制和調(diào)節(jié)比較困難，層間界面不夠清晰，界面處兩層料流有可能發(fā)生相互干擾，尤其是機頭內(nèi)各層物料流匯合處到口型之間距離比較長的情況下更容易發(fā)生。                  國外，制造平膜和流延膜共擠出的著名廠家有美國Cloeren和EDI公司，德國Reifenh妘ser公司等。擠出復合膜的寬度為100mm到10米，復合層數(shù)為五層，膜厚的控制采用計算機和熱膨脹螺絲自動反饋來控制模唇開度。每一個模唇調(diào)節(jié)螺絲都配以一個調(diào)節(jié)塊，包括一根加熱棒和一個空氣冷卻通道。熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)在每個熱調(diào)節(jié)點上安置一個電源，以增加或減少調(diào)節(jié)塊的長度，從而改變模唇的開度。 （待續(xù)）