半個世紀以來，我國的塑料工業經歷了從無到有，從小到大的發展過程，尤其是改革開發二十年來得到高速發展，已初步形成了部類齊全的工業體系，從產量上己躋身于世界先進行列。據有關資料介紹，我國1999年塑料原料的產量為760萬t，僅次于美、日、德、韓，居世界第五位:而塑料制品的產量己超過1500噸，僅次于美國，躍居世界第二位。塑料機械行業是為塑料工業提供技術裝備的行業，強勁的市場需求促進塑料機械工業的發展。以2000年為例，我國塑料機械工業總產值為85.28億元，進口設備耗費外匯l3－l5億美元，超過國內塑機總產值。其中擠出機組產量7784臺，同向平行雙螺桿擠出機844臺、異向平行及錐形雙螺桿擠出機1255臺，擠出機組進口1817臺，耗資1.16億美元，出口1625臺，創匯0.15億美元，產品的總體技術水平相當于先進國家的八十年代水平。當然也不乏一批具備九十年代乃至當今國際領先水平的產品，但一些專用性強的高新技術產品還需依賴進口。據海關統計，近年來我國擠出機的進口量呈現出逐年遞減之勢，2000年比1999年進口臺數減少了5.3%，外匯支出減少了32.7%，而出口臺數減少了73%，創匯卻增加了12.3%，這說明國產擠出機技術含金量有一定的提高，出口的價格也相對上漲。
在我國塑料加工業中，幾乎1/3－1/2的塑料制品是通過擠出成型來完成。作為塑機的第二大類產品，擠出成型機組的產量和銷售額約占塑料機械的20－25%，其生產廠家分布在機械、輕工、化工、石化、建材、軍工等行業，在地域上多集中在塑料加工業發達地區，如江浙、遼寧、山東、廣東等東南沿海地區。全國124家主要塑機企業工業總產值為38.7億，東南沿海就占了70%以上:全國生產擠出機的廠家超過百家，多數為民營或鄉鎮企業，約占塑機行業廠家的60%，擠出機的品種占塑料機械品種的30%，這個比例還有逐年上升趨勢。全國每年能夠生產300臺（套>以上擠出機機組的廠家僅有3、4家，大部分企業只能生產低檔次的老產品，難以達到經濟規模，尤其在控制水平、效率、精度、可靠性和成套性等方面與發達國家相比差距較大。由于專業水平和產品技術含量低，決定了產品的附加值低，從而使企業的整體效益不高，在國際競爭中處于劣勢。

1． 常規單螺桿擠出機組現狀和技術水平分析

在常規單螺桿擠出機組的性能方面，我國己能生產螺桿直徑為∮12－∮250mm多種規格、門類齊全的擠出機組，長徑比太多在25－30范圍。一些新型的混煉元件如分離型、屏障型、分流型、變流道型以及流束位置變換型等說煉元件得到了較為廣泛的應用:螺桿最高轉速:直徑∮150－∮200的大型擠出機加工烯烴類物料時為50－75r/min，加工PVC等熱敏性物料時為5－42r/min:直徑∮30以下的小型機器加工烯烴類物料時為l60－200r/min，加工PVC等熱敏性物料時為18－l20r/min:北京化工大學研制成功的∮l2mm手提式單螺桿排氣擠出機為1200r/min。而國外單螺桿擠出機螺桿直徑最小∮6mm，最大為∮700mm，最大長徑比達60。日本池貝公司∮30單螺桿擠出機最高螺桿轉速為3000r/min，擠出機300kg/h，遠遠高于我國同規格機器實際產量l4kg/h的水平.

由于常規單螺桿擠出機與其它擠出機相比，具有結構簡單、堅固耐用、維修方便、價格低廉、操作容易等特點.在我國相當長時間內仍有很大市場，因此如何使常規單螺桿擠出機優質、高效、多功能化，仍然是我國塑機研究工作者的艱巨任務。

2.特種擠出機現狀和技術水平分析

在特種擠出機的研究領域，經我國廣大科技工作者努力，在一些主要的機種如排氣擠出機、串聯式磨盤螺桿擠出機、往復式銷釘螺桿擠出機、發泡擠出機、帶熔體齒輪泵的擠出機、串聯式多階擠出機、行星螺桿擠出機等在國內均有廠家生產，具備了獨立研發的能力，并享有自主知識產權，目前己進入系列化開發研制階段。華南理工大學發明并研制成功的塑料電磁動態塑化擠出機以及系列產品，己投入批量生產。北京化工大學最新研制成功的三類特種擠出機∮l2手提式高速排氣擠出機，∮28熔體齒輪泵擠出機和CPJ75/l35串聯式磨盤擠出機。

綜上可以看出，經過十幾年的努力，我國在特種擠出成型技術與裝備的研究水平和開發能力方面與國際先進水平的差距并不是很大，一些新型混煉裝備的主要機種國內基本都能生產，在某些領域還有所突破。但是如何將樣機轉化為定型產品，進而實現系列化生產，尚需一段時間。

2． 異向旋轉雙螺桿擠出成型機的現狀與技術水平分析

3.1異向旋轉平行雙螺桿擠出機

異向旋轉雙螺桿擠出機有許多種類型，可分為平行和錐形兩大類，前者兩根螺桿的軸線互相平行，后者兩根螺桿的軸線相交成一角度。目前流行的平行異向雙螺桿擠出機多為在嚙合區縱橫向都封閉，即共軛型的。錐形雙螺桿擠出機與嚙合型平行異向雙螺桿擠出機的工作機理基本相同。如果將其設計成嚙合區螺槽縱橫向皆封閉的，則其輸送能力和建壓能力都很強，因其加料端兩螺桿軸線間有較大的空間，可以采用大的止推軸承和扭矩分配齒輪，從而能承受高扭矩和高推力負荷，很適合硬聚氯乙烯類制品的擠出成型。鑒此，目前國內PVC制品擠出成型加工中大多采用錐形雙螺軒擠出機。但當螺桿直徑大到一定程度時，錐形雙螺桿擠出機需要大尺寸的止推軸承和扭矩分配齒輪，使得機器結構過于龐火，因此大型設備多采用平行異向雙螺桿擠出機。目前串聯式軸承的設計制造已不成為問題，因而錐形和平行雙螺桿擠出機兩者傳動系統制造難易的差異正在縮小，較突出的問題是錐形雙螺軒機螺桿及機筒的加工制造難度較大，且磨損較大，制造成本比平行機要高，因此目前螺桿直徑在∮55－80mm范圍內的異向雙螺桿擠出機多采用錐形雙螺桿機。而直徑∮80以上者多采用平行異向雙螺桿機，直徑∮30左右的平行異向雙螺桿機，多用于實驗室等場合。異向雙螺軒擠出機與單螺桿擠出機的主要差別有兩點:首先，是它們的輸送機理不同。單螺桿擠出機中的物料傳送是拖曳型流動，國體輸送過程為摩擦拖曳，熔體輸送過科為粘性拖曳，國體物料與金屬表面之間摩擦系數的大小以及熔體物料的粘度在很大程度上決定了單螺桿擠出機輸送能力的強弱:嚙合型異向雙螺桿擠出機中物料的傳送是正位移輸送，隨著螺桿的回轉，物料被相互嚙合的螺紋強制性地向前推進，其正位移輸送的程度取決于一根螺桿的螺棱與另一根螺桿的螺槽的接近程度。用緊密嚙合的異向旋轉雙螺桿擠出機可獲得最大的正位移輸送。
其次，二者的速度場不同。單螺桿擠出機中速度分布相對來說比較明確并且易于描述，雙螺桿擠出機中的情況則相當復雜且描述困難，這主要是由于雙螺桿擠出機中嚙合區的存在造成的。許多研究者通過忽略雙螺桿擠出機中嚙合區的漏流對其流場做了分析，然而發生在嚙合區的漏流與雙螺桿擠出機的混合特性和總體行為有很大關系，因此在不計嚙合區漏流的情況下所做的流場分析雖然具有一定的參考價值，但其實用價值不大。由于發生在嚙合區的復雜流動使得雙螺桿擠出機具有混合充分、熱傳遞均勻、熔融能力強、排氣性能良好等諸多優點，所以仍有許多科研工作者為了更準確地分析嚙合區的流動正在做著不懈的努力。

與單螺桿擠出機相比異向雙螺桿擠出機具有很多優點:①加料容易。由于雙螺桿擠出機是靠正位移原理輸送物料，因此可以加入粘度很高或很低的物料以及帶狀料、糊狀料、粉料等。②物料在雙螺桿擠出機中停留時間短，滯留時間分布窄，因此雙螺桿擠出機適于加工熱敏性物料。③優異的排氣性能。這是嚙合型雙螺軒的自潔功能使得物料在排氣段獲得完全的表面更新所致。④優異的混合、塑化效果。⑤低的比功耗。雙螺桿擠出機的比功耗比單螺桿擠出機低百分之三十左右。這使得雙螺軒擠出機在節能、降耗方面具有明顯的優勢。

雙螺桿擠出機中兩根螺桿的旋轉方向和嚙合程度的不同，導致了同向旋轉雙螺桿擠出機和異向旋轉雙螺擠出機不同的泵送、混合和流動機理，同時也決定了這兩類擠出機不同的用途。在嚙合型同向旋轉雙螺桿擠出機中，物料在螺槽中的流動?quot;∞"字形螺旋流動。并且同向雙螺桿擠出機轉速較高，使得物料所受剪切作用較大。這些特點使得同向雙螺桿擠出機具有優異的分散混合及分布混合能力、較窄的停留時間分布、優良的自清理效果等優點，因而被廣泛應用于聚合物配混（共混、填充、增強）、排氣（脫揮>及反應擠出（聚合物聚合及反應型改性）等領域。但與異向雙螺桿擠出機相比同向雙螺桿擠出機的輸送效率較低，建壓能力比較差，因此一般不能用來直接擠出成型。若想獲得高的擠出壓力，則需在下游接聚合物熔體齒輪泵或接第二階單螺桿擠出機，這會使機器設備成本提高。

在嚙合型平行異向旋轉雙螺桿擠出機中，物料被封閉在繞每根螺桿的C型小室中，作類似于齒輪泵中的正位移輸送。異向雙螺桿擠出機轉速較低，物料剪切發熱量小，因此它對物料的熱穩定性要求不高，可以在物料成剛滿度范圍的下限進行操作，因此物料不容易分解，特別適用于熱敏性物料（PVC）的成塑加工。與同向雙螺軒擠出機相比，異向雙螺桿擠出機輸送效率高、排氣效果及熔融效果好，對物料的分散混合效果較差，但建壓能力強，因而可用來直接擠出制品。另外異向雙螺桿擠出機特別適于加工PVC粉料，可直接加入粉料而省去造粒工序，使制品成本下降百分之二十左右。異向旋轉雙螺軒擠出機主要用于擠出PVC管材，型材，板材和造粒。

近幾年來，異向旋轉雙螺桿擠出機在國內外得到了突飛猛進的發展。現在國外異向雙螺桿擠出機的研究重點為擴大其應用范圍，提高其技術性能指標，提高整個機組的配套性和應用先進的測控系統。

與發達國家相比，我國在雙螺桿擠出機的設計制造及應用方面存在很大的差距。國內觀螺桿擠出機開發及研究工作起步較晚，因此產品檔次較低，系列化程度低，多數產品的技術水平、螺桿、機筒的精度、整機性能和質量與目前發達國家的發展水平有一定差距。目前，我國生產的異向旋轉雙螺軒擠出機多為錐形雙螺桿擠出機，平行異向雙螺桿擠出機很少，并且多為中、小型機，國內所需的大型異向雙螺桿擠出機幾乎全部依賴進口。在雙螺桿擠出機的設計、計算以及制造技術方面仍有不少難點需要克服，這些都制約了我國雙螺桿擠出技術與裝備的發展。

隨著國民經濟的發展，大型塑料管材、型材、板材在石化、建筑、農業、國防等領域的應用日漸廣泛。大型平行異向雙螺桿擠出機的開發研制必將受到越來越多的重視。

3.2異向旋轉錐形雙螺桿擠出機

錐形雙螺桿擠出機自1967年問世以來己經三十多年了，其螺桿基本結構先后經歷了三種形式:普通型、雙錐型、高效雙錐型。

（l）普通型　　

　普通型是錐形雙螺桿的初級結構形式，其特點是:螺桿大端與小端自徑之比小于2，螺槽深度沿全長不變。如奧地利Cincinnati Milacron公司九十年代以前的CM系列螺針。

（2）雙錐刑　　

雙錐型是德國的krauss Maffei公司在普通型結構的基礎上發展起來的，其特點是:螺桿大端與小端直徑比于2，大端螺槽深，小端螺槽淺，螺槽深度沿螺桿全長漸變，直徑與螺槽之比不變，構成了外徑的外錐角和螺槽底徑的內錐角。由于加料段螺槽深度較普通型深，故加料量大:螺桿表面積大，冷料停留時間延長，增加了外加熱向物料的傳熱，有利于物料升溫，如該公司得KMD一KK系列的螺桿。

（3>高效雙錐型　　

　高效雙錐型是Cincinnati Milacron公司八十年代末在雙錐型設計原理的基礎上發展起來的。其特點是:螺桿大端與小端直徑之比大于2，螺槽深度沿螺桿全長漸變，螺桿長度比雙錐型適當加長。這樣使物料在加料段置于外加熱作用下的時間延長，能充分地吸收熱量，加快升溫，促進塑化。加料段螺槽容積和表面積的增加不僅意味著高的擠出產量，而且也意味著高的應用靈活性，如CM公司九十年代推出的CMT系列。高效雙錐型的問世被稱為錐形雙螺桿擠出機發展上引人注目的技術進步，其擠出產量較同規格普通型高出一倍或一倍以上。

無論是哪一種形式的螺桿，在國內外螺桿設計皆處于經驗設計階段。由于錐形雙螺桿的錐度很小，在很短的螺桿長度上可以近似地認為異向平行雙螺桿，故可利用平行雙螺桿擠出機的計算公式近似計算。對于螺軒各段參數設計，也僅給出經驗設計取值范圍:對于防止螺桿咬合，也只給出了定性的方案：增大兩螺桿間的側隙。縱觀國內生產錐形雙螺桿擠出機不難發現這樣一個事實，絕大多數制造廠家的產品主要靠測繪國外樣機。

就國內錐形雙螺桿擠出機整體水平而言，技術水平仍然比較低，擠出量低，塑化不充分、能耗大、故障率較高。一些企業已經開始對原有相對較為落后的機型進行技術改造，將普通型錐形式雙螺桿更新為高效雙錐型。在錐形雙螺桿擠出機的應用領域研究方面也有所突破，北京化工大學己成功地將它用于炸藥、電炭、電極材料的擠出成型。

4．管材成型設備的現狀與技術水平分析

塑料管材與金屬、水泥等傳統材料相比，具有重量輕、耐腐蝕、導熱系數低、絕緣性能好、內壁不結垢、流動阻力小、不生銹、易著色、易加工、不需涂裝、施工安裝維修方便等優點。因此在建筑、農業、化工、市政、醫療衛生等到國民經濟各個領域得到廣泛應用，需求量逐年增大。在各類管材中，以硬聚氯乙烯（UPVC）管材所占比例最大。UPVC管最大應用領域是建筑業。在國外，最大管徑可達l000mm，在供水工程中較多采用。∮200－∮630mm的大型管材。在歐美、日本約占70－80%以上。各國UPVC管的應用領域不盡相同，在美國，一半以上的UPVC管用于非壓力管網，在日本，UPVC管最大應用領域是設備排水以及上下水管等。在我國，UPVC管材已在沈陽、天津、上海、福建、濟南和哈爾濱等城市應用，主要用于排水管、雨水管和穿線管，但所占份額較小。PE管則主要用于工業污水管、燃氣管。在我國建筑物電線穿線護管90%采用了塑料管道，外墻雨水管50%采用塑料管道，城市供水管中塑料管的使用率達到50%，到2010年我國新建住宅室內排水管道80%采用塑料管，塑料管材在全國管材市場的占有率將達到50%。

我國和歐洲塑料管不同應用領域的產量所占的比例參見表2.由表中對比可見，我國在建筑排水管、電工套管方面，塑料管材應用較好，在埋地排水管方面應用較差。隨著我國城市建設的發展，生活排水、工業排水及雨水排放和輸送用的大口徑塑料排水管需求量日益增加。據專家預測?quot;十五"期間，我國用于城市排水的投資約為l200億元，污水處理能力到2005年為40%，按國家化學建材"十五"計劃和"2010年發展規劃綱要"要求，"城市排水管的20%采用塑料管"，需要塑料管材用量約為l l萬t，由于城市排水管要求埋在地下，主要承受外壓作用，故必須有較高的環剛度。而由PE和PVC 做成的雙壁波紋管比實壁管節約材料50－70%，且具有較大的環剛度和慣性矩，因而被較多采用。

制造雙壁波紋管的方法有直接擠出法和纏繞成型法兩種。前者的生產線是由一臺或兩臺擠出機通過雙壁成型機頭擠出內外層管坯，在履帶式波紋管成型機上，管坯在一定氣壓或真空吸附作用下，被40－70對哈夫模塊連續牽引、冷卻、定型成為波紋管。近年來在國外己開始不將哈夫模固定在履帶上，而是通過"棱式設計"將它國定在操作平臺上，哈夫波紋模沿矩形軌跡循環運動，在成型區，模塊沿內側軌道作慢速移動，離開成型工作區，模塊沿外側軌道作快速返回。棱式的優點是所需模塊數量少，可以節省投資和能耗，尤其適合生產大直徑雙壁波紋管。

纏繞成型法的原理是:通過擠出機機頭擠出不同截面形狀的中空帶狀型坯并將其纏繞在光壁塑料管上或以互相搭接方式纏繞在直徑可任意調節的旋轉柱形胎具上，然后經滾柱壓實，熔接復合，最后冷卻定型成雙壁波紋管。此法的優點是生產中變換波紋管的直徑比較容易，投資成本低，缺點是搭接處的熔接縫焊接性能差且難以檢測，生產效率低，只能用于對雙壁波紋管密封性能要求不高的場合。目前，我國對這兩種雙壁波紋管的生產工藝和制造技術均已掌握，并有定型產品生產，生產廠家有數十家，產量較大的產品規格為∮51－∮102mm，個別廠家也能生產∮300－∮600，主要用于建筑排氣管、農用排水管以及通訊電纜護套。500mm以上雙壁波紋管很少有廠家能夠供貨，但∮1000mm以上的大直徑雙壁波紋管還不能生產。在埋地管的鋪設工藝和安裝、連接技術上尚處于試驗摸索階段，迄今還未制定出國家級施工和驗收標準，影響了推廣應用的速度。在國外，例如加拿大Coma公司己能生產管徑為3　m的三層復合的雙壁波紋管。塑料管材總用量的56.2%用于城市的排水排污。因此，加強埋地排水管應用和試驗研究、制造技術與設備的研究、盡快制定適合我國國情的埋地排水管的鋪設工藝規范與標準，己提上議事日程，這項工作己得到有關部門專家和領導的高度重視。我們可以期望在該領域的研究中，國家將會有更人的投入。

在新型塑料管材成型設備中，比較有市場前景和發展前途的除了雙壁波紋管生產線外，筆者認為還有硅芯管、PVC芯層發泡管和農用噴灌管及微灌管三類。

硅芯管是用共擠出的方法擠出的雙壁管，外壁以HDPE為主要原料，內壁是厚度為0.5－2mm含硅塑料的薄芯層，主要用作光纜護套。由于該芯層內壁具有永久的預潤滑性能，當用氣吹法穿光纜時，起到潤滑防粘作用，一次穿入光纜的長度可達數千米，在現場施工中可以做到使光纜與套管上千米無接頭。因此鋪設效率高、成本低、通訊質量能得到保證。如今硅芯管己成為全球光纜護套的主體，自1996年起引入我國，目前已有十余家企業生產，到2000年生產能力已達3萬t，國產硅芯管的擠出設備也已問世，預計到2005年硅芯管的市場約為6－8萬t。隨著我國鐵路、高速公路以及光纖通訊網絡的高速發展，硅芯管生盧設備的市場是十分誘人的。

PVC芯層發泡管也是用共擠出方法擠出的PVC三層管，其突出特點是質輕。它的中間層是芯層發泡層，密度僅為0.7－0.98/cm3，內外兩層不發泡，管材的密度為0.9－1.18/cm3，比PVC實壁管重量約輕20－30%。除質輕外，它也比實壁管耐沖擊，其環向剛性為后者的八倍，彎曲狀態下使用壽命比后者要長十年以上，使用程度和范圍廣、尺寸穩定性好，可在零下30－l00℃下使用，而實壁管只能在零下15－60℃下使用。PVC芯層發泡管還是具有較好的隔熱效果，比不發泡的實壁管傳熱效率低35%，因而可顯著降低流水噪音，特別適合于高層建筑排水。由于質輕，且芯層可加入大量回收料仍能保持漂亮的外觀，因此PVC層芯發泡管生產成本低且運輸方便，己越來越受到建筑市場的歡迎，并廣泛應用于建筑排水工程、工業防腐、液體運輸及農業排灌等領域。

PVC 芯層發泡管拼出生產線通常包括一臺擠出發泡芯層的主擠出機及一臺或兩臺擠出內外層的共擠出機，它們帶有各自的封閉冷卻系統和定量喂料裝置，由電腦獨立（或集中）控制共擠出的整個生產過程。由于芯層用料量約占總量的70%，要求主擠出機比其擠出機螺桿直徑太.PVC芯層管的核心技術之一是共擠復合機頭的合理設計，它由一個喂料塊和復合管模共同組成，結構復雜。喂料塊分別與主擠出機和共擠出機用哈夫模塊連接，復合管模完成三層料的熔融復合。

在輕質管材的生產中，PVC芯層發泡管的增長率最快，主要原因是簡單、經濟的生產工藝及優異的使用性能。PVC排水管的發展經歷了實壁波紋管和雙壁波紋管以及芯層發泡管三個階段。上世紀八十年代初，法國阿托公司就開發出塑料芯層發泡管，九十年代韓國引進了這項技術，1995年進入中國市場。世界上僅有法國、韓國、德國、美國、奧地利等國具有輸出整套技術的能力。在歐洲，1997年大約生產了85萬t　PVC家用及工業用排水管和下水管等，其中大約25%（21.4　萬>為芯層發泡管。在我國，目前深圳、佛山、吳江、龍口等地都有進口設備在生產，巨大的市場前景必然會促使國內PVC芯層發泡管生產設備的研究和迅速發展。

農用噴灌管及微灌管是節水灌溉器材的重要組成部分。眾所周知，我國是世界上12個貧水國之一，人均水資源占有量為2300立方米，僅為世界人均水平的四分之一，而農業灌溉用水又占我國總用水量的70.80%，全國灌區農業用水利用率只有30.40%<發達國家達70.80%）。因此，如何"開源""節流"，解決我國水危機，已成為舉國上下共同關注的問題。黨的十五屆五中全會指出"水資源可持續利用是我國經濟和社會發展的戰略問題，核心是提高用水效率，把節水放在突出地位"。在農用灌溉節水措施中，采用噴灌面積己占世界44%，微灌面積占世界27%，噴微灌設備的制造量歐、美兩洲占世界70.80%，以色列采用微灌溉的面積已占全國總灌溉面積的69.7%，而我國僅占0.5%，因此噴灌管、微灌管材的生產技術與裝備開發研究應該引起我國塑機行業同仁足夠的重視。

我國微灌技術的發展經歷了引進滴灌設備，消化吸收、試點應用、設備研制、產品改進、擴大試點以及直接引進國外先進工藝技術、高起點開發研制微灌設備產品等階段。微灌生產企業已達數十家，如北京綠源塑料聯合公司、河北龍達灌溉設備有限公司、山東萊蕪塑料制品股份有限公司、新疆夭業股份有限公司、甘肅輕工機械廠等，主要產品有管上式壓力補償滴灌管、內鑲式扁滴頭滴灌帶、內鑲式性狀滴頭滴耀管、單邊壓合式滴頭滴灌帶等。多數企業依靠引進設備和技術進行生產。有些廣家走測繪仿制的道路，技術水平較低，產品品種單一、適用范圍較窄。以內鑲式柱狀滴頭滴灌生產線為例，國產設備價格為進口設備價格的1/10－1/8，但擠出速度僅為8－10　m/min，個別可達30m/min，而進口設備則可達100　m/min。在滴灌管的生產中應解決兩個核心技術問題，即如何保證系統中滴水器出水量均勻性和采取何種措施使滴水器在長期使用中不產生堵塞。通常滴灌管內按一定間距裝有滴水器，每個滴水器出水量約為2.4 l/h，在灌溉時，各個滴水器出水量的誤差不能超過20%，而在滴灌管生產時又要以l00 m/min的擠出速度把滴水器鑲裝到套管壁內，這就要求滴灌管生產裝備非常精密。生產裝備集高分子材料、光、機、電、自控等現代技術為一體，它的研制需要多種學科專業知識相結合，如機械、水利、材料、電子、農學等。為了更好地滿足國內用戶對噴灌管和微灌管生產設備的巨大需求，企業應與大學、科研院相結合，發揮產學研優勢，開發出更高技術水平，更好技術性能，具有更多功能、價廉物美的噴灌管和微灌管生產機械。

5.板材成型設備的現狀與技術水平分析

在板材成型設備中，以硬質PVC微發泡裝飾板加工設備發展最迅速，技術也最為復雜，在此僅以此為典型進行剖析。

硬質PVC微發泡裝飾板由于其密度小，內部有細微泡孔結構，表面類似于天然木材，因而又稱"合成木材"。是一種新型化學建材。通過配方、工藝和模具的特殊處理，可生產多花色、多功能、多品種的產品。它仿木逼真，可像木材一樣鋸、釘、刨、膠粘，但在防水、防濕、防火、防蟲、隔音性能等方面又優于木材，是一種十分理想的建筑裝飾材料，可廣泛用于天花板隔板、壁柜、商店店面、商品陳列布置材料:輪船、火車、飛機、汽車的內裝飾材料:賓館、辦公室、住宅的室內墻面:廣告業中用來制作各種層板、展臺、標牌、公共標志物:家具業中用它制作家具、電腦桌、快餐桌:環保領域中用來制作化學防腐槽、通風管道等。據有關資料介紹，西方發達國家如意大利、奧地利，上述發泡板材產量占塑料制品的15%以上:2000年歐洲PVC微發泡制品的用量為16.8萬t，美國為7.5萬t，其每年用量還分別以7%和17%的速度遞增。硬質PVC低發泡技術的研究在國外始于上世紀七十年代，八十年代實現工業化生產。法國Vigine Kuhlman公司開發的Caluka法（又稱結皮發泡法）是低發泡技術的重大突破:九十年代推出共擠芯層發泡法，由于其加工設備稍加配置不僅可以生產自由發泡板材和內向發泡板材，而且還可擴展成其它芯層填充回收料和多層共擠出板材的加工設備，因此在近幾年發展迅速，被認為是最有發展前景的成用技術。

在硬質PVC微發泡板材成型裝備方面，歐洲主要以異向旋轉平行和錐形雙螺針擠出生產線為主，主要廠家有德國的巴登費爾德（Battenfeld）和克勞斯瑪菲（Kmuss Maffia）公司、意大利的保山諾（Bausano）和阿姆特（Amut>公司。二十世紀九十年代初，我國雞西、深圳、佛山、蘇州、廣州、杭州、上海、順德、武漢等地分別引進硬質PVC低發泡板材生產線，具有30余條，形成4.5萬t生產能力，其中一半左右是臺灣制造，大部分采用自由發泡和Caluka法成型。國內一些大學和廠家也曾對硬質PVC微發泡機理、工藝配方以及成型裝備進行了大量的研究，積累了不少經驗。其核心技術是原材料的配方，發泡工藝的控制，流道的流動模擬和優化計算，冷卻定型部件的研制以及生產線全線調控（包括各項工藝參數的采集、顯示、儲存以及反饋控制）。

6.擠出成型裝備發展趨勢與對策

擠出成型裝備發展趨勢本人所見有以下幾點:

6.1高速、高產化

長期以來，作為擠出成型裝備主要性能指標的"高速、高產'，一直是擠出成型機發展的主要方向，高的產出與價格比不僅是企業家最為關心的，也是科技工作者夢寐以求的目標。以90單螺軒擠出機為例，從1961年它的的產量為90kg/h，到1995年提高到600kg/h，34年間產量整整翻了6.7倍:WP公司生產的ZSK MC型同向平行雙螺桿擠出機從1995年到2001年的ZSK MV型，六年間螺桿轉速從600r/min提高到l800r/min.產量相應提高了2.5倍。

擠出機高速、高產故然可使投資者以較低的投入獲得較大的產出和高額的問報，但從技術角度看，隨著擠出機螺軒轉速高速化也帶來了一系列需要克服的難點:如物料在螺桿內停留時間的減少導致物料混煉塑化不均，物料經受過度剪切造成物料急驟升溫和熱分解，擠出穩定性控制困難造成擠出物幾何尺寸波動，相關的輔助裝置和控制系統的精度必須提高，螺桿與機筒的磨損加劇，需要采用高耐磨及超高耐磨材質，減速器與軸承在高速運轉的情況下如何提高其壽命等一系列問題......

6.2高效、多功能化

擠出機的高效性能主要體現在高產出、低能耗、低制造成本方面。去年10月在德國舉辦的"l5　International Trade Fair Platics　Rubber'，上展出的ZSK系列同向平行雙螺桿擠出機單耗（即名義比功率）均小于0.1KWh/kg，而國內為0.15－0.l6KWh/kg:在功能方面，螺桿擠出機已不僅僅用于高分子材料的擠出成型和混煉加工，它的用途己拓寬到食品、飼料、電碳、電極、火炸藥、建材、包裝、紙漿、陶瓷等領域。此外，將混煉造粒與擠出成型工序合二為一的"一步法擠出工藝'，也值得引起重視。"一步法擠出成型工藝在縮短工藝流程，節省能耗，減少設備投資和占地面積，減少操作人員等方面比傳統的兩步法工藝具有明顯地優勢。

6.3大型化和精密化

在擠出成型裝備中，一般中、小型地通用機器我國均能生產。2000年我國擠出機的地產量已達7784臺，其中同向平雙844臺，異向平雙及錐雙1255臺，在進口1817臺擠出成型機中絕大部分是大型的、精密的機器。因為實現擠出成型設備的大型化可以降低生產成本，這在大型雙螺桿造粒機組、吹膜機組、管材擠出機組等方面優勢更為明顯。重點發展為國家重點建設服務的重大技術裝備，大型乙烯工程配套的三大關鍵設備之一，大型擠壓造粒機組長期一直依靠進口，因此必須加快國產化進程，滿足石化工業發展需要。而精密化可以提高產品的含金量，如多層共擠復合薄膜等均需要精密擠出，而作為實現精密擠出的重要手段一一熔體齒輪泵必須加大力度進行開發研究。

6.4模塊化和專業化

實行擠山成型裝備生產的"模塊?quot;、"專業化"己是大勢所趨。"模塊化"生產可以適應不同用戶的特殊要求，縮短新產品的研發周期，爭取更大的市場份額;而"專業化""生產可以將擠出成型裝備的各個系統模塊部件安排定點生產甚至進行全球采購，這對保證整機質量、降低成本、加速資金周轉是有利的。在我國，擠出機的螺桿、機筒、減速器、加熱冷卻系統、潤滑系統、上加料系統、控制系統均有定點工廠專業生產，這無疑是正確的。

6.5智能化和網絡化

發達國家的擠出機己普遍采用現代電子和計算機控制技術，操作臺設有熒光屏監測，對整個擠出過程的工藝參數如熔體壓力及溫度，各段機身溫度，主螺桿和喂料螺桿轉速、喂料量，各種原料的配比，電機的電流電壓等參數進行在線檢測，并采用微機閉環控制。有的公司己采用網上遠程演播、監測、診斷和控制，對擠出成型生產線進行網絡控制。這對保證工藝條件的穩定，提高產品的精度是極為有利的。

7．對我國塑料擠出成型裝備開發研究的幾點建議

（1） 新型擠出混煉技術與裝備的開發

目前國際上用于高分子材料共混改性的新型混煉裝備機種主要有三大類，即同向平行雙螺軒擠出機、往復移動式螺桿混煉機和串聯式磨盤擠出機。其中中小型同向平行雙螺軒擠出機國內己能生產，但萬t級大型混煉擠壓造粒機組全部依靠進口，2010年前我國用于該機種的引進外匯預計約需4.5億美元。往復移動式螺桿、混煉機和串聯式磨盤擠出機是制取高填充、高附加值高聚物合金的必要裝置，在國內，它們的研制剛剛處于樣機階段，規格不多，品種不全，市場幾乎全部為國外廠家壟斷。

（2） 大口徑管材擠出的異向平行雙螺桿擠出機組、鋼塑復合管材擠出機組和500mm以上大型雙壁波紋管擠出成型機組以及特種塑料管材專用擠出機組的開發研究

（3） 復合擠出成型技術和裝備的開發研究

最近，多層共擠的超寬土工膜、包裝用拉伸拉幅平膜、建筑用復合瓦楞板、芯層發泡板材和管材的市場需求量很大，與此相關的成型技術和裝備的開發研究必須引起足夠的重視。

（4） 廢棄塑料的回收和再生利用技術裝備開發研究

塑料產品對自然環境造成的"白色污染"，己影響我國國民經濟的可持續發展，因此必須加強廢棄塑料的回收和再生利用的研究工作，對那些回收困難或再生利用耗費過大的塑料產品應制成具有降解功能。

（5）對常規塑料加工設備進行更新換代、提高產量、效率和自控水平的研究

目前國外塑料異型材的擠出速度為4－8m/min、雙向拉伸膜牽引速度為450m/min，而國內相應的速度則僅為1.5－2.5m/min和l20m/min.對現有設備進行更新換代的改造，投資少，可以起到四兩撥千斤的作用。

（6） 加強CAD/CAE/CAM技術在塑料工業中的應用研究

該研究可使橡塑機械的設計從費時、費錢的經驗設計，試車修改的模式提高到準確、快速、高精度的現代化水平，從而使我國的擠出成型裝備制造業在激烈的國際競爭中取勝。

（7）在線檢測及自動控制技術的研究

發達國家的數字、智能控制和激光測試及伺服系統技術已成熟，擠出機組可以實現全線聯機控制，并與在線檢測裝置相連，根據采集和儲存的信號實現反饋控制，保證了工藝條件的穩定，提高了產品的精度。此外電器元件的可靠性研究也不容忽視，國產設備故障率高的一個重要原因就是電控系統的可靠性太差。

（8）積極發展高效、節能、環保型擠出成型裝置，限制發展生產能力過剩的長線產品，淘汰耗能、耗材高和污染環境嚴重的產品。以天然植物纖維和廢棄塑料為主要原料的木塑復合制品擠出技術與裝備的研究應予以足夠重視，在PS、PE擠出發泡生產中限制使用氟利昂的設備，淘汰超薄型（小于0.015mm）塑料袋生產設備，鼓勵發展廢棄塑料回收處理和再利用以及降解塑料加工擠出裝備的開發研究。