聚乙烯滚塑过程关键要素控制

1、脱模剂
在滚塑工艺的加热阶段，由于表面氧化，聚乙烯粉末或熔体与模具内表面之间的界面处会发生化学或物理结合。当模具内表面存在局部缺陷时，聚乙烯熔体就会流入这些缺陷中，形成局部嵌入。这将使冷却后的产品难以从模具中取出。为了避免上述情况，需要在模具内表面涂一层热稳定材料，以防止粘连。这种类型的材料称为脱模剂。工业脱模剂有很多种。聚乙烯的滚塑工艺对脱模剂的要求很高，主要是耐热性。油、蜡和硅油是常用的脱模剂，但每次喂食前都需要涂抹一次，因此被称为一次性脱模剂。此类脱模剂成本较低，脱模效果良好，但易迁移至制品表面，影响其表面性能。不需要频繁涂抹，不会迁移，不受温度变化影响，脱模效果好，但成本较高。
在模具型腔表面（像市售的不粘锅）复合一层薄薄的聚四氟乙烯，可以达到脱模的效果。聚四氟乙烯是一种脱模剂。
2、温度控制
聚乙烯滚塑过程中存在一种特殊现象：在粉末熔融过程中，粉末颗粒之间截留的空气形成气泡，随着加热过程的继续，这些气泡消失。进一步研究表明，这些气泡的消失并不是由于它们在浮力的作用下运动到熔体的自由表面，而是因为气泡中的空气逐渐融入到熔融的塑料熔体中。实验表明，当温度升至150℃时，聚乙烯熔体中形成不同大小的气泡。由于聚乙烯熔体的粘度较高，气泡的浮力不足以将气泡推向自由表面。当温度升至200℃时，气泡全部消失。因此，对于聚乙烯滚塑成型来说，科学控制加热过程对于消除聚乙烯制品中的气泡、提高产品质量具有重要意义。因为滚塑的加热时间有时较长，特别是制品壁较厚时。持续时间可能从半小时到一个多小时不等。这时需要采取措施防止材料在加热过程中发生热氧化和材料性能的降低。通常，聚乙烯塑料中添加抗氧化剂来达到预防的目的。但当聚乙烯材料加热温度过高或加热时间过长时，抗氧剂并不能阻止材料的氧化。当产品厚度较大，需要长时间加热时，必须降低加热温度。如果通过提高温度来缩短加热时间，则气泡可能会被保留，因为气泡中的空气没有时间消失。当聚乙烯塑料被加热到熔融状态时，材料将经历从结晶态到熔融态的转变过程，这正是聚乙烯颗粒开始熔融和软化时所发生的情况。它出现在与模具内壁接触的一层材料中，形成均匀的熔融材料层。然后，逐渐向内层扩展，直至整个截面完全转变为塑料熔体。接下来就是继续加热，使气泡逐渐消失。这个过程的温度控制和时间控制都需要调整。
3、冷却过程
在冷却过程中，聚乙烯熔体的温度会从200℃下降到接近室温，聚乙烯分子会从无序状态转变为更加有序的结晶状态。结晶过程需要时间，结晶的速度与聚乙烯熔体的粘度有关。当聚乙烯熔体快速冷却时，聚乙烯熔体的粘度迅速增加，阻碍其晶体的生长，影响聚乙烯的结晶度。当结晶度不同时，聚乙烯产品的密度不同，物理性能也会不同。因此，快速冷却的聚乙烯滚塑制品密度较低，而缓慢冷却的制品密度较高。当然，产品冷却得越慢，其生产周期就越长，成本也就越高。用于滚塑生产的聚乙烯粉末本身具有密度，这是由材料的制造商决定的。但滚塑生产后，由于冷却速度不同，聚乙烯滚塑制品的密度会发生变化。