双螺杆挤出机工作原理和螺杆组合 ,双螺杆挤出机工作原理和螺杆组合方式

双螺杆机出机的种类众多，其中啮合同向双螺杆挤出机是被塑料工业广泛使用的一种生产加工设备。该类挤出机由两根相互啮合的“积木式”螺杆、机筒、动力装置、温控装置等组合而成，在机身上可有多个加料口和真空／非真空脱挥口。啮合同向双螺杆挤出几主要有以下几个特点。

（1）两根螺杆平行同向旋转，在彼此接触部位和机筒间产生均匀的剪切作用，而且这种剪切作用的强弱可以通过螺杆组合、间距设计等手段来调整。

（2）螺块的几何形状和同向旋转使螺杆具有良好的物料分布混合能力，适合混炼操作。物料在进入料筒被软化后，由于双螺杆在啮合处方向相反，一根螺杆要把物料拉入啮合间隙，另一根螺杆则将其从间隙中推出，故物料在此处由一根螺杆转运到另一根螺杆上，呈“∞”运动，这种运动在啮合处具有较大的相对速度，非常有利于物料的混合均化，并且啮合区的间隙很小，捏合处螺纹和槽的速度相反，具有很高的剪切作用，从而达到塑化均匀的作用。

（3）螺杆和机筒均为组合式。螺纹元件种类很多，有输送元件、捏合元件、剪切元件、反向螺纹元件和增压螺纹元件等，各自起着不同的作用，根据材料加工的需要通过搭积木的方式将各种元件组合在一起，并通过优化设计，可以适应各种工艺配方材料的加工。

（4）同向双螺杆挤出机具有反应能力，是一个动态反应器，物料在机筒中熔融后能发生一系列的化学反应，如聚合、接枝等。反应性挤出加工主要用于：单体或低聚物的聚合反应(自由基聚合、加聚、缩聚和共聚反应)；聚烯烃的可控交联和降解；聚合物的接枝改性（使聚物官能团化或极性基团化，达到材料改性和制备增容剂的目的）；多种材料的强制共混改性。同时还包括材料的物理改性，如填充、混炼、增韧和增强等。

螺杆组合基本原则

对一台双螺杆挤出机而言，螺杆主要分为加料段、熔融段、混合段、排气段和均化段。螺纹元件主要包括输送、熔融、剪切、物料混合、停留时间控制等功效。双螺杆挤出机的螺纹元件是以“搭积木”的方式组合在一起的，在实际中可以根据不同的生产需要对之进行调整，因此螺杆组合是双螺杆挤出工艺定制的关键。

啮合同向双螺杆挤出机以混炼为主，螺杆组合要考虑到主辅料性能与形状、加料顺序与位置、排气口位置、机筒温度设置等等。同时，混料的对象十分庞杂，对每一个特定的混料过程都需要进行合理的螺杆组合。尽管如此，啮合同向双螺杆挤出机的螺杆组合还是有其基本规律可循的。以下是螺杆组合的几个基本原则。

（1）在加料口处应采用大导程螺纹，以保证下料顺畅。

（2）在熔融段应采用小导程螺纹以建立起压力，从而对物料进行压缩并熔融，可设置错列角为90°的捏合块以平衡压力，也可采用错列角为30°的捏合块对物料进行初步的分布混合，应从熔融段中部开始设置捏合块，注意捏合块应间隔排列。

（3）在混合段主要以剪切、细化并分散物料粒子为目的，该段螺纹元件的设置非常复杂，需要设计人员具有丰富的实际经验。在该段主要采用错列角为45°和60°的捏合块以加强剪切，辅助以特殊元件如齿形元件或“S”形元件等。

但要注意捏合及剪切元件不能设置过多，也不能排列太紧密，以免剪切过强。另外，为增强该段物料的输送能力，还应间隔配置螺纹输送元件，即捏合块与螺纹输送元件互相错开设置。

（4）在排气口或真空口前应设置反向螺纹元件或反向捏合块，在排气口或真空口处设置大导程螺纹元件，在排气口或真空口后再设置小导程螺纹元件。

（5）在均化段，应将螺纹导程渐变小来实现增压，减少背压段长度，同时注意采用单头螺纹与宽螺棱螺纹来提高排料能力，避免冒料。

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