作者为梦色丽创新中心行业观察员
Jonas Xu许文致
梦色丽创新中心为NHH毅兴行（HK1047）旗下科研机构
各位客官老爷，大家好！让您们久等了。本篇文章将正式的向您们介绍可能出现堵模头的几点原因。
请准备好啤酒白酒矿泉水、花生瓜子烤鱼片。文章相对枯燥，请有耐心，可以边吃边喝边读。还没读过《老是堵模头，咋整？(一)》的，也可以先看一下。
出现堵模头现象的原因，可能性非常多种多样。由于我们是专业的具有50年历程的塑胶原料企业，本文就主要从材料端的角度，为各位客官逐一分解。
PP原材料的原因
PP原材料的选用是可能造成模头易堵的其中一个重要原因。众所周知，熔喷工艺需要高熔指的PP材料，通常熔指要达到1500以上才可以实现熔喷产品应有的性能。高熔指的PP料，主要的制备方法，大体的分类为2类：一类是直接合成为高熔指的PP材料；第二类就是使用过氧化物进行制备成高熔指PP材料。
首先先说第二类，一般工厂如何用过氧化物制造高熔指PP料：
首先，有机过氧化物分解成为自由基：
接着，自由基从PP 分子链上的夺取氢反应：
最后，PP 分子链段重新排列：
这一过程所需要的过氧化物，通常有几种，常见的有：
二叔丁基过氧化物(简称“DTBP”)；
2,5- 二甲基-2,5-双（叔丁基过氧）己烷(简称“101”) 俗称“双二五”；
3,6,9- 三乙基-3,6,9- 三甲基-1,4,7- 三过氧壬烷(简称“301”)
这三种都是常见的用于制备高熔指PP的过氧化物。即使是再好的工艺，其制备过程都会造成一定量的过氧化物残留。
也正是因为这样的工艺下，过氧化物会出现部分残留，在我国国家标准《塑料聚丙烯（PP）熔喷专用料》GB/T 30923-2014中，就规定了其中一种过氧化物DTBP的残留不得超过5mg/kg，灰分不得超过0.03%。
我相信，大部分的产品理论上都能够合格。但即便是合格品，多多少少也都存在着过氧化物的残留，只是残留多残留少的问题。而这样的残留，在熔喷工艺下料后，各个区域的高温下，可能会出现降解，而一旦有一处降解，那么这种降解就会加剧，就会容易堵塞模头。
再者，由于这样的工艺是运用双螺杆挤出工艺进行制备。如果不是预混料，而是采用通常的方法，即用计量秤分别下料进入双螺杆挤出机中，那么，由于过氧化物添加量非常低，就对在双螺杆挤出机及计量秤的精度上要求非常高，以及双螺杆及计量秤的参数设置，包括各区温度、转速、吐出量的精准性要求也非常严格。
不可以否认目前很多塑胶原料企业都能够购置更为先进、精准的设备及采用严格的生产管理方法，但仍不可避免的可能会造成些许误差。尤其是这种螺杆计量秤，其吐出量即便再精准，也是呈波段式吐出。而这种波段就会造成误差。如果是采用预混料，则没有上述问题，但这又多了一道工序，势必造成成本上升及工期延长。另外，一些小厂如果是随便一台双螺杆挤出机随便一台秤就开始加工，那么可想而知，质量几乎没可能达标。
另外，在分子链长短的均匀性上，双螺杆挤出工艺一定不如直接合成出来的稳定。不同批次的双螺杆挤出生产中，一定存在差异；同一批次的生产之中，前、中、后吐出的成品，也会由于存在着工艺的些许差异（如温度、吐出量或添加量）造成不均匀。而这也很可能成为易堵模头的原因之一。
说完了用过氧化物做催化来制备高熔指PP材料，那么，接下来就来说说，目前不是通过双螺杆工艺加入过氧化物制备，而是能够直接合成为高熔指PP料，都有哪些案例：
比如，享誉熔喷界的X塞尔的牌号为MetoceneMF650Y的PP料，熔指为1800高流动性，产品介绍中直接说明：“不含过氧化物或过氧化物分解副产物”。X塞尔MF650Y是用茂金属法直接合成制备PP料。
茂金属法制备的PP料当中，可溶物含量低于用过氧化物制备的PP料，这可以在喷丝过程中减少沉积物，即减轻堵模头现象。另外，茂金属法制备的PP料还具有气味低、分子链均匀、低聚物含量少等特点。
X山石化的氢调法PP料生产线示意局部图
再者，就是大家都知道的，今年4~5月份投产的X山石化的氢调法生产线，所制备的高熔指PP料也是一种直接合成。众所周知，X山石化的这一投产，大大解决了今年上半年疫情期间PP料供应不足的问题，属于抗疫物资保卫战的国家队列。
氢调工艺就是在丙烯单体聚合成聚丙烯大分子链的过程中，加入较多的分子量调节剂（氢气），终止聚合反应，控制聚丙烯分子链增长，从而获得较高的流动性。
然而，坊间也有部分论调指出X山石化的氢调法PP料可能存在分子量分布不均匀，导致高速熔融纺丝的稳定性差，熔喷布强度不均匀。甚至有厂商用了X山石化被退货数吨成品布。再加之，X山石化官方出具的检测报告中没有这项数据显示，这种论调是还是非常有传播力的。
然而，也有熔喷布厂商采用X山石化PP料生产熔喷布，生产过程稳定，成品布的各项指标也都过关。所以，究竟是X山石化市面上假货泛滥引发的信任危机，还是X山石化确实可能存在质量问题，这个判断只能交给每个使用过X山石化的用户自行评判。
第一部分的结论是，选用这类直接合成而制备的高熔指PP原料，对比于使用过氧化物采用双螺杆挤出工艺而制备的PP料来说，很可能会在很大程度上改善易堵模头的现象。
驻极母粒的原因
随着今年疫情而来，各家不论大小塑胶原料企业，都来上马驻极母粒这类产品。起初，很多求快的公司靠着几篇论文或是坊间流传的配方，就开始生产及销售驻极母粒，这样匆忙的上马，可想而知，不仅效果可能无法达到预期，再者，没有经过严谨的各项分析测试，还可能产生许多副作用，就例如本篇主要探讨的可能比较容易造成模头堵塞。
然而，也有一些具有历史积淀的公司，原本就储备了这类产品及开发技术，只不过在疫情爆发之前可能不叫做“驻极母粒”；疫情发生后，靠着产品及技术的积淀，推出了适用于当下熔喷产品需求的具有高性能的驻极母粒产品，效果显著、性能稳定。
有人说，驻极母粒简直就是暴利品。如果是前者，用随便的配方随便上马，那么一定是比较暴利的。比如很多坊间的驻极母粒配方当中可能都加了大量的硬脂酸锌（C36H70O4Zn）或硬脂酸镁（C36H70MgO4）。这类物质先从价格上来看，成本非常低，几乎只要十几块钱每公斤。如此低成本可想而知多么暴利。虽然可能在一定程度上会带来些许的驻电效果，但副作用也非常明显。
以硬脂酸镁为例，其在熔喷工艺相当的温度下是产生降解的。但是，对于硬脂酸镁的这个特性的评判上，大部分分析人员因为只掌握初阶分析方法，或是没有想到要就事论事的分析，也无法准确判断出来。这是由于一般TGA测试，都是采用观察温度上升的曲线（比如每分钟上升多少度，然后观察在各个温度下的曲线变动来评价其可能的降解情况）。然而，如果设定的温度上升过快，是不能够准确判断到底多少温度下容易降解。更无法就事论事的对熔喷工艺下的相应的停留温度进行降解程度的评价。
我们为了模拟熔喷工艺下的状态，用恒温法进行TGA测试，在恒定260℃的状态下对硬脂酸镁进行TGA分析。非常明显，硬脂酸镁不仅含水量高（起初从100骤降到95就是含水的原因），而且在这一温度下，在数分钟后，就出现了一定程度的降解，随着时间的延长，降解越发明显。而这种降解，经过一定时间就会造成容易堵塞模头。
您可能会问，大部分TGA分析都是采用温度上升去判断物质在哪个温度区间的降解情况，为何我们要用恒温。这是为了模拟熔喷的这一工艺条件，物质被送入下料口后，进入单螺杆当中，大多是处在一个相对恒定的温度环境下，要停留数分钟后，才能被输送至尾端最后喷出。
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