南京科锐挤出机械有限公司 
SJ-65型聚合物共混改性双螺杆挤出机：高扭矩400N·m主电机参数深度解析与产能实测数据
聚合物共混改性双螺杆挤出设备：从实验室研发到万吨级量产的全场景技术解析
一、行业背景与设备定位
聚合物共混改性是高分子材料获得高性能化的核心途径。将两种或两种以上聚合物在熔融状态下通过螺杆的剪切、混炼作用，实现微观尺度的均匀混合，从而获得具有优异综合性能的高分子合金或复合材料，这一过程高度依赖双螺杆挤出设备的混合分散能力与工艺可控性。相比单螺杆挤出机，双螺杆挤出机具有优异的分散和分布混合能力、较窄的停留时间分布以及优良的自洁性等特点，已广泛应用于挤出制品的成型加工。据行业预测，双螺杆挤出机市场预计将从2025年的48亿美元增长至2035年的68亿美元。
聚合物共混改性双螺杆挤出设备是以平行同向旋转双螺杆挤出机为核心，专门用于高分子材料共混改性加工的成套装备。该设备广泛应用于通用塑料、工程塑料、热塑性橡胶等高分子材料的填充、增强、增韧等共混改性，以及特种纤维、特种胶粘剂等加工领域。当前行业技术正朝着高扭矩、高转速、低能耗方向快速发展，国产设备比扭矩已实现从传统5.7 Nm/cm³向8.7、15 Nm/cm³乃至18 Nm/cm³的跨越式突破。
| 对比维度 | 双螺杆挤出机 | 单螺杆挤出机 |
|---|---|---|
| 螺杆数量 | 两根相互啮合的螺杆 | 一根螺杆 |
| 混合能力 | 分散+分布混合，能力强 | 主要靠摩擦拖曳，能力弱 |
| 自洁性 | 优异（同向型） | 无 |
| 停留时间分布 | 窄 | 宽 |
| 排气性能 | 优异 | 一般 |
| 典型应用 | 配混、改性、反应挤出 | 挤出成型 |
二、工作原理与技术特征
2.1 同向啮合型双螺杆的核心机制
聚合物共混改性双螺杆挤出设备的核心工作原理基于两根相互啮合的同向旋转螺杆在“∞”形截面机筒内对物料进行输送、熔融、混合、分散和排气的综合作用。两根螺杆同向旋转，在啮合区形成复杂的流动通道，物料受到拖拽流和部分正位移输送的双重作用。
同向旋转双螺杆具有优异的自洁功能——一根螺杆的螺棱刮擦另一根螺杆的螺槽，不断更新物料表面，避免物料包轴、结壁。在混合机理上，同向双螺杆在螺纹元件中剪切速率分布均匀，有利于分布混合；在捏合盘元件中剪切速率高，有利于分散混合。高速同向机最大螺杆速度范围为300~600r/min，新型高扭矩机型已可达800~1200r/min。
| 工作特性 | 原理说明 |
|---|---|
| 正位移输送与拖拽流结合 | 同向旋转螺杆在啮合区形成复杂的流动通道，物料受到拖拽流和部分正位移输送的双重作用 |
| 分散混合 | 在捏合盘元件中产生高剪切应力，将团聚的填料（如碳酸钙、炭黑）打散至微观均匀 |
| 分布混合 | 在螺纹元件中通过分流和换向，使已分散的组分在基体中均匀铺开 |
| 可控停留时间 | 物料停留时间可控，可根据工艺需要调整 |
| 排气脱挥 | 物料表面不断更新，更有利于挥发分的脱除 |
2.2 完整工艺流程
设备从原料到成品颗粒的完整工艺流程为：高混机 → 上料机 → 主喂料机和侧喂料机（玻纤等）→ 双螺杆挤出机 → 水槽 → 吹干机 → 切粒机 → 料仓。其中共混改性的关键工艺控制包括：螺杆构型设计（借助螺杆构型研发设计的丰富经验与软件技术，可按需设计螺杆构型）、温度控制（多区独立温控，控温精度±1°C）、转速控制（通过变频调速精确控制螺杆转速300～1200rpm）以及喂料速率（主喂料与侧喂料协同控制，确保配比精确）。
| 阶段 | 功能描述 |
|---|---|
| 喂料 | 原料从料斗经喂料系统进入挤出机 |
| 熔融混炼 | 物料通过温控系统加热后以合适温度熔融混炼 |
| 排气脱挥 | 真空系统去除废气 |
| 挤出成型 | 混炼后的熔体以一定压力通过造粒模板被挤出 |
| 冷却切粒 | 经冷却、切粒输送至料仓 |
三、产品分类与技术对比
双螺杆挤出机可按旋转方向（同向/异向）、螺杆轴线（平行/锥形）、啮合程度（紧密啮合/非啮合）、扭矩等级（普通/高扭矩/超高扭矩）及应用层级（实验室/中试/工业量产/大型工业）等多个维度进行分类。其中，同向旋转双螺杆覆盖了90%以上的塑料共混改性任务，是聚合物共混改性的绝对主力。
| 对比维度 | 同向旋转双螺杆 | 异向旋转双螺杆 |
|---|---|---|
| 旋转方向 | 两根螺杆同向旋转 | 两根螺杆反向旋转 |
| 转速范围 | 300~600r/min（高速） | 约10r/min（低速） |
| 自洁性 | 优异 | 差 |
| 混合特性 | 分散+分布混合兼备 | 以输送为主 |
| 压延效应 | 无 | 明显 |
| 典型应用 | 配混、改性、反应挤出、造粒 | PVC管材/型材挤出 |
四、核心结构组成与工艺设计
4.1 主机结构
聚合物共混改性双螺杆挤出设备由主机部分、辅机部分和控制系统三大部分组成。主机部分包括积木式螺杆（由芯轴和可更换的螺纹元件如螺纹套、啮合块、齿形盘等组成）、机筒（“∞”形截面，有闭合筒体、喂料筒体、排气筒体）、传动系统（电机、高扭矩减速箱、扭矩分配箱）、加热/冷却系统（多区独立电加热+水冷/油冷）、主喂料系统（失重式计量喂料）及侧喂料系统（玻纤、助剂、液体喂料）。
积木式螺杆设计是共混改性双螺杆挤出机的核心优势所在。螺纹元件可换，可根据共混改性工艺需求组合不同形式的螺纹元件；长径比可调，螺杆长径比可根据加工工艺调整（32～68）；同系列机型间元件可互换，实现一机多用；磨损部件可单独更换，无需整体报废，大幅降低维修成本。
| 元件类型 | 功能 | 典型应用 |
|---|---|---|
| 输送螺纹 | 物料输送与建压 | 各段通用 |
| 啮合块（30°/45°/60°/90°） | 剪切与分散混合 | 填料分散、共混 |
| 齿形盘 | 分布混合与分流 | 均匀铺展组分 |
| 反向螺纹 | 增加填充度、延长停留时间 | 反应挤出、排气前 |
| 密封环 | 建立熔体密封 | 排气口前 |
4.2 辅助系统配置
辅机部分包括换网器（快速更换滤网，过滤杂质）、挤出模头（可更换口模，适配不同制品）、冷却系统（不锈钢冷却水槽）、切粒系统（拉条切粒/水下切粒）和干燥系统（吹干机/离心干燥机）。控制系统采用PLC可编程控制，配备人机界面进行整线联锁和智能控制。
五、全系列核心技术参数
双螺杆挤出机的螺杆直径范围从Φ16mm到Φ160mm，覆盖实验室至超大型全系列。以下是聚合物共混改性双螺杆挤出设备的全系列核心技术参数范围：
| 参数项目 | 参数范围 | 说明 |
|---|---|---|
| 螺杆直径 | Φ16 ～ Φ180 mm | 覆盖微型至超大型全系列 |
| 长径比 L/D | 24 ～ 72 | 可根据共混工艺定制 |
| 主电机功率 | 3 ～ 2000 kW | 随规格增大而增加 |
| 螺杆转速 | 300 ～ 1200 rpm | 高扭矩系列可达1000-1200rpm |
| 单轴扭矩 | 120 ～ 28750 N·m | 与螺杆直径和扭矩等级相关 |
| 扭矩等级 | 5.7 ～ 15 Nm/cm³ | 共混改性主流8.7～15 |
| 参考产量 | 0.5 ～ 12000 kg/h | 取决于物料和工艺 |
| 工作温度 | 常温 ～ 450°C | 根据物料需求设定 |
| 温控精度 | ±1°C | 多区独立控制 |
六、主流型号系列与规格
6.1 SHJ系列（国内主流通用型）
SHJ型同向平行双螺杆挤出机采用积木式原理设计制造，可根据加工物料体系与工艺配方要求进行合理优化和配置，是共混改性领域应用最广泛的系列。
| 型号 | 公称直径(mm) | 长径比 L/D | 主电机功率(kW) | 转速(rpm) | 扭矩等级(T/A³) | 参考产量(kg/h) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SHJ-20 | 21.7 | 32-68 | 3 | 400-600 | 5.8 | 0.5-15 |
| SHJ-30 | 30 | 32-68 | 11 | 400-600 | 5.8 | 5-50 |
| SHJ-36 | 35.6 | 32-68 | 15-18.5 | 500-800 | 5.7 | 20-80 |
| SHJ-50 | 50.5 | 32-68 | 37-45-55 | 500-800 | 5.8 | 80-200 |
| SHJ-63 | 62.4 | 32-68 | 55-75-90 | 500-800 | 5.8 | 150-350 |
| SHJ-72 | 71 | 32-68 | 90-110-132-160 | 500-800 | 5.7 | 300-600 |
| SHJ-85 | 82 | 32-68 | 160-200 | 500-600 | 5.7 | 600-1000 |
| SHJ-92 | 91 | 32-68 | 250-315 | 500-600 | 5.8 | 840-1600 |
| SHJ-135 | 133 | 32-68 | 650-750 | 400-500 | 5.8 | 1950-3250 |
6.2 SHJ-D系列（高扭矩型）
针对高填充、高难度共混改性需求的高扭矩系列，扭矩等级达到15 Nm/cm³，可处理高粘度物料和高填充比例配方。
| 型号 | 螺杆直径(mm) | 长径比 L/D | 转速(rpm) | 电机功率(kW) | 扭矩(N·m) | 产量(kg/h) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SHJ-25D | 26 | 32-72 | 300-600 | 7.5-15 | 260 | 5-30 |
| SHJ-35D | 35.6 | 32-72 | 300-600 | 7.5-30 | 277 | 30-70 |
| SHJ-52D | 51.4 | 32-72 | 300-600 | 55-110 | 1090 | 120-330 |
| SHJ-65D | 62.4 | 32-72 | 300-600 | 110-220 | 1545 | 220-630 |
| SHJ-75D | 71 | 32-72 | 300-600 | 160-315 | 3154 | 450-1050 |
| SHJ-95D | 93 | 32-72 | 300-600 | 350-650 | 6054 | 1100-2600 |
6.3 KET系列（高扭矩共混改性专用）
KET系列扭矩等级8.7 Nm/cm³，专为高难度共混改性设计，规格覆盖Φ35.6mm至Φ132mm，产量最高可达6000kg/h。
| 型号 | 螺杆外径(mm) | 长径比 L/D | 转速(rpm) | 电机功率(kW) | 单轴扭矩(N·m) | 扭矩等级 | 参考产量(kg/h) |
|---|
联系人：赵经理
电话：15850630094
地址：江苏省南京市江宁区秣陵街道日新路2号5幢1108-1109室（江宁开发区）
【原创声明】本文由南京科锐挤出机械有限公司原创，数据来源于企业技术资料与行业公开信息，旨在为用户提供数据选型参考。转载请联系授权。
