改变塑料工业的50项技术革新

双螺杆挤出—改变塑料的50项技术革新（5）

双螺杆挤出

双螺杆技术是过去50年来最重要的挤出技术进展。该技术在20世纪50年代才进行了商业化，这一日期比其最初面世缩短了近20年时间。意大利和德国的工程师率先开发成功双螺杆挤出机，包括同向旋转和异向旋转，最初的目的是为了提高PVC管材的生产效率。LMP (Lavorazione Materie Plastiche）公司的奠基人Roberto Colombo首次尝试用双螺杆混合醋酸纤维素，以避免使用溶剂。1938年，他设想采用一台啮合的、同向旋转的双螺杆挤出机进行PVC造粒以用于管材挤出。在此之前，PVC管材的制备一直采用压机设备完成。

从那时起，同向旋转的双螺杆挤出机就支配了PVC-U的挤出。双螺杆在低得剪切速率下就可以得到高的产量，因此降低了价格昂贵的稳定剂的用量。双螺杆挤出机也用于配混和造粒树脂。在进行填料、纤维的配混种发挥重要的作用。也用于反应加工如聚合、接枝、改性等领域。

同向旋转率先推出

LMP（后来被Owens Corning公司1996年收购）公司推出了其第一台同向旋转挤出机，由两根或者三根螺杆组成，直径高达109mm，早在1939年它就取得了一个专利。那一年它的第一个客户是德国的I.G.Farbenindustrie，该公司第一个开发PVC。

二次世界大战后，LMP授权法国的Creosot-Loire（现在的Clextral）公司、英国的

R.H.Windsor和日本的Ikegai Iron制造双螺杆挤出机。东芝机器公司（Toshiba Machine Co.）在1955年率先制造成功全啮合的反向旋转双螺杆。 

安装在同向旋转轴上的带有捏合盘的配混机械也在二次大战中出现在I.G.Farben公司。大战之后，这方面的工作由Bayer公司得以延续，并在1957年授权Werner and Pfleiderer公司制造商业化的同向旋转配混机，冠以ZSK商标。除去捏合盘外，这些双螺杆挤出机的另外一项革新——后来成为了一种标准，是采用一些短的螺杆组件，这些组件可以更换或者相互改变组合，以用于不同的配混过程。

1981年，德国的Berstorff推出了组合式的啮合、同向旋转双螺杆配混机，这种挤出机带有新型的捏合盘和螺纹，可以提高分布混合能力。在W&P在K95上推出高扭矩、高速的同向双螺杆后，Berstorff也推出了高扭矩的机型。

异向旋转紧随其后

1940年，Krupp的Wilhelm Ellermann开发出了据称是当时首台商品化的啮合，向旋转双螺杆挤出机，冠以Knetwolf的称号。Krupp在1941年对其专利保护，并为I.G.Farben提供了设备，螺杆直径高达400mm。

二战之后，Knetwolf被Dusseldorf的Joseph Eck&Sohne Maschinenfabrik公司接管，然而它并未得以延续发展，当20世纪50年代当W&P推出了更为有效的配混设备——同向捏合机之后。

意大利的Carlo Pasqueti，曾经与Colombo合作开发首台同向旋转双螺杆挤出机，转向了开发啮合的异向旋转双螺杆挤出机。异向旋转机器转的更慢，挤出的效果比混合更好。但是，Carlo Pasqueti的机器在欧洲直到1959年左右，在美国直到1969年似乎并未获得太大的商业成功，这在很多程度上是由于Anton和Wilhelm Anger的工作所致。

在1951-1952年，Anger兄弟采用采用Nouvelle Mapre SA制备的平行的异向旋转双螺杆挤出机用于橡胶加工,发现这种设备并不适用于PVC管的制备.1955年,兄弟俩开发成功首台具有三段螺杆、长径比12：1的异向旋转双螺杆挤出机，这是将PVC粉料直接加工为管材的首台挤出机。

到了1959年，Anger已经是世界上最大的PVC管材生产商，拥有30条挤出生产线。他们的公司,Kunststoffwerk Gebruder Anger GmbH，位于慕尼黑，制造商双螺杆机器供自己使用。1961年，Rheinstahl集团购买了Gebruder Anger公司的控制权。Anger兄弟1959年在维也纳开办了他们的另一家设备公司，Anger Plastic Verarbeitungs Maschinenbau（APM）以商业化规模制造平行的双阶双螺杆挤出机。1964年，兄弟俩分道扬镳，Anton在奥地利开办了Anton Anger Algemeine Maschinenbau(AGM)，他宣称已经制备出首台商业化的锥形双螺杆挤出机。直到今天，锥双依然被认为是小到中型PVC生产线的标配。

1966年，首台锥形双螺杆挤出机由Anton Anger的AGM引入美国。1969年，辛辛那提米拉克龙（Cincinnati Milacron）购买了AGM，两年后又购买了维也纳的APM，并将两家公司进行了合并（今天，米拉克龙可以在美国制备锥双和平双）。

可以制备50、80、100mm异向旋转双螺杆挤出机的Pasquetti公司1960年将设计授权给了德国的Schloemann公司。1972年，莱芬豪舍（Reifenhauser）购买了Schloemann的双螺杆技术，并将它应用于PS、PE和泡沫生产。今天，莱芬豪舍（Reifenhauser）提供Bitruder挤出机用于管材、型材和木塑复合材料的生产。

20世纪50年代末，德国的Kestermann开始制备平行异向旋转双螺杆挤出机。1970年，Rheinstahl购买了Kestermann的工厂并将它与GebruderAnger公司进行合并，这就是现在大名鼎鼎的Battenfeld Extrusionstechik。

意大利的鲍山诺（Bausano）公司1946年开始制备用于PVC的异向旋转双螺杆挤出机，1965年首次出口到美国。

      改变塑料工业的50项技术革新列表如下：

                                                                                                                   来源：三亿文库