在塑料改性领域，湖北高填充碳酸钙（填充量＞30%）虽能降低生产成本，但易引发挤出工艺中的模头积碳与断料问题。本文从材料特性与工艺参数出发，解析问题根源并提供解决方案。

　　一、模头积碳的形成机制与控制策略

　　1.碳酸钙分解产物的沉积效应

　　重质碳酸钙在挤出高温（180-220℃）下可能发生局部分解，释放CO₂并生成活性CaO。这些物质与塑料中的酸性助剂（如抗氧剂）反应，形成黑色碳化物附着在模头流道表面。

　　控制策略：

　　选用煅烧温度＞800℃的碳酸钙，降低分解倾向

　　添加0.3-0.5%的水滑石类助剂，中和酸性物质

　　模头材质优先选择316L不锈钢，减少金属催化效应

　　2.摩擦生热导致的局部过热

　　高填充体系粘度增加，导致螺杆与料筒摩擦力上升。实测显示，填充量每增加10%，摩擦温度升高8-12℃。当温度超过塑料降解临界点（如PP为260℃），碳化物生成速度加快。

　　控制策略：

　　调整螺杆组合，增加混炼段长度（建议占螺杆总长40%）

　　安装红外测温仪，实时监控模头入口温度

　　使用纳米级碳酸钙（粒径＜1μm），降低体系粘度

　　二、断料问题的成因与解决方案

　　1.碳酸钙团聚引发的流动性断层

　　未改性的碳酸钙表面能高，易在挤出机喂料段形成桥接。实验表明，当碳酸钙粒径分布（D90-D10）＞50μm时，断料频率增加3倍。

　　解决方案：

　　采用铝酸酯偶联剂进行表面处理，降低表面能

　　添加0.2%的氟橡胶粉末作为润滑剂

　　调整喂料速度与螺杆转速比至1:1.2

　　2.真空系统负压波动的影响

　　高填充体系排气量增加，若真空度控制不稳（波动＞±2kPa），易导致物料在真空口堆积，形成断料。

　　解决方案：

　　安装双真空罐系统，保持负压稳定在-0.08MPa

　　真空口位置后移至计量段末端

　　定期清理真空管道，避免碳酸钙粉尘沉积

　　三、工艺参数的协同优化

　　1.温度梯度设计

　　建议采用“前低后高”的温度设定：

　　喂料段：150-160℃（防止碳酸钙提前分解）

　　熔融段：180-190℃（保证塑料熔融）

　　计量段：200-210℃（降低体系粘度）

　　2.螺杆转速与扭矩监控

　　将螺杆转速控制在设备额定扭矩的70-80%，并设置扭矩报警阈值（如超过85%自动降速）。通过PID算法实现转速与喂料量的联动控制。

　　湖北高填充碳酸钙塑料挤出工艺的稳定性，需通过材料改性、设备优化与参数调整的三维协同实现。建议企业建立碳酸钙粒径分布、表面改性剂种类与工艺温度的三维数据库，通过DOE实验设计找到最佳配比，从根本上降低模头积碳与断料风险。