高档木塑制品用的植物纤维要经过脱脂（ 硝化） 处理 ，偶联剂和润滑剂也要选择得当，尤其是门窗型材和室内装饰型材都是高档产品 ，要求更加严格。

3） 助剂的作用 。助剂包括提高强度的偶联剂 ，改善表面质量的润滑剂 ，减缓室内外变 色的光稳定剂 、抗菌剂 ，降低吸水变形的吸水剂 ，降低密度及成本的发泡剂等 。加入助剂对 改善木塑制品性能非常明显。

（4） 木塑制品对挤出机的要求  木塑制品的生产都需要先造粒的二步法生产 。聚烯烃 类木塑制品用平行同向双螺杆挤出机造粒 ，用单螺杆机成型 ，通常用销钉螺杆挤出 。如果挤出型材 ，辅机应选用异型材配套辅机 。如果挤出板材 ，辅机应按板材配套 。如挤出大型木塑 制品（例如厚板），可用多台挤出机共挤出或者用平行异向双螺杆挤出机挤出 。如果用一步 法工艺 ，可采用双阶式的布置 ，物料从造粒机出来不冷却就直接进入成型挤出机 。有时也采 用混料后不造粒直接用锥形异向双螺杆挤出机一步挤出工艺。

1） 单螺杆挤出机 。 由于结构简单，成本低 ，混料能力差 ，塑化效果不佳 ，螺杆自洁能 力差 ，单螺杆挤出机适合小型企业 、小批量生产的场合 ，不适合高速大批量生产场合 。木粉 木纤维材料蓬松 、密度低 、流动性差 、料喂入困难 、必须先混料后再造粒才能生产 。另外木 粉 、木纤维含水量高 ，单螺杆机排气能力差 ，必须烘干后才能生产。

2） 同向旋转平行双螺杆挤出机 。分布混合及分散效果好 ， 自洁作用较强 ，但料流输送 效率低 ，挤出压力较低 ，主要用于木质纤维材料与塑料混合造粒等操作。

3） 异向旋转平行双螺杆挤出机 。物料输送能力强 ，挤出压力较高 ，但因有压延效应， 啮合区物料对螺杆有分离作用 ，容易使螺杆变形 ，引起机筒磨损 ，所以只适合低速生产。

4） 异向锥形双螺杆挤出机 。加料段螺杆直径较大 ，可对物料连续压缩 ，对木粉 、木纤 维喂料顺畅 ，在机筒停留时间短 ，可增大加入木粉纤维的加入量 。 由于是锥形 ，计量段直径 小，对纤维剪切力小 ，纤维完整性好，所以适合木塑复合材料制品的成型加工。

5） 双阶挤出机 。较适合木塑复合材料成型生产 ，可实现木质纤维原料和热塑性塑料的 一步法在线混合挤出生产 。常用的组合方式是同向旋转平行双螺杆挤出机和单螺杆挤出机组合 ，也可用异向旋转平行双螺杆挤出机和单螺杆挤出机组合 。这种双阶组合不仅可以达到对 物料优异的混炼塑化效果 ，而且还有对木质纤维原料的预干燥 、脱挥的作用 ， 因此常在双螺 杆挤出机上布置多个排气口，甚至是抽真空装置 。而串接的单螺杆机要求建压能力和均化能力较强，且挤出要平稳。

6） 串联式磨盘螺杆挤出机 。 由于串联式磨盘螺杆挤出机具备了单螺杆挤出机结构简单 、挤出压力高 、承载转矩大的优点 ，而且具备磨盘挤出机超强的破碎 、分散 、剪切 、混合和塑化性能优势 ， 同时还可以通过动盘和定盘结构型式的选择 、间隙的调节以及工艺条件的 变化等手段实现对混炼工艺过程进行控制， 因此用它可以制取一般混炼装置难以加工的特殊 高分子材料和高填充复合材料 。串联式磨盘螺杆挤出机因具有超强的破碎 、分散 、混炼能力 ，极易产生过量的剪切热 ， 因此 ，要 对磨盘作三方面调整 ：选用沟槽形状简单 、沟槽数少的扇形磨盘以减少植物纤 维经历的剪切次数 ；通过特别设计的磨 盘间距调节装置 ，实现对动盘 、定盘之 间间距的微调 ，如图 1-48 所示 ，在木塑 复合材料挤出实验中采用图 1-48a 所示 等距  ( δ1  = δ2 ） 可降低磨盘对复合材料 的剪切强度 ，而图 1-48b 所示为磨盘间 距不等 ；还可在定盘上设置进行液体冷 却的 通 道 ， 对 液 体 温 度 进 行 有 效 的 控制。

图 1-48   磨盘间距微调装置

a） 磨盘间距相等   b） 磨盘间距不相等

选择木塑制品截面形状应考虑到使   用要求 、物理性能 、成本 、组装性能等。图 1-49 所示为几种不同截面形状的制品 。其中图1-49a 为实心圆截面 ，成本最高 ，但强度最好 ； 图 1-49b 为空心圆截面 ，成本最低 ，但强度欠佳 ； 图 1-49c 成本比实心圆截面低 ， 同 时强度还不会降低。

图 1-49   几种不同截面形状的制品

在实际应用中，要充分考虑连接处如何防止开裂 、成品的强度要求 、使用地区的气候条件等因素 ，选择最合理的形状。 木塑制品几种挤出机加工性 能 的 比 较 见  表1-9。

表 1-9   木塑制品几种挤出机加工性能的比较

（5） 木塑制品机头设计  木纹和色彩的形成由配方保证 ，而木纹的形式和光泽则主要  取决于机头的结构 。挤出管材时 ， 由于型腔分流的作用 ，在管壁上形成狭窄的 V 形木纹； 挤出棒材时，木纹呈现直线形或蛇形 ；挤出片材时 ，木纹呈抛物线形或 U 形 ；挤出异型材  时 ， 由于机头内部各处结构不同 ，其木纹形状也各种各样 。一般中空制品 ， 内部及拐角处所  形成的木纹较明显 。总之 ， 由于不同机头对材料和着色料的阻流不同 ，使木纹形状也各不相  同 。高光亮仿木纹制品模具结构的特点是冷却方式和冷却位置的控制 ，其定型模以水箱为主。

图 1-50 所示为涡旋花纹制品的挤出机头 。成型装置如图 1-50a 所示 ，从挤出机 1 和挤 出机 2 挤入的两种树脂在模芯支架处合流 ，这种树脂由带有翼片的旋转体旋转成涡旋状 ，通过木花纹共挤出模具可成型涡旋状木纹制品 。模芯支架如图 1-50c 所示 ，调节来自模芯支架  的树脂量可任意改变旋涡的大小 。调节图 1-50d 所示的旋转翼的转数 ，可以自由决定涡旋的  密度 。采用图 1-50a 所示的机头可形成图 1-50e 所示的同心圆旋涡 。如将图 1-50a 所示模具  出口换成图 1-50b 的形式 ，则可制得将同心圆分割为四部分 ，如图 1-50f 所示的四个旋涡花  纹制品 。用这种成型法采用两种不同性质和颜色的树脂 ，不仅可以制得外观极似木材的型  材 ，而且可使型材表面为硬体 ，而内部却有如海绵状的微软结构 ，且与木材一样可进行锯、 钉 、钻加工。

图 1-50    涡旋花纹制品挤出机头

a） 成型装置 1   b） 成型装置 2   c） 模芯支架   d） 带翼片的旋转体    e） 同心圆旋涡制品    f） 涡旋花纹制品

1） 低发泡木塑制品挤出机头的功能。

① 使挤出的木塑物料从挤出机内的螺旋运动逐渐变成直线运动 ， 同时还要保证熔融料流在机头流道中的均匀性。

② 在挤出机头内要形成足够的挤出压力 ，一般应达到 5 ～16MPa ，制品才会密实 ，机头必须刚性好 ，强度高 ，在较大挤出压力下保持不变形。

③ 机头内部流道结构能使物料更进一步塑化和均化 ，使植物纤维与高分子基材在机头 内部进一步融合 ，再均匀挤出 ，完成木塑低发泡材料从黏流状态到固态的转化。

④ 在挤出型框的口模后面的木纹分条板 ，应能使色料分成条形 ，并在挤出压力下弯曲成型像木纹状。

2） 木塑制品口模的设计 。 口模的流道应呈流线型 ，无突变区 、滞流区 ，避免扩张 ， 以 保持持续稳健的压缩 。 口模截面形状应与制品截面形状尺寸基本一致 。适当考虑挤出口模膨 胀因素以及牵引拉伸和定型冷却的收缩因素变化 ， 口模一般应比制品大一些 。另外机头材料

要选用硬度高 、耐磨 、耐腐蚀的材料 ，必要时还要进行热处理。

木塑制品异型材机头流道结构如图 1-51 所示 ，机头流道结构一般可分为过渡段 、分流 段 、压缩段 、定型段 。定型段的长度为（ 10 ～40） 倍口模间隙值 。木塑制品不需要多孔板 和过滤网 ，机筒内的物料直接进入机头型腔。

图 1-51   木塑制品异型材机头流道结构

1—口模板   2—压缩板    3—分流板 1   4—分流板 2   5—连接头

口模设计方案。

① 由于木塑复合材料对温度的敏感性 ，模具外形要放大些 ，增大壁厚增加热容量 ，使口模温度稳定 性好。

② 定型段间隙 δ = ρS/1. 4L ，其  中 ρ 为制品密度 ，S 为制品截面积， L 为制品外围长度。

③ 机头挤出方向的尺寸尽量取 小些 ， 以缩短料流时间 。定型直线段的长度也尽量短些 ，一般为（ 10~20）δ。

④ 压缩比暂定为 4。

      ⑤ 冷却板厚度不超过 25mm。冷却过长，材料结皮层厚，发泡部分薄 ，密度太大。

⑥ 适当增加尾锥长度和平度，可避免物料提前发泡。

⑦ 如要在模内预发泡 ，应设计发泡芯棒 ， 以形成膨胀空间。

⑧ 为了形成清亮的木纹，可在流道设置分色板。

（6） 木塑制品的定型模具（ 真空定型）  真空定型模可以与机头连接在一起 ，水槽又与 真空定型模相连 ，型坯经过较长的真空定型模基本冷却后进入水槽 。在水槽内设置了多个在 一条中心线上的定直卡板模 ， 以确保低发泡木纹座板平直度 。一般情况下 ，低发泡木塑制品 与异型材制品的真空定型模相同。

1） 定型模设计的原则 。结构型式合理 ，真空回路吸附面积和水冷回路的冷却面积达到要求 ，并且操作方便 ，型坯容易引入 ，易清理 ，散热好 ，冷却和真空吸附回路的密封性好， 真空槽无死角 ，定型模截面积、定型长度 、冷却系统的设计都能满足成型要求。

2） 定型模截面积 。通常定型模截面积为定型模型腔尺寸 × 1. 005 。为减少阻力 ，后几 节定型模可以和第一节相同 ，虽然间隙大但阻力小 ，容易通过。

3） 定型模的长度 。定型模可以多节串联使用。

4） 定型模的冷却 。应尽量在高效率下冷却定型 。图 1-52 所示为木塑低发泡型材定型模三模串联的打开状态。

参考文献: 《塑料挤出机头典型结构设计及试模调机经验汇编》 陈泽成 、陈斌 编著