雙螺杆和單螺杆矽膠擠出機特點與優劣（liè）對比

雙螺（luó）杆擠出機是改性塑料行業裏麵最常見的機械，廣泛應用於聚合物加工業和其他生產加工領域；雙螺杆擠（jǐ）出機種類繁多，可分為齧合型和（hé）非齧合型兩大（dà）類，齧合型雙螺杆擠出機又可（kě）分（fèn）為同（tóng）向旋轉和異向（xiàng）旋轉兩大類。
 

1、同向雙螺杆擠出機與單螺杆擠出機（jī）工作原（yuán）理（lǐ）的差別

同向雙螺杆擠出機的結構和功能與單螺杆擠出機很相似，但在工作原理（lǐ）上存在著很大的（de）差異。主要表現在以下幾個方（fāng）麵：

1）強（qiáng）製輸送。齧合同向旋轉雙螺杆，在齧（niè）合（hé）處兩根螺杆運動速度方向相反，一（yī）根螺杆要把物料拉入（rù）齧合間隙，而另一根螺杆把物料從（cóng）間（jiān）隙中推出（chū），結果（guǒ）使物料從一根螺杆螺槽轉到另一根螺杆螺槽中，物料沿著螺杆呈“∞”形向機頭方向被強製輸送（sòng）。

2）均化和混合。同向（xiàng）旋轉雙（shuāng）螺杆（gǎn）在齧合處間隙很小，螺棱和螺槽的速度方向相反，相對速度大，因此齧（niè）合區具有很高的剪切速度，剪切力很大，混煉效果遠好於單螺（luó）杆（gǎn）擠出機和異向旋轉雙螺杆擠出機。

3）自潔性。同向旋轉雙螺（luó）杆擠出機，由於齧合區螺棱和螺槽的速度方向相反，相對速度大，因此具有（yǒu）相（xiàng）當高的剪切速度，能刮去粘附在螺杆上的任何積料，有非常好的自潔作用，從而使物（wù）料的（de）停留（liú）時間（jiān）很短，不易產生局（jú）部（bù）降解（jiě）變質。

4）物料的塑化（huà）。螺杆間隙的大小對物料塑化質量影響很大。間隙（xì）越小，剪（jiǎn）切力越大，但通過的物料量減少；間隙越大，通過的物料量增加（jiā），但剪切力減（jiǎn）小。

5）物料的壓縮。同向雙螺杆擠出機壓縮物料的方法要（yào）多得多，綜合效應好。

6）加料方式。同向（xiàng）雙螺杆擠出機要求均勻定量加料，采用計（jì）量饑餓（è）喂料方式。

7）排氣。由於是饑餓喂料，可以采用大導程的螺紋輸送元件（jiàn），使螺槽處於未充滿狀態而處於零壓力狀態，從而可以設置出（chū）排氣（qì）段。

2、雙螺杆擠出機的應用（yòng）

雙（shuāng）螺杆擠出機按（àn）兩根螺杆旋轉方向的不同可分（fèn）為異向雙螺杆及同向雙螺杆。

齧合同向旋轉雙螺杆擠出機廣泛應用於基體（tǐ）樹脂的物理化學改性，如填充、增強、增韌、反應擠（jǐ）出等。
 

以各種原料的分（fèn）散混合為主的共混則應（yīng）選（xuǎn）用同向雙螺杆擠出機，而上圖（tú）所示的同向雙螺杆之速度矢量互成反向，因（yīn）此同向（xiàng）轉動的雙螺杆與異向轉動雙螺杆相比，它的剪切作用要（yào）大得多，不適宜Pvc的混煉成型（xíng）。

共混填充塑料中常用的是粉狀碳酸鈣、滑石粉、二氧（yǎng）化鈦，一般的填充量為30%~60%，填充母料最多高達80%。由於粉狀填料內含（hán）有大量空氣，在螺杆的捏合區混合時空氣會被分離出來，而致使物料逆向流（liú）入螺槽，影響粉（fěn）料的正向輸（shū）送（sòng），最終降低擠出量。

雙螺杆擠出機的應用舉例：玻纖增強、阻燃料造粒（如PA6、PA66、PET、PBT、PP、PC增強阻燃等）；高填充（chōng）料造粒（如PE、PP填充75% CaCO3。）；熱（rè）敏性物料造粒（如PVC、XLPE電纜料）；濃色母粒（如填（tián）充50%色粉）；防靜電母粒、合金、著色、低填充共混造粒（lì）；電纜料（liào）造（zào）粒（如護套料、絕緣料）；XLPE管材料造粒（如用於熱水交聯的母粒（lì））；熱固性塑料（liào）混煉擠（jǐ）出（如酚醛樹脂、環氧（yǎng）樹脂、粉末塗料）；熱（rè）熔膠、PU反（fǎn）應（yīng）擠出造粒（如（rú）EVA熱熔膠（jiāo）、聚氨脂）；K樹脂、SBS脫揮造粒等。
 

3、優缺點

由於雙螺杆擠出機結構設計和加工的複雜性，理論發展還不（bú）完善（shàn），但同向雙螺杆擠出機組合式的設計，可將多種幾何形狀的螺紋元件和機筒（tǒng）元件進行（háng）排列組合，根據經驗-理論-實踐-檢驗，從而可（kě）以針對不同混合要求，優化設計以適應不同工藝（yì）配方的需要，從而使（shǐ）同向雙螺杆擠出機具有很強（qiáng）的適應性。主要表現在以下幾個方麵：

1）混合性能：由於兩根螺杆相（xiàng）互（hù）齧合，而（ér）且可以根據需要加入各種各樣的螺紋元件，如反螺紋元件、齧合盤元件、齒形盤元（yuán）件等等，來（lái）精密調節剪（jiǎn）切/混合（hé），從而使混合強度和混合（hé）質量（無論是分布混合抑（yì）或是分散混合）能夠得（dé）到有效地控製。這是單螺杆擠出機（jī）所不能企及的。

2）加工的靈活性：同（tóng）向雙螺杆擠出機通常采用計量饑餓加料，產量取決於（yú）加料量，獨立於螺（luó）杆轉速，是一個獨立可控（kòng）製的（de）變（biàn）量，因而可以在一（yī）台機器（qì）上（shàng）靈活地處理多種加工功能，如熔（róng）融、混合、排氣、反（fǎn）應等等。

3）工藝參數的可控性：同向雙螺杆擠出機停留時間分布窄，更好的對流（liú）傳熱及精確控製的溫度曲線，在擠出中可以得到更好的剪（jiǎn）切-時間（jiān）-溫度曆程，在更寬的範圍內輸（shū）入機械能，從而可得到更好的產品質量（liàng）穩定性（xìng）。

4）工藝生產的高效（xiào）性：螺杆的正位移輸送作用可以處理更多樣（yàng）的原材料和混合配方，且停機時間短。

5）更（gèng）高（gāo）的經（jīng）濟性：由於高（gāo）的工藝靈活性以及生（shēng）產率（lǜ），可以生（shēng）產更（gèng）廣泛的終端製品，且（qiě）能（néng）夠提供高度（dù）一致性的產品質（zhì）量，還可以通過螺杆速度（dù）的調（diào）節來補償螺杆的磨損。
 

4、異向雙螺（luó）杆擠出機與單（dān）螺杆擠出機的主要差別

異向雙（shuāng）螺杆擠出（chū）機的輸入原理是什麽？

在異向旋轉（zhuǎn）雙螺杆擠出機中，物料作類似（sì）於齒輪泵中的正（zhèng）位移輸送。異向雙螺杆擠出機轉速較低，物料剪（jiǎn）切發熱（rè）量小，物料不（bú）容易分解，因此它對物料的熱穩定性要求不高，特別適用於（yú）熱敏性（xìng）物料 (如PVC) 的成（chéng）型加工（gōng）。與同向雙螺杆擠出機相（xiàng）比（bǐ），異向雙螺杆擠出機輸送效率更高、排氣效果及（jí）熔融效果更好，雖然物料的分散混合效果比同向雙螺軒擠出機要差，但是建立穩定的機頭壓力能力較強，因此更適合用來直接擠出製（zhì）品。另外采用異向雙螺杆擠出機代替單螺杆擠出機，可以省去預塑化造粒工序，直接擠出加工PVC 粉料，使製（zhì）品成本下降。異向旋轉（zhuǎn）雙螺杆擠出（chū）機（jī）主要用於（yú）擠出PVC 管（guǎn）材。型材、板材和造粒。平行異向雙（shuāng）螺杆（gǎn）擠出機在大型（xíng）的HDHDPE 管材生產線上也已經開始（shǐ）應用。

異向錐形雙螺杆（gǎn）擠出（chū）機傳統上是用於聚氯乙烯製品的擠（jǐ）出，但是國內近年（nián）已經有把異向（xiàng）錐形雙螺杆擠出機應用於（yú）聚烯烴管材擠出的例子，實踐表明，已經取（qǔ）得基本上的成功。這種做法的目的是為了節能。一台65體132umum 的錐形雙螺杆（gǎn）擠出機，驅動（dòng）電動機功率僅有37kW，在擠出聚乙（yǐ）烯（xī）管（guǎn）材時（shí），管材規格和（hé）產量可以相當於一台75mm 甚至80mm的單螺杆擠出（chū）機，而一般一台75mm 或者80mm 的單螺杆擠出機，驅動功率最少也是90kW。國（guó）外已（yǐ）經有（yǒu）現成的用平行異向雙螺杆擠出機擠出製品成熟的經驗，國內另辟蹊徑用異向錐（zhuī）形雙（shuāng）螺杆擠出機（jī）其實還是出於設備（bèi）成本的考慮，平行異向雙螺杆擠出機的製造成本要高（gāo）於（yú）異向錐形雙螺杆擠出機。

這種使用（yòng）方法當然不是簡單（dān）的替代，畢竟聚（jù）乙烯（xī）熔體和聚氯乙烯的熔體流動性能有明顯差異（yì），因此對用（yòng）於擠出聚氯乙烯製品的異向錐形雙螺杆擠出（chū）機，需要對螺杆重（chóng）新設計（jì），才能夠用於擠出聚乙烯；並且機頭也應該作相應的修改。而國內近年有人嚐試（shì）用同向雙螺杆擠出機 (包括錐（zhuī）雙、平雙) 擠出製品，也取得一定的進展，但是筆者認為，從節能（néng）的角度，同向和異向雙螺杆並無大大差（chà）異，而（ér）同向雙螺杆擠出機建立穩定機（jī）頭壓力更（gèng）加困難，不如直接采用異向雙螺杆簡單容易。
 

異向雙螺杆擠出機（jī）與單（dān）螺杆擠出機的主要差別有以下兩點：

1) 它們的（de）輸送機理不同。單螺杆擠（jǐ）出機中的物料輸送是（shì）拖曳型流（liú）動（dòng），固（gù）體（tǐ）輸送過程為摩擦（cā）拖曳，熔體輸送過程為粘性拖曳，固體（tǐ）物料（liào）與金屬表麵（miàn）之間摩擦因數的大小以及熔體物料的粘度，在很大程度上決定了（le）單螺杆擠出機輸送能力的大小。異向雙螺杆擠（jǐ）出機中物料的傳送是正位移輸（shū）送，隨著螺杆的轉動，物料被

相互齧合的螺紋強製性地向前推進，其正位移輸送的（de）能力取決於一根螺杆的螺棱（léng）與另一根螺（luó）杆的螺糟的接近程度。用緊密齧合的異向旋轉雙（shuāng）螺杆擠出機（jī）可以（yǐ）獲得最大的正位移輸送。

2) 二者（zhě）的速度場不同。單螺杆擠出（chū）機中速度分布相對來說比較明（míng）確並且易（yì）於描述，雙（shuāng）螺杆擠出機中的情況則相當複雜並（bìng）且描述困難。這主要是由於雙螺杆擠出（chū）機中有齧合區，發生在齧合區的複雜流動使得雙螺杆擠出機具有混合充分、熱傳遞均勻、熔融能力強（qiáng）、排氣性能良好等許多優點，但難以準確地分析齧合區的流（liú）動狀態。