挤出成型加工技术

北京化工大学2011.10.27高分子材料挤出成型加工技术目录：概述一、单螺杆挤出机

基本结构及作用

螺杆

螺杆结构参数二、挤出成型原理

挤出理论

挤出成型工艺三、双螺杆挤出机

双螺杆挤出机的结构与分类

双螺杆挤出机的工作原理

挤出成型工艺

挤出成型辅机挤出成型概述挤出成型是高分子材料加工领域中变化众多、适应性强、用途广泛、所占比重最大的成型加工方法。挤出成型是使高聚物的熔体（或黏性流体）在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下通过一定形状的口模而连续成型，所得的制品为具有恒定断面形状的连续型材。挤出成型工艺适合于所有高分子材料。连续化操作,生产效率高1应用范围广，用途多，产品品种多2设备简单，操作简单，投资少,见效快3制品质量均匀密实，各向异性少,尺寸较稳定4挤出成型特点机头挤压系统传动系统控制系统1、主机、辅机速度匹配2、控制温度和压力等辅机部分口模以后部分主机部分以螺杆挤出机为主挤出成型设备挤出成型设备一、单螺杆挤出机基本结构及作用3、加热和冷却系统2、传动系统1

挤压系统料斗、机筒、螺杆组成；功能：使粒料加入机筒后，经搅拌、塑化，然后由机头挤出。通过对机筒加热或冷却，保证物料在机筒各段内的温度要求。保证螺杆按需要的扭矩和转速均匀旋转评价挤出机，从两个方面考虑：

(1)生产能力的高低，适用范围是否广泛

(2)应具有较完善的控制系统挤压系统的组成及作用组成：

加料装置、料筒、螺杆、机头、口模等加料装置的作用是给挤出机供料。它一般由料斗部分和上料部分组成。

料斗的容积约为挤出机l—l.5小时的挤出量 加料方式分为重力加料和强制加料 上料方法有弹簧上料、鼓风上料、真空上料、运输带传送及人工上料等.根据需要还可配有保温夹套、定时定量自动加料装置以及可视装置等。 加料装置工作环境：料筒是在高压、高温、严重的磨损、一定的腐蚀条件

下工作的。材

质：45号钢、40Cr、38CrMoAL等。作

用：传热（加热或冷却） 、配合螺杆加强塑化

料筒整体料筒：较高的制造精度和装配精

度，简化装配工作，热量

沿轴向分布比较均匀。组合料筒：便于改变料筒长度，利于

设置排气段；但破坏了料

筒加热的均匀性，增加了

热损失。也不便于加热冷

却系统的设置和维修料筒结构双金属料筒：为了既能满足料筒对材质的要求，又能节省贵重材料，不少料筒在一般碳素钢或铸钢的基体内部镶一合金钢衬套。IKV料筒：提高固体输送率1、料筒加料段内壁开设纵向沟槽；2、将加料段靠近加料口处的一段料

筒内壁做成锥形；3、强制冷却加料段料筒料筒结构螺杆压片机双锥螺杆螺杆锥形双螺杆35-90螺杆螺杆直径D—螺杆外径d—螺杆内径螺杆直径是一个重要参量，它在一定意义上表征挤出机挤出量的

大小。D↑，加工能力↑。挤出机生产率∝D2我国挤出机标准所规定的螺杆直径系列为：30、45、65、（85）

90、（115）120、150、200。螺杆直径的大小一般根据所加工制品的断面尺寸、加工塑料的种

类和所要求的生产率来确定。螺杆结构参数螺杆长径比螺杆的长径比是螺杆的重要参数之一。若将它与螺杆转数联系起来考虑，在一定意义上也表示螺杆的塑化能力和塑化质量。1）

长径比加大后，螺杆的长度增加，塑料在料筒中停留的时间长，

塑化得更充分更均匀，故可以保证产品质量。2）

在此前提下，可以提高螺杆的转数．从而提高挤出量。1）

长径比加大后，因自重而弯曲，功耗增大；螺杆、料筒的加工

和装配都比较困难和复杂，2）

长径比加大后，物料可能发生热降解但单螺杆的长径比有一个由小到大的发展趋势，50年代

一般为18—20，60年代为25—28，目前为30左右。压缩比（2—5）几何压缩比：螺杆加料段第一个螺槽与均化段最后一个螺槽的容积比：

作用：是将物料压缩，排除气体，建立必要的压力，保证物料到达螺杆末端时有足够的致密度。

物理压缩比：物料加工之前的松密度与均化段熔体密度之比。

设计原则：应使几何压缩比大于物理压缩比

获得压缩比的方法：等距变深螺槽、等深不等距螺槽、不等深不等距螺槽、锥形螺杆等方法。其中等距不等深螺槽的办法易于进行机械加工，故多采用。螺槽深度（h）：h↓，剪切速率↑，传热效率↑，混合及塑化效率↑，生产率↓。故热敏性塑料（如PVC）宜用深螺槽，而熔体粘度低且热稳定性好的塑料（如聚酰胺等）宜用浅螺槽。螺旋升角θθ↑，出料快，生产能力↑，但停留时间短，塑化↓。实验证明，物料形状不同，对加料段的螺纹升角要求也不一样。1）θ=30°左右适于粉料，2）θ=l7°左右适于圆柱料，3）θ=15°左右适于方块料。出于机械加工的方便，一般取

D=S，θ=17°40’。螺纹棱部宽度e1）e太小会使漏流增加，而导致产量降低，特别是对低粘度的熔体来说更是如此。2）e太大会增加螺棱上的动力消耗，有局部过热的危险。3）一般取e=（0.08-0.12）D。螺杆与料筒间隙δδ＝（0.003—0.005）D直径大者取小值，小者取大值。螺杆和料筒的间隙δ的选取是一个综合性的问题，必须结合各方面的因素综合考虑被加工物料的性质。（如热敏性与非热敏型物料）机头阻力情况。阻力越大间隙越小。螺杆头部结构当塑料熔体从螺旋槽进入机头流道时，其料流形式急剧改变，由螺旋带状的流动变成直线流动。为得到较好的挤出质量。要求物料尽可能平稳地从螺杆进入机头，尽可能避免局部受热时间过长而产生热分解现象。这与螺杆头部形状、螺杆末端螺纹的形状以及机头体中流道的设计和分流板的设计等有密切关系。螺杆头部常设计为锥形或半圆形，如鱼雷头等.常规全螺纹三段螺杆当物料沿螺杆前移时，螺杆会对物料产生输送、传热塑化和混合均化等作用。根据物料的变化特征，可把螺杆分为加料段（输送段）、压缩段（熔化段）和均化段（计量段）加料段加料段的作用是输送物料给压缩段和均化段。物料受热软化，受压前移，无压缩（可等距等深），产生固体输送.加料段的长度一般取(3—10）D，与物料种类有关：结晶性塑料＞硬质无定形塑料＞软质无定形塑料。对于结晶性塑料，加料段长度一般取为螺杆全长的60—65%。加料段的核心问题是输送能力。由固体输送理论得知，螺杆的输送能力与螺杆的几何参数和固体输送角有关。压缩段压缩段的作用是压实物料（压缩比），排出空气以及熔化物料。压缩段的长度，主要与塑料的熔点等性能有关。如熔化温度范围宽（PVC），压缩段最长；而熔化温度很窄（PA），压缩段很短，甚至只有一个螺距的长度。螺杆型式的确定按照传统的说法，常规全螺纹三段螺杆分为渐变型螺杆和突变型螺杆。所谓渐变型螺杆是指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡，是在一个较长的螺杆轴向距离内完成的。渐变型螺杆可等距不等深，也可等深不等距；变化范围可在全螺杆范围内，也可局限于压缩段。对大多数物料能够提供较好的热传导，传热均匀，效果好。大多用于无定形塑料的加工，适用于热敏性塑料。对物料的剪切作用较小，而且可以控制，其混炼特性不是很高。所谓突变型螺杆的指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡是在较短的螺杆轴向距离内完成的。突变螺杆由于具有较短的压缩段，有的甚至只有（1—2）D。对物料能产生巨大的剪切，故适用于粘度低、具有突变熔点的塑料，如尼龙、聚烯烃。均化段该段的作用是:1、进一步均匀塑化；2、将来自压缩段的已熔物料定压定量定温地挤到机头中去。均化段的螺槽深度和长度是两个重要参量机头是口模与料筒的过度连接部分，口模是制品的成型部件，通常机头和口模是一个整体，习惯上统称为机头。机头和口模机头和口模的作用并赋予塑料以必要的成型压力均匀平稳的导入模套中将旋转运动的塑料熔体转变为平行的直线运动二、挤出成型原理挤出过程挤出机辅机机头定型装置冷却装置堆放装置切割装置牵引装置机头的型孔决定制品断面的形状，不同的制品可更换作用：稳定挤出型材的形状，对其表面进行修正。使挤出的制品充分冷却固化将挤出制品引出，牵引速度的大小可以调节断面尺寸，对生产效率有一定的影响。成型过程挤出理论1、胶料在挤出过程的物性变化胶料在螺杆挤出机的的挤出过程中常被分成三种状态进行研究:喂料段—高弹态挤出过程具有固体输送特性塑化段—固体状态到熔体状态转变复杂挤出段—熔体具有某些熔体输送的特性

将螺杆大体上分成三个区域:喂料段:吃进胶料压实塑化段:压缩、加热、塑化胶料。物料由高弹态向粘流态转化挤出段：完成计量和均化作用。使胶料定量、定压、定温地从机头口型中挤出。

通过对喂料段固体输送和挤出段熔体输送理论的研究，可以分析喂料段的输送能力（即进料能力）和挤出段的挤出能力对设备生产能力的影响。为计算计算机的基本参数、确定螺杆几何参数、选择合理的工艺条件提供理论基础。2、通过对固体输送段的理论研究，得到提高螺杆进料段固体输送速率的措施从工艺上：

1.适当提高螺杆的转速N 2.适当提高加料段物料的温度和降低螺杆的温度，有利于增加物料与料筒的摩檫率，减少物料与螺杆的摩檫率。从设备上: 3.增大螺杆的直径

4.增大螺槽的深度

5.选用适宜的螺纹升角（较常用的为17°42‘）

6.加料段料筒内纵向开槽3、胶料在挤出段机筒内的流动将螺杆、料筒展开，料筒与螺杆的相对速度Vb被分解为平行于螺槽方向的分速度Vbx和垂直于螺槽方向得分速度Vbz,使熔体产生了不同方向的流动，从而实现了熔体的输送和混合。熔体在螺槽中的流动有以下几种运动合成：a、正流（拖曳流）是由物料受机筒的摩擦拖曳引起的，最大处速度为Vz，平行于螺纹沟槽方向，使胶料沿螺槽向机头方向移动，起到挤出物料的作用，流量用Qd表示。胶料在螺槽内的压力沿流动方向逐渐升高，迫使部分胶料由机头向胶料口方向反流（压力流），由逆流和漏流两部分组成。b、逆流（倒流）方向与流方向相反，沿螺槽的反方向流动，流量为QP

c.

漏流：由口型阻力引起，沿螺棱顶部与料筒内表面之间的间隙中反向流动。方向沿螺杆轴线方向，并由机头向后，不利于产量的提高。流量用QL表示。d.横流（环流）：

由垂直于螺棱方向的分速度Vx引起，使物料在螺槽内产生翻转运动。对生产能力没有影响，但能促进物料的混合、搅拌和热交换，流量Qc=0实际上螺槽中熔体的总的流动是这几种流动的总和。挤出机的生产能力：

Q=Qd(正流)-Qp(逆流）-QL(漏流)4、挤出机的工作状态要想了解整个挤出过程的特性，还必须将螺杆和机头联合起来讨论，为此我们引入了以下几个概念：螺杆特性线---挤出机产量与挤出压力的关系；口模特性线---机头产量与机头压力的关系；挤出机的综合工作点---螺杆特性线与口模特性线的交点a、螺杆特性曲线它是一组相互平行的直线族，随螺杆转速n的改变而改变。螺杆的特性线是挤出机的重要特性之一，它表示螺杆均化段熔体的流率与压力的关系。随着机头压力的升高，挤出量降低，而降低的快慢决定于螺杆特性线的斜率。b、口模特性曲线挤出机机头是挤出机的重要组成部分，是物料流经并获得一定几何形状、必要尺寸精度和表面光洁度的部件。假定熔体为牛顿流体，当其通过机头时，其流率方程为：Q=K

ΔP/η

式中：K—口模常数，仅与口模尺寸和形状有关。

ΔP—物料通过口模时的压力降

η---物料的粘度K较大时－低阻力机头K较小时－高阻力机头c、挤出机的综合工作点将螺杆特性线和口模特性线在同一个坐标中画出，两组直线相交的点即为挤出机的综合工作点：在C点处，Q机头=Q螺杆。综合工作点会因螺杆转速的改变而改变。综合工作点会因机头口模的改变而改变。定义：

挤出成型又叫挤塑、挤压、挤出模塑.是借助螺杆和柱塞的挤压作用,使塑化均匀的塑料强行通过模口而成为具有恒定截面和连续制品的成型方法。

三大合成材料塑料、橡胶（压出）和纤维（纺丝）均可采用挤出成型，涉及的设备和原理等内容大体相同.其中又以塑料应用最多.

挤出成型工艺

适用的树脂材料：绝大部分热塑性塑料及部分热固性塑料，如PVC、PS、ABS、PC、PE、PP、PA、丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂及密胺树脂等。用途：成型连续形状的制品（管材、板材、片材、棒材、打包带、单丝、线缆包覆层、薄膜和异型材）、塑化造粒（混炼）、着色、共混和反应挤出；以挤出为基础，配合吹张和双轴拉伸，还可用于吹塑成型和拉幅成型。适用对象、成型制品和用途

挤出法生产的管材有软管和硬管之分，但是工艺流程大致相同。硬管的流程为:加料、塑化、挤离口模、定型、冷却、牵引、切割。软管的流程，与硬管基本相同，最后卷绕成盘。挤出机口模定型装置冷却装置牵引装置收集装置卷取装置切割装置1.管材挤出成型工艺流程挤出机口模定型装置冷却装置牵引装置收集装置卷取装置切割装置挤出成型工艺流程挤出机(主机）单螺杆挤出机，用PE、PP、PVC等热塑性塑料粒料，生产管材。根据管材直径大小选择挤出机螺杆直径的大小；用管材横截面积与螺杆的截面积之比0.25～0.40，流动性好的取大值，相反取小值。根据塑料性能选择螺杆的结构。温度：挤出机各段温度根据原料和螺杆结构来选择螺杆转速：单螺杆挤出机φ45mm：转速20～40r/min，

φ90mm；转速10～20r/min。扭矩：与粘度大小有关，如果生产时突然变大，有不稳定因素。机头压力：由压力传感器直接反应物料在机头内的压力。成型管材的成型部分，分直通式和直角式两种。直通式机头结构简单，制造容易，料流阻力小，采用广泛。只能采用外定径，芯模加热困难，定型段较长，且易造成“合流痕”。直通式机头的组成有：机头体、分流梭、多脚架、口模、芯棒、调节螺钉等。机头

直角式有利于内径定型，多用于对内径要求准确的管材成型。设计机头时工艺上应注意的几个问题A、调节螺钉应均匀分布在口模外，用来调节管材壁厚的，如果调节不当，容易使流道出现死角，造成塑料在机头内表面出现结垢；当然温度控制不当，造成物料分解也会发生结垢，这样就会使塑料熔体在流道内流动不均匀，而使芯棒受力不均匀，并在垂直方向上受到推动，制品壁厚不均匀。所以多脚架强度要高，且对称分布。B、流道必须呈流线型且十分光滑。增大临界剪切应力。C、当用多脚架支撑芯棒时，如果控制不当，会造成“合流痕”，D、口模直径和平直段长度由于有出口效应存在，会使挤出物膨胀，同时由于牵引作用会使其收缩，因此设计口模和芯棒直径时应考虑。口模直径比管材规定尺寸大5％左右，挤出高密度聚乙烯管材应放大10％，靠牵引拉伸到规定尺寸。但是牵伸不能过大，否则影响爆破强度造成合流痕的原因：物料通过多脚架时，靠近多脚架壁的料所受的剪切速率大，而中心处则小，因受应力而发生弹性变形也不同。如果大的弹性变形部分在以后得不到恢复的机会，在产品中就显露出一条可见的料线或纵向裂纹。又叫熔接痕。这种合流痕的存在，会影响管材得爆破强度。消除这种现象方法：提高温度、减少多脚架数量、使其变薄可以缓解，但是很有限。有效的办法是延长口模平直部分的长度和增大多脚架与口模出口的距离，使料流在出口前得到应有的松弛而熔接。

外定径制得的管材外壁光滑，外径尺寸精确，装置简单操作方便。常用直通式机头。我国硬管标准以外径表示管材规格，所以硬管以外定径为主。分内压法、真空法和直接顶出法。

顶出法是芯棒平直部分比口模长10~50mm，适合小口径厚壁管，如RPVC小口径管，强度要求不高时。

内压定型法：在机头芯棒的肋上打孔，向管内或型材内通入压缩空气，由气体压力的作用，使管壁与定径套壁接触，定径套靠水冷却，使管初步冷却然后进入水槽内进一步冷却定型。定径1-芯棒2-口模3-定径管

真空定型法：由真空定型套、冷却水槽、真空泵、电机、管道等组成。采用在制品与定型套之间抽真空，使制品与定型套接触冷却的方法。1-芯模；2-口模；3-排水孔；4-真空定径管；5-水槽；6-进水孔；7-抽真空孔

内定径是具有很小锥度的芯模延长轴内通冷却水，靠芯模延长轴的外径确定管材内径的方法，用于直角机头和侧向式机头。内径定径法1-管材2-定睛芯模3-芯棒4-回水流道5-进水管6-排水管7-进水嘴由外定径生产的管材，因为外壁先降温硬化，内壁在冷却收缩时必然受到外壁层的阻碍，其结果是在外壁层内产生压应力，而在内壁层内产生拉应力。内定径相反。由内定径法生产的管材抗内压能力明显高于外定径，因此挤出成型大直径耐内压管材时多采用直角式机头和内径定型法。外定径时，定径套的长度一般是内径的三倍，定径套的内径大于管材的尺寸2mm。冷却常用冷却水槽和喷淋水箱。A、冷却水槽通常分2～4段，分别控制水温，借以调节冷却强度。一般从最后一段进入，水流与管材前进的方向相反，这样使管状物降温比较缓慢，以避免因降温过块而使管壁内产生内应力大；B、水槽上下水温不同，管状物在冷却过程中会因上、下收缩不均而出现弯曲；C、管状物通过水槽时会受到浮力作用，也会产生弯曲；在管材径向方向四周均匀布置喷淋水头，可以避免因冷却出现的弯曲现象。牵引牵引装置有滚轮式和履带式牵引速度要与挤出速度相适应，一般前者比后者大1~10%。过快会在管壁中产生不适当的聚合物分子定向，从而降低管材的爆破强度。残余内应力大，管材易弯曲变形，易拉断；过慢，由于离模膨胀，壁厚增大。

牵引速度必须稳定，否则，会导致管材纵向厚度不均。切割切割装置要与挤出的速度同步前进的过程中切割，保证断面与管材垂直。由行程开关控制锯和夹持器。有园锯切和行星式自动切割（大口径）切割后的管材为了使用时连接方便，还可以对管材一端扩口。操作时注意事项1、挤出耐候性的聚烯烃类管材时有时要加入碳黑。2、挤出成型前先对料筒和螺杆进行分段加热，而料斗底部应开冷却水冷却3、开车时应先开动机器空转，观察电流是否稳定，然后再加料。4、在保证成型顺利进行的前题下，口模温度越低越好，温度低，黏度大，有利于制品定型；减轻冷却系统的压力，提高生产率。5、检验管材的同心度、内外表面、颜色均匀度。6、停车时一般将挤出机内的物料尽量挤完，以便下次操作，必要时加清洗料进行清洗。

PVC管挤出成型生产工艺：挤出温度：机身依次为100~120℃，120~140℃，140~160℃，分流器160~180℃，口模180~190℃，机头185~190℃螺杆转速：φ45mm的单螺杆挤出机转速为20~40r/min牵引速度：比挤出速度快1%~10%螺杆冷却：适当降低温度使塑料与螺杆间的摩擦系数降低，减少摩擦生热，防止物料分解。冷却介质用水。定型冷却牵引（后处理）挤出制品预热和干燥PVC粒料挤出机加热开动螺杆加料调整挤出成型PVC管材挤出成型流程图EVA吹塑薄膜生产原理：从挤出机挤出的熔融物料经机头呈圆管形挤出，并从机头中心吹入压缩空气，将管坯吹为直径较大的管状薄膜，经牵引后卷取成制品。

吹塑薄膜特点：（1）设备简单、投资少、见效快；（2）薄膜经牵引、吹胀，力学性能有所提高；（3）机台利用率高；（4）成品是圆筒形，用于包装可省略焊接工序；（5）操作简单、无废边，成本低；（6）薄膜厚度均匀性差；（7）冷却速度低薄膜透明度低；（8）受冷却的限制，卷取线速度一般不超过10m/min，产量不高。

吹塑薄膜的生产方式（1）平挤上吹法使用直角机头，出料方向和挤出机垂直，挤出管坯垂直向上引出，经吹胀压紧，导入牵引辊。

（2）平挤下吹法直角机头，管坯垂直向下牵引。（3）平挤平吹法使用水平机头。吹塑工艺控制工艺流程：挤出管坯、吹胀（冷却、牵引）管泡、卷取

透明ABS

ABS的流动性介于PS与PC之间，其流动性与注射温度和压力都有关系，其中注射压力的影响稍大，因此成型时常采用较高的注射压力以降低熔体粘度，提高充模性能。（1）塑料的处理

ABS的吸水率大约为0.2%-0.8%，对于一般级别的ABS，加工前用烘箱以80-85℃烘2-4小时或用干燥料斗以80℃烘1-2小时。对于含PC组份的耐热级ABS，烘干温度适当调高至100℃，具体烘干时间可用对空挤出来确定。（2）注塑机选用

可选用华美达的标准注塑机（螺杆长径比20：1，压缩比大于2，注射压力大于1500bar）。如果采用色母粒或制品外观要求料高，可选用小一级直径的螺杆。锁模力按照4700-6200t/m2来确定，具体需根据塑料等级和制品要求而定。（3）模具及浇口设计

模具温度可设为60-65℃。流道直径6-8mm。浇口宽约3mm，厚度与制品一样，浇口长度要小于1mm。排气孔宽4-6mm，厚0.025-0.05mm。透明ABS（4）熔胶温度

透明级：230℃-260℃，以245℃为佳

对于表面要求高的制品，采用较高的熔胶温度和模温。（5）注射速度防火级（阻燃级）要用慢速，耐热级用快速。如制品表面要求较高，则要用高速及多级注塑的射速控制。（6）背压一般情况下背压越低越好，常用的背压是5bar，染色料需用较高的背压以使混色均匀。（7）滞留时间在265℃的温度下，ABS在熔胶筒内滞留时间最多不能超过5-6分钟。阻燃时间更短，如需停机，应先把设定温度低至100℃，再用通用级ABS清理熔胶筒。透明ABSPC加工成型(1)塑料的处理

PC的吸水率较大，加工前一定要预热干燥，纯PC干燥120℃，改性PC一般用110℃温度干燥4小时以上。干燥时间不能超过10小时。一般可用对空挤出法判断干燥是否足够。(2)注塑机的选用现在的PC制品由于成本及其它方面的原因，多用改性材料，特别是电工产品，还须增加防火性能，在阻燃的PC和其它塑料合金产品成型时，对注塑机塑化系统的要求是混合好、耐腐蚀，常规的塑化螺杆难以做到，在选购时，一定要预先说明。(3)模具及浇口设计常见模具温度为80~100℃，加玻纤为100~130℃，小型制品可用针形浇口，浇口深度应有最厚部位的70%，其它浇口有环形及长方形。浇口越大越好，以减低塑料被过度剪切而造成缺陷。排气孔的深度应小于0.03~0.06mm，流道尽量短而圆。脱模斜度一般为30′~1°左右。(4)熔胶温度可用对空注射法来确定加工温度高低。一般PC加工温度为270~320℃，有些改性或低分子量PC为230~270℃。(5)注射速度多见用偏快的注射速度成型，如打电器开关件。常见为慢速→快速成型。(6)背压

10bar左右的背压，在没有气纹和混色情况下可适当降低。(7)滞留时间在高温下停留时间过长，物料会降质，放也CO2，变成黄色。勿用LDPE、POM、ABS或PA清理机筒。应用PS清理。(8)注意事项有的改性PC，由于回收次数太多(分子量降低)或各种成分混炼不均，易产生深褐色液体泡。三、双螺杆挤出机锥形双螺杆挤出机概述1.单螺杆挤出机不足之处：①粉料、玻璃纤维增强改性、无机填料等较难加入，单螺杆挤压机不适合填充改性、玻璃纤维增强改性，尤其不适合硬聚氯乙烯粉料的加工。②排气效果较差，不适合共混、排气、化学反应等特种聚合物的加工。③物料停留时间较长，停留时间不相等，不适宜加工热敏性物料。①加料容易

正位移输送（则活塞流输送）原料，没有压力回流，输送效率高。设多个加料口，可直接加入带状料、糊状料、粉料及玻璃纤维等具有很高或很低粘度，与金属表面有很宽摩擦系数的物料，直接挤出制品。双螺杆挤出机特别适合加工聚氯乙烯粉料、聚合物填充改性和玻璃纤维增强改性等。2.双螺杆挤出机的特点②物料在料筒中停留时间短特别适用于加工那些停留时间长就会凝聚或固化物料的着色和混料。如热固性粉末涂料的混合挤出。③优异的排气性能

由于双螺杆啮合部分的有效混合，排气部分的自洁功能，使得物料在排气段能获得完全的表面更新所致。④优异的混合、塑化效果

物料运动复杂，在纵向和横向同时受到挤压、剪切、置换，混合充分，热传递良好，熔融塑化能力大，排气能力强，对物料温度控制良好等。混合、塑化远比单螺杆好。

⑤功率消耗低

单螺杆挤出机螺杆长径比比双螺杆的大20～30%，分流板、过滤网及机头等阻力比双螺杆的大、故双螺杆挤出机功率消耗要低50%。

⑥螺杆特性硬

双螺杆挤出机的产量主要决定于加料量，与螺杆转速无关，其螺杆特性线较硬，见图3-89，产量对压力不敏感。适于挤出大截面尺寸及精度要求较高的制品挤出成型。（1）物料在料筒中被强制向前输送，即使双螺杆头部压力过大或堵塞仍然像料斗一样径直送料，结果会造成螺杆拧断或电机烧坏。因此双螺杆挤出机不可缺少的是进料要受到自动计量计的严格控制。如果自动计量计损坏就不能生产，否则有损坏机器的可能。（2）物料在双螺杆中被挤出后，呈“∞”字形状。因此，机头的设计要适当；否则易发生物料“停滞”现象。（3）双螺杆挤出机两根螺杆间的中心距很小，选用止推轴承时尺寸受到限制。3.双螺杆挤出机缺点双螺杆挤出机的结构与分类1、双螺杆挤出机的结构由双螺杆、料筒、排气装置、定量加料装置、加热冷却系统、机头连接体、主机传动装置、机座以及电控仪表等组成。两根平行的螺杆置于一“∞”形截面的料筒中，如下图所示：主要差别在于螺杆结构不同。螺杆结构要比单螺杆复杂得多，除了直径、长径比、螺槽深、螺棱宽等外，还有旋转方向、啮合程度等问题。2、双螺杆挤出机的分类（1）按螺杆旋转方向划分

同向旋转两根螺杆的旋转方向一致异向旋转两根螺杆的旋转方向相反

（2）按两根螺杆啮合与否划分全啮合中心距A=r+R

部分啮合中心距A＞r+R

非啮合型中心距A≥2R（相等时外径接触或相切）（3）按两根螺杆轴线相对位置划分平行双螺杆两根螺杆轴线相互平行锥形双螺杆两根螺杆中心线成一交角，螺纹分布在锥面上。锥形平行（4）按螺杆为整体或组合式划分目前，常用的同向旋转的双螺杆挤出机的螺杆，大都为组合式。因可改变螺杆元件的组合，以达到加工不同种类物料的目的。（5）按顺螺槽和横过螺槽分纵向开放

纵向封闭

横向开放双螺杆挤出机的工作原理1、啮合型同向旋转双螺杆挤出机（1）按旋转方向，如下图，物料可从一根螺杆的螺槽经啮合区的间隙流入另一根螺杆的螺槽（纵向开放），形成螺旋的“∞”形向前运动，从加料口至机头存在着通道。（2）在啮合处，螺纹和螺槽的速度相反，物料相对速度很大，承受很大的剪切，有利于混合，且能刮去螺槽内的积料，故具有较好的混炼和自洁作用。（3）由于啮合处两根螺杆的速度方向相反，在上下啮合区形成平衡的压力，螺杆的轴承及机筒承载均匀，可在高达300r/min以上的转速下工作。（4）由于两根螺杆相互啮合，对物料输送有强制推力，故螺槽内物料可不充满螺槽向前输送。（5）螺杆啮合处对物料的剪切使物料的表层不断更新，具有很好的脱挥排气性能。小结：同向旋转具有很强的混炼功能：分流混合、轴向返混、湍流混合、强制塑炼，自洁能力强，很适于混炼、混色、改性、复合等工艺操作。2、啮合型异向旋转双螺杆挤出机（1）两根螺杆旋转方向不同，为纵向封闭，一根螺杆的螺槽完全被另一根螺杆的螺棱堵死，物料不能形成“∞”向前运动。（2）各自形成若干个互不相通的腔室，螺杆每转一圈，C形小室就前移一个导程的距离。自