张磊，薛凯，李海明

(1.天华化工机械及自动化研究设计院有限公司，甘肃 兰州 730060；2.中国石化仪征化纤有限责任公司，江苏 仪征 211900)

2020年初，新冠肺炎疫情席卷全球，病毒以空气为介质传播、蔓延，为了有效防止病毒传播，口罩一时间成为了最有效的防疫用品。而口罩核心层的熔喷布与常规无纺布有很大不同，其所采用的熔喷布的熔融指数一般达到800～1 800 g/10 min，远高于普通无纺布的原料熔指，提升聚丙烯熔喷料的熔融指数尤为关键。

将聚丙烯粉料与过氧化物通过双螺杆挤出机充分反应混合后，通过下落机头挤出、水冷却成条造粒、干燥脱水至掺混储存，可制备熔融指数较高的聚丙烯熔喷料。

高熔指聚丙烯通过下落机头挤出至水槽时，由于物料韧性差，且机头较宽，需改进机头结构，使得物料流动均匀分布，各模孔均匀出条，才能达到使用要求[1]。本文通过数值模拟的手段改进机头的流道，保证挤出制品的质量。

1 二维模型

下图为下落机头二维模型示意图，聚丙烯熔体经过挤出机反应混合后，依次流经过渡体、机头体，由模板挤出。由A-A剖面图可以看出，机头流道相比与过渡体流道有很明显加宽。流道在机头体后板中扩大的角度约为120°，有利于流体向机头两侧流动；机头体前板中的凹槽深度由中间向两侧逐渐变浅，有利于增加流体在机头两侧的流动速度。

图1 自落式拉条机头结构示意图

2 几何模型

机头入口直径56 mm，模板总宽674 mm，其上均布49个Φ5.0×10的模孔。由于流道十分对称，为了节省机时和提高计算精度，取机头流道的1/2进行计算。……