工艺设备-薄膜吹塑设备核心部件—模头.docx
JOHNSON工艺设备-薄膜吹塑设备核心部件一模头模头，又称为“机头”，在薄膜吹塑中，模头是整个吹膜成型过程中 最核心的部件之一，根据不同公司和吹塑薄膜的需要，模头有多种不 同的设计，一般分为如下几种类型。i.平面叠加这种模头一般采用侧进料，熔体以中心轴线对称，在每层的叠加面流 动，而不是传统的筒状流动。它的优点是机头层数可以任意组合，结构 简单，且每层的温度可以单独控制，这样可以根据不同的物料的需要单 独控制每层的温度,也有效的防止物料的分解。叠加型模头一层层的叠 加，熔体在每层流道中流动，层数的变化不会影响机头内外径的大 小。笔者认为这种模头由于流道在平面或斜面上，熔体的压力无法平 衡调，使得熔体的密封困难，需要许多螺钉密封。JOHNSONTM.锥形叠加锥形叠加共挤机头的设计思路与平面叠加机头一样，只不过采用 了锥形模块单元化结构，每个单元都由一对短锥形模块组成，流道在 锥形圆柱面上，其本体强度高于平面叠加机头，承受的熔体的压力更 高，密封性更好。锥形叠加共挤机头分为两种，即上斜叠加型和下斜叠 加型。上斜锥形叠加这种模头是每层由下到上斜面叠加，每层之间相互吻合，从而不易 溢料，主要用于直径10mm50mm的模头。熔体从每层机头进料，一 次分流。这种设计一般适用于较小尺寸的共挤机头。下斜锥形叠加这种模头的设计特点是每层机头由上到下斜面叠加，每层机头之间 相互吻合，从而不易溢料。熔体从机头底部同一平面侧进料并流到相应 的机头层进行一次分流，减少熔体的停滞，机头易于清洗。并得到好的 厚度分布。另外，同其它机头相比，每层的熔体流道数量不受限制，视 直径不同，每层可以设计为16条及以上数量螺旋流道。2 .径向方向叠加式这种模头的流道是螺旋芯棒式，这种模头的特点是低中心，模头的 高度不会随着层数的增加而增大。由于熔体的压力是在流道圆周方向 平衡掉，所以密封比叠加型好。缺点是熔体的温度不能单独控制，特别 是中间层的温度。JOHNSONTM无论是叠加型还是螺旋芯棒式的，它的工作原理都是：熔融物料 从一个中心进料孔进入后首先被分成八股（或十六股）料流，然后物料 到达八头（或十六头）螺纹中各螺槽的起点处，每一股熔融流束ql又 被分成两股料流;在H2所形成的环形间隙上的轴向料流q2,和在螺旋 槽中向前流动的螺旋料流，在挤出方向上,q3越来越少，相反,q2侧越 来越多。因此，在螺旋流道的起点和终点之间存在着一个由纯粹的螺 旋流动连续地过渡到纯粹地轴向流动的过程。结果，使熔流得到进一 步充分有效的混合，使熔料在口模圆周方向上的压力、温度和速度分 布基本到达均匀一致的目的，于是也就保证了熔体薄膜的均匀厚度。模头设计的好坏主要取决于流道参数：螺旋角中，锲角仇螺旋消 退角中，初始面积A。流道设计的理想状态是螺旋流q3慢慢转化成轴 向料流q2,刚好在流道结束的时候全部转换完毕。两种情况的流道都 不是很好：一种情况是螺旋流过早的结束，即q3在螺旋流道结束前就 没有了；另一种情况是q3在螺旋流道的末端还没有完全转换成轴向料 流q2,螺旋流道末端还有螺旋流。这两种情况都会使口模处熔体的速 度不均匀，从而影响薄膜的厚薄均匀性。国外公司对于螺旋流道的设计，是经验加上理论计算分析，所以他 们的模头设计很好。把物料的参数和产量作为初始条件，算出熔体在模 头内的压力分布，停留时间，剪切速率，以及最重要的螺旋流道结束 处的速度分布。根据计算的数据分析流道参数的合理性，根据经验， 修改参数，代入理论计算，以得到最好的分析结果。多层模头来说， 每层流道参数根据那层的材料参数，产量来计算。在多层熔体汇合熔JOHNSONJOHNSONTM接处，还要算出各层的厚度分布。多层共挤吹塑模头的设计比拟复 杂，国外公司都有他们自己的理论计算方法。
