摘要: 双螺杆挤出机作为塑料加工生产的主要设备之一，现阶段主要采用同向和异向型双螺杆挤出机生产热塑性塑料及制品。为适应市场经济的高速发展，提升企业竞争力，国内外挤出设备公司利用积木式原理和专门设计的螺纹元件、分散捏合元件制造同向和异向型双螺杆挤出机，为塑料加工工业提供创新解决方案。
关键词: 双螺杆挤出机; 塑料加工; 母粒
1前言
双螺杆挤出机是我国塑料制品工业化生产的主要设备之一，也是生产塑料类相关产品的核心装备。目前，用户对塑料质量的要求越来越高，塑料质量、材料和性能的多样化使得塑料制造业对双螺杆挤出机的要求也越来越严苛，而对于挤出过程的工艺控制要求也达到了新的高度，这使得传统控制方法已无法满足现阶段对塑料挤出机过程控制能力的要求。伴随着国内自动化控制技术和电子计算机的发展，国内学者逐步将可编程逻辑控制器 ( PLC) 应用于塑料挤出机工作过程控制中，工业装备的过程控制也从最初的模拟信号控制转向模糊化、数字化和智能化方向发展，塑料挤出过程控制也正逐步朝向自适应性智能化方向发展。
2新型双螺杆挤出机
双螺杆挤出机是在单螺杆挤出机基础上形成并发展的一种新型挤出机。通过在挤出机之间的套筒内安装两根螺杆，提升挤出机的运行效率和性能。从名称中可以看出双螺杆挤出机具有两根螺杆，两根螺杆能够变化形式，可以实现正反方向的旋转，并且两根螺杆也可以自由转化啮合状态，如果螺杆处于啮合，挤出机会具有较强的输送能力，稳定性较强。目前，大部分的双螺杆挤出机都采用了啮合形式，以此来提升挤出机的工作效果。以下是新型双螺杆挤出机的研究进展情况。
2.1 自洗净式双螺杆挤出机
虽然特殊圆板式双螺杆挤出机有效缓解了传统挤出机存在的不足，但其适用范围却相对较小，无法对3KPA及以上的液体和聚合物进行挤压加工。为此，相关企业对其缺点进行了弥补，发明了自洗净式双螺杆挤出机，通过将两根同样回转轴安装在挤出机机筒内部的断面上，并在回转轴上安装一些圆板，从而在运行过程中，可以将固体分散为细小的颗粒。经过一段时间后，相关企业又对自洗净式双螺杆挤出机进行了优化升级，促使其性能得到进一步提升，此时挤出机工作的方式已经由传统的输送式转变为活塞流方式，机器内部物料的融合程度趋近于100%，并且在工作过程中，挤出机还能够实现机筒的自我清洁。其适用范围进一步扩大，可以强制输送10KPA的高粘度聚合物料，其应用效果得到充分发挥。
2.2 啮合双螺杆挤出机
啮合双螺杆挤出机目前在基体数值的物理化学改性中得到了广泛应用，例如：增强、增韧、挤出等。但由于双螺杆挤出机结构较为复杂，理论发展尚未完善，致使啮合式双螺杆挤出机被积木式所取代，积木式双螺杆挤出机的各种零部件可以随时拆卸和更换，大大提升了使用的便捷性。这种双螺杆挤出机的出现，进一步扩大了挤出机的应用范围，其主要优点是可以根据物料的不同，设置不同的螺杆元件排列组合，具有十分强的适应能力。还有部分挤出机适用于加工各类塑料，由于双螺杆挤出机具有两根螺杆，因此，在应用过程中比较适用于对聚氯乙烯等材料的提炼和加工，通过对啮合位置螺杆杆的速度和方向进行调整，可以将物料挤压在同一个位置，具有一次工作，一次成型的效果。
2.3 BIVOLAV双螺杆挤出机
BIVOLAV双螺杆挤出机具有心状的机筒截面，其中下半部分的机筒属于液相部，而上半部分的机筒则是气相部。为进一步提升液态物质和气态物质的移动速度，将两根螺杆安装在内部搅拌结构之中，并在回转轴上设置了许多桨叶，并将其与刮刀相连，在运动过程中，回转轴的旋转方式为逆时针旋转，促使液体物料在机筒中央集合，同时各桨叶会在旋转过程中互相摩擦。该双螺杆挤出机具有以下几点优势：一是良好的混合性能，由于该挤出机桨叶配置的方式为交叉配置，并进行逆时针回转，会在回转过程中，产生相对周速度，可以提高液体物料的提炼效果，并且还可以对粘度不同的液体物料进行分散处理。其次，该挤出机可以将固体物料和粘度较高的液体物料进行粉碎化处理，有利于实现均相化，二是蒸发面积大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该挤出机内部具有较大的液体留存空间，有利于提升蒸发的效果。三是自洗性强，且具有良好的传热性能。四是具有较强的流动性。机筒内部物料的流动方式为活塞式流动。这种双螺杆挤出机被广泛应用于聚酯树脂的缩合聚合反应，可去除物料中单质和挥发性较低的成分，对粘度较高的液体物料可实现均匀分散。
3 双螺杆挤出机在母粒中的应用
双螺杆挤出机在工业加工中的应用优势十分显著，就以TEX双螺杆挤出机为例，将该型号挤出机应用于工业加工中，可在低温条件下，产生较强的捏合作用，其加工能力相较于单螺杆挤出机来说，提高了5倍左右。尤其是对于一些具有较高热敏度的高粘度材料，应用双螺杆挤出机可以对聚合物的温度上升进行控制，然后混炼挤压，工业加工能力十分优越。TEX型号的双螺杆挤出机，具有较强的原料输送能力和密封能力，在工业加工过程中可以减少原材料的损失，有利于提高工业加工的效率。例如：将双螺杆挤出机在电缆工业中应用，众所周知，电缆的主要组成材料为聚合物和热塑性塑料，而利用双螺杆挤出机对这类材料进行加工，会取得良好的效果，加工人员在使用挤出机加工电缆时，可以选择反转挤出方式和顺转挤出方式，其中反转挤出方式加工聚合物的效果最好，双螺杆挤出机在工业加工实际应用中耗费的能源较少，且得到的效益却远高于单螺杆挤出机。
随着塑料机械行业逐步与国际接轨，从搅拌机、单螺杆或密炼机、单螺杆组合的干法生产工艺到密炼机与双螺杆组合；高混机与往复式螺杆单机组；高混机与三螺杆组合；搅拌机与连续混炼机组合。双螺杆挤出机是对母粒进行加热熔融、挤出成型的重要设备，对母粒进行加工也逐渐成为双螺杆挤出机重点的发展方向，目前，相关行业对该领域的研究十分频繁。
德国机械生产商科倍隆有限公司在STS Mc11的基础上做出改进，并使用该新型Mc11进行母粒的生产。该公司称，新型STS 35 Mc11螺杆直径35mm，其模头的新设计，使得原料被无死角地混合在一起，从而大大提高了产品质量，并且极大加快了器械的清洗和转换效率。
中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司塑料分公司与青岛双星鞋业股份有限公司针对鞋底材料着色用色母粒技术交流过程中，双方提出了对软质PVC用色母粒进行研究，采用同向双螺杆挤出机可连续、稳定地生产制得PVC色母粒，产品质量稳定，耐热性、分散性好，满足了青岛双星集团的产品要求。
浙江舟山通发机械公司研发出了同向锥型双螺杆挤出机，可节省电力50%，提高同口径挤出机产量的30%，生产含45%碳黑的通用黑色母：表面光亮、切面平滑细腻、试用发现分散性好、薄膜表面晶点、毛刺大大减少。探究其原因该挤出机的模头压力是平行同向双螺杆无法企及的，据悉可达到30 个PPM 以上，在高压密闭情况下的慢剪切发挥了神奇作用。在降低加工温度的情况下挤出，增强了熔体粘度使颜料与塑料的结合亲和力大大提高，通过经一步的工艺调整、原理分析、配方优化，估计能生产出高档次的塑料色母粒。国外生产色母粒也以密炼机加单螺杆，密炼机加双螺杆的工艺技术生产高品质的色母粒。综合情况比较国内生产平行双螺杆、单螺杆与国外设备差距在于：1、钢材质量的刚性与韧性、耐磨性差，所以使用寿命较短。2、组装精密度，加工尺寸误差较大。3、国产电气控制仪器压力表、温度表准确度不够精准。但价格优势明显，买一台进口德国设备可采购将近十台国产设备。主要供应商有科倍隆（德国）公司、瑞亚（中美合资）公司、诚盟机械、兰泰机械、华东理工大、南京橡塑机、大连橡塑机械等。
4结束语
随着对双螺杆挤出技术研究的日益深入，其应用范围已不再局限于聚合物的加工。目前，美国、日本、德国等国家正在努力提高机器的效率，广泛应用于工程塑料、母粒、橡胶、食品、建材等领域。国内已有多家双螺杆挤出机的生产制造商，但与国外技术水平相比仍存在一定的差距，我国应借助国外生产双螺杆挤出机的经验，研制出适合我国的新型双螺杆挤出机，以提高我国产品质量和技术水平，提高产品在国际市场上的竞争力和占有率。
参考文献；
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论文作者:蓝莉荔
论文发表刊物:《城镇建设》2019年16期
论文发表时间:2019/9/26
标签：挤出机论文; 双螺杆论文; 螺杆论文; 加工论文; 物料论文; 机筒论文; 塑料论文; 《城镇建设》2019年16期论文;