金晓明，薛 平，贾明印＊，潘 龙，蔡建臣，苗立荣

（1.北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所，北京100029；2.国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京100190）

0 前言

高分子材料由于具有优良的物理力学性能而被广泛应用于各行各业。2010年全球塑料消费量超过250000kt［1］，2012年1～5月，国内塑料制品累计总产量21470.2kt，同比增长11.17%［2］。不论是塑料树脂的塑化造粒，还是成型加工，约80%都是通过螺杆挤出工艺实现的，主要原因是螺杆挤出技术具有将塑料的一系列物理变化过程在机筒和螺杆上一次性连续完成的优势［3］。

单螺杆挤出机是聚合物加工中应用最广泛的装备之一。目前，国内外出现的单螺杆挤出机按照机筒的特点可分为：光滑机筒单螺杆挤出机、开槽机筒单螺杆挤出机两类。长期的实践证明，光滑机筒单螺杆挤出机主要存在如下问题：（1）对物料性能要求苛刻，难以实现高黏度、低摩擦因素物料的稳定挤出；（2）固体输送段建压能力差，沿螺杆轴向为逆向压力系统，使挤出机压力漏流严重；（3）物料输送效率低下，产量低，比能耗较大等。1968年，德国亚琛工业大学塑料加工研究所开发了强制输送IKV单螺杆挤出机［4］，通过在单螺杆挤出机固体输送段开设轴向直槽，将物料之间的内摩擦引入物料输送，从而极大地提高了物料与机筒之间的等效摩擦因数，成功实现对高黏度物料的稳态挤出，目前已在国内外塑料挤出加工行业普遍采用。

1 开槽机筒单螺杆挤出机

开槽机筒单螺杆挤出机常按沟槽的螺旋升角（θ）进行分类，可分为轴向直槽机筒单螺杆挤出机（θ＝0）和螺旋开槽机筒单螺杆挤出机（-90°＜θ＜90°，且θ≠0），当θ＝±90°时，沟槽与螺杆垂直，没有实用意义，因此不研究。……