我国首创塑料无螺杆塑化挤出技术

中国工程院院士、华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心主任瞿金平研究团队基于拉伸流变原理开发了高分子材料塑化输运方法及设备，研发出塑料无螺杆塑化挤出技术，比能耗比传统螺杆挤压系统降低30%左右。该技术属于国内外首创。塑料加工高能耗、高浪费的“双高”局面有望得到改观。
　　
　　实践证明，应用该技术产品产量比螺杆挤出机高出25%左右。由于物料可以在很短的空间内完成压实、排气、研磨及塑化，因而设备的尺寸也得以大大减小，物料热机械历程比单螺杆挤出机缩短50%以上，设备体积减小2/3左右，同时设备噪音降低至75分贝以下。
　　
　　目前，国内塑料加工单位产值能耗高，其症结在于塑料加工的关键设备———螺杆。瞿金平认为，螺杆的作用是对塑料剪切，可以利用拉伸流变作用来代替。于是，瞿金平抛弃螺杆概念，在世界上首次提出了基于拉伸流变的塑化输运挤出技术，向塑料生产的传统机械原理提出了挑战。
　　
　　瞿金平表示，与常规螺杆式高分子材料挤出设备相比，基于该技术研发的设备具有众多优越性能，如物料热机械历程短、能耗低、体积小、适应性广等。该叶片塑化输送单元可与各种螺杆挤出单元或各种柱塞注射单元组合成挤出机或注塑机，解决了加工不同种类塑料必须要配用不同类型螺杆的问题。此外，该技术提高了塑化质量及塑化效率，强化了分散混合，改善了塑化质量，提高了挤出过程的稳定性，明显提高了挤出制品的质量。
　　
　　作为项目参与者，聚合物新型成型装备国家工程研究中心副主任何和智教授表示，该技术利用物料加工体积周期性变化，实现完全正位移体积输送，大幅提升了加工过程中物料输运效率，拓宽了对物料的适应性，特别适用于黏度极高或极低物料的塑化加工。此外，该技术解决了传统加工方法中高分子材料因强剪切作用而降解，导致制品性能下降、循环再利用困难等问题，实现了废旧高分子材料、纳米复合材料、生物质复合材料等物料的高值化加工，拓宽了可再生植物资源以及废旧塑料的循环利用空间。应用该技术及设备，在塑料加工时添加部分废弃
　　
　　的中药渣、甘蔗渣以及秸秆等替代塑料，在减少“白色污染“的同时，实现资源的有效利用，未来可将塑料原料的60%-70%换成植物纤维，大大减少塑料的使用量。
　　
　　瞿金平教授研发的塑料无螺杆塑化挤出技术及设备目前已进入产业化阶段，与多家高分子材料加工装备生产企业的合作，实现了产业化。