塑料异型材共挤技术是近几年发展起来的一种新兴的塑料成型技术。随着国内外共挤技术的不断发展，以及在挤出设备、原材料及模具设计、模具加工制造等方面技术水平的提高，塑料异型材共挤技术得以快速发展，其在塑料异型材产品上的应用可以使产品多样化或者多功能化，从而能够提高产品的档次，降低产品的成本。 1、塑料异型材共挤技术塑料异型材共挤技术是指两种或两种以上塑料材料共同复合挤出成型异型材制品的技术，属挤出复合类塑料型材加工的一种工艺方法。这种成型加工方法具有一下特点：(1)能充分发挥各种塑料的固有特性，使其在复合型材中起到应有的作用；（2）属多种塑料一起成型的整体技术，无需黏结或贴合，效率高，成本低；（3）将硬质材料和软质材料进行复合，可以集强度与弹性于一体构成特殊用途的材料；（4）将多孔材料与致密材料复合，构成质量轻、比强度高的材料赋予其特定性能；（5）可构成品种多、花样新、性能优的各种型材，以满足特殊使用场合的材料。 塑料应型材共挤制品通常包括塑料一塑料共挤出异型材和塑料一非塑料共挤出异型材两大类 塑料共挤出异型材 目前以获得广泛应用的塑料异型材共挤出制品大都是薄壁型材，一般是在单一熔体挤出的薄壁型材上附加上另外挤出的某一成分而形成的。按共挤物料也行的不同，该共挤技术可分为三中：（1） 型材表面彩色共挤出：即在型材某些部位或某一表面共挤覆盖上一层彩色（单一或混色）的塑料表面层，以增加异型材的色彩，提高耐老化、耐候性、光稳定性及良好的抗冲击性。我国的型材彩色共挤技术起步较晚，但发展较快，其彩色共挤设备已实现国产化。青岛中科塑料机械有限公司生产的彩色ASA、PMMA共挤机已在个大型材厂广泛应用。（2） 废料共挤出：将回收的不合格型材、料头等经过破碎后共挤到异型材性能和质量要求不高的部位，则可以完全消化残料并能确保制品的性能，是降低消耗、保护环境的方法之一。据国外塑料门窗生产统计表明、应用废料共挤出技术，生产中可节省纯原料7%左右，降低成本5%左右。（3） 软用共挤出：将硬质塑料与软质塑料进行复合共挤出，可以集强度与弹性于一体，构成具有缓冲功能、密封作用等特殊用途的材料 非塑料共挤出异型材（1） 与金属复合共挤出：金属与塑料共挤出技术是利用金属嵌入技术，通过共挤出而形成的一类复合材料，即在挤出异型材的同时将金属嵌入在型材的某些部位。其特点是将金属和塑料的有点集于一体，增加了异型材的刚性和尺寸稳定性。现在金属与塑料复合共挤出技术已经达到了应用阶段，其中应用较多的要算钢塑复合共挤出与铝塑复合共挤出。（2） 与木材复合共挤出：利用一些来源丰富、价格低廉的天然可降解的高分子材料（如稻草秸秆、锯木、刨花等）和塑料复合进行共挤出，来代替木材使用，不仅可以节省资源，还避免了塑料给环境带来的污染。 2、塑料异型材软硬共挤技术 软硬共挤过程 软硬共挤过程根据成型法师的不同，可进行一词成型或分两次成型。其中一词成型是指由共挤模具直接共挤出软硬料，然后经定型模挤出共挤料进行复合。 异型材的软硬共挤生产增加了共挤出机，共挤出模具，因此，比普通异型材的生产要求复杂一些。具体表现在：（1）增加了主机和共挤机的协调稳定；（2）增加了牵引与主机的协调稳定；（3）须严格保证工艺条件持续稳定，系统中哪个因素的波动都会影响正常的生产。 软硬共挤的分类 按软硬材料性能来分（1） 硬质异型材的某些部位共挤出软质塑料在硬质异型材的某些部位共挤出软质塑料，以满足异型材的功能要求。如在PVC门窗异型材上共挤出玻璃密封条，即玻璃压条与密封胶条黏结在一起的型材（玻璃压条为硬质PVC，密封胶条为软质PVC）。玻璃密封条采用软硬共挤的优势在于：减少了门窗加工过程中组装工序的工作量；能较好地解决型材长度收缩问题；提高门窗的密封性能。（2） 软质异型材表面共挤出硬质塑料如在发泡异型材表面共挤出一层硬质塑料，可使异型材获得更高的强度，具有类似木材的机械特性，以达到使用要求，还可以节省材料。1987年伯明翰展出了一条生产芯部发泡共挤出硬PVC异型材窗框生产线，据称可以节约原材料20%。因此，在发泡型材上共挤出硬质表层可广泛用于家具型材、装饰型材、门窗型材等的生产。 按共挤出复合成型工艺在制品定型前后分（1） 软硬前共挤前共挤又称模内复合共挤，实际是两种软硬塑料在未完全成型的过程中实现复合并同步成型的方法，属于一词成型的工艺过程。在软硬前共挤工艺中，熔体在FCF模具汇合，可改善软硬塑料之间的复合附着力，使得软硬塑料的黏结性能比软硬后共挤好，且可调整软硬共挤出型材的整个厚度分布。但是，由于熔体黏度和压力不同以及流速的差异，易产生不稳定层流，进而会造成复合界面不规则和不均匀以及出模分流的现象，此外，熔体黏度的差异还会使挤出熔体在真空冷却定型时产生定型困难，使得工艺过程较为复杂和难以控制。因此，如何保证成型质量，就需要设计制造复杂的模具和完善的操作工艺。在软硬前共挤出工艺中，界面出现不规则，不均匀的现象主要发生在以下两个区域：①软硬物料的汇合与界面形成区域；②口模出口区域，即界面应切力较大的地方。目前国内针对界面不稳定因素已经做了很多研究。通过实验，研究了黏度比界面不稳定的影响，实验发现；两种黏度不同的聚合物熔体总有把黏度较高的聚合物熔体包覆在中间的趋势，即低黏度的聚合物总是向高剪切区流向而产生共挤出界面不稳定流向现象，并且这种“黏流封装”的程度随着黏度比和模头流道长度的增加而增大。就口模温度对挤出流动的影响以及口模温度对共挤出界面的影响做了深入细致的研究。当口模温度低于聚合物熔体温度时，界面的变化就很大，当口模的温度远高于聚合物熔体的温度时，可获得相当平直的界面。1994年，Dooley和Hilton B T研究了流道集合形状对共挤出界面发生重新排列，用大口模挤出时可能引起物料层的厚度变得更加明显。Prdikoulias等人多年来做了大量实验，研究表明：口模出口间隙、聚合物摩尔质量分布对共挤出界面不稳定性产生影响。 目前国内科技工作者主要对软硬共挤机的模具设计做了相应的研究工作。青岛海洋大学就共挤出界面不稳定因素，以及软硬前共挤过程中存在和可能出现的问题，通过对一套PVC软硬共挤模具的设计与调试，总结出了在设计软硬前共挤模具时要明确的几个问题，即：①软硬共挤产品的材质以及材质的各自特性；②共挤出材料的相容性、黏度比以及界面结合形成；③模具共挤进料闻之的确定，两种熔体的衔接位置，软硬物料共流体的流道长度；④软硬熔体在流道中的压力平衡；⑤共挤出软硬物料的性能对机头设计的要求；⑥制品横截面应尽量简单，壁厚差不要过大，尽量均匀。（2）软硬后共挤 后共挤是指一种已成型的型材再与另一种材料进行复合成型的技术，该技术在欧洲和北美有着较广泛的应用，属于共挤技术的发展。 软硬后共挤即在硬料完全定型之后，再挤出软料实现复合成型的方式，其实质就是将软硬前共挤的一次成型过程分解成两个单一的成型过程。每次成型中，模具均处理单一物料，从而简化了复合过程。在复合阶段，由于是熔体的共挤料熔体与冷却的硬质基材相复合，复合部分不逊要进入定型模。因此，软硬后共挤技术具有一下优点：①只对被复合的异型材局部表面进行加热，熔融的软质物料在一定压力保持一定的形状和尺寸与其黏结；②在复合阶段，由于是熔融的软质物料熔体与冷却的硬质基材想复合，复合部分不需要进入定型模这就避免软硬前共挤出中容易发生的熔体紊流和定型困难，从而使定型全过程更容易控制，复合制品的形状尺寸更加准确，同时使模具的设计制造以及工艺操作更为简单；③复合强度易控制，对于产品的回收降低了难度；④已有的硬质型材模具可以作为后共挤部分，实现两种方式型材的生产（主要是用于老厂旧模具的改造，投资少，见效快）；⑤不需要停车与呼唤模具即可在线变更挤出制品；⑥复合材料多样化（颜色、材质、表面光洁度），不受模具流道、物料流变行为的限制；⑦生产操作工艺简单，易于成型。 软硬后共挤和前共挤相比，避免了FCE中容易发生的熔体界面不规则、不均匀和定型困难的现象，操作相对简单，但实际生产工作中经常遇到很多问题，如：①共挤部位与实际要求部位不相符；②共挤形状变形或尺寸不符；③共挤黏结强度不够等。软硬后共挤技术是异型材共挤技术的发展，我国刚开始引进这一新技术。其中，山东青岛中科塑料机械有限公司根据软硬共挤出胶条黏结强度存在的问题对其产生的原因做了研究，研究结果表明，黏结强度主要受一下四个方面影响：①共挤料的影响：依据相似相容原则，两种材料的相容性越差，两种材料的黏结强度从理论上分析也就越低；②共挤温度的影响：当共挤温度设置较低时，熔体温度偏低，挤出的共挤物料与塑料异型材接触面之间形成的焊接熔池较浅，甚至不能形成熔池，两种材料接触处的高分子链段运动缠绕较小，因此分子间相互作用力较小，从宏观上来讲表现为黏结强度较差；当共挤温度设置较高时，熔体温度过高，导致部分共挤物料分解，熔体内产生气泡，微观上表现为高分子链断裂，造成强度降低，所以制品很容易撕裂，同时老化性能变差；当共挤温度设置适当时，共挤物料和型材之间很难撕离且黏结强度很高。③后处理的影响：塑料异型材的后处理分为无水化处理和热处理两种；这两种处理方式都与胶条料的黏结强度有直接关系；④共挤部位模具设计的影响：尽可能地增大共挤接触面积，其次是考虑生产中世纪操作的难以程度 软硬后共挤成型过程是熔融的共挤料与冷却的基材相复合，与暗影物料的黏结强度和成型质量也就成为软硬后共挤中存在的问题和主要的技术性能要求。因此，黏结强度和成型质量页成为目前软硬后共挤的一个研究重点。中石化北京化工研究院围绕研究制开发软硬PVC共挤窗异型材，对后共挤成型工艺进行研究，研究结果表明：①共挤料熔体温度和基材的热处理温度对复合制品的黏结强度有着重要的影响，通过调节这两个参数，可对制品调控②增加熔体压力，有利于复合强度的提高。除了进行合理的流道设计外，工艺上主要是通过提高共挤岀机的螺杆转速来实现；③热风的风量对黏结也有着很大的影响。风量大则黏结强度下降，反之则加强；④模具与基材应准确定位，这有利于保持熔体压力，提高黏结强度；⑤复合前，基材复合部位的表面应进行干燥处理，有利于黏结。 并从一下四个方面入手解决了软硬后共挤黏结强度问题和成型质量问题：①通过调节共挤岀机机筒和模具的温度，将熔体黏结度调节到适当程度；②根据基材线速度调节共挤岀机的挤出量，使熔体保持较高流速和较大压力；③是模具准确定位，不产生各方向偏斜，使模具型腔与基材局部进行表面瞬间加热，使其微熔，共挤的熔融辅材在一定压力下，保持一定的形状与尺寸和基材黏结。通过工艺调节可控制两种材料的黏结强度，从而满足制品的使用性能。 基于使用性能和成型工艺两方面的考虑，对与暗影后共挤制品要有一定的特殊要求。山东青岛中科塑料机械有限公司提出软硬后共挤制品除了要有普通型材和前共挤型材的要求外还应该满足以下要求：①挤出均匀、壁厚、形状复合产品设计要求；②除须具有一定强度、硬度、弹性以及耐候性外，还应具有与基材相当的随环境温度反复变化的尺寸变化率；③为保证型材的使用效果，辅料与基材黏结须有一定的强度；同时为使软硬PCE型材废品得以回收利用，在大的外力作用下辅料与基材应可完全剥离。 3、软硬共挤技术的发展趋势 针对软硬共挤过程存在的界面不规则，不均匀的问题。为了保证挤出的稳定性、制品成型质量好、次品率少。今后应该把CAE技术应用到软硬前后共挤的成型模具设计、物料流动分析中，对软硬前共挤进行成型模拟分析，从而提高共挤界面的稳定性。另外，为了保证前共挤成型质量，挤出成型对模具设计的要求较高随着软硬共挤技术较高。随软硬共挤技术在工业生产应用的不断增加，针对不同应用要求的制品，模具的设计将是一个急需解决的问题 软硬后共挤是共挤技术的发展，随着我国塑料行业的迅速发展，软硬后共挤技术作为一门新技术，今后应加强其工艺以及成型设备方面的研究，通过试验力式，掌握PCE工艺的基本原理，弄清影响成型过程的各种工艺参数及其作用机理，从而确定成型工艺条件，扩大其在世纪工业生产中的应用。