【微型锥形双螺杆共混挤出仪、微型注塑机】

　　微型加工实验装置创作历程

　　东华大学材料科学与工程学院源于1954年新中国第一个“化学纤维”专业。是全国最早的高分子材料类专业之一。1986年被确认为重点学科。1992年建立了纤维材料改性国家重点实验室。2000年“材料科学与工程”列为一级学科博士点，并建立了博士后流动站。高分子材料的加工成形一直是本学科的特色。近三年来，平均每年在校研究生和博士生700多名，本科生近1000名，科研经费8000多万，科研项♂目近100个。材◥料科学与工程教学实验中心(仪器设备平台)是隶属于学院和国家重点实验室，为教学和科研服务的开放实验室。中心目前拥有实验室面积10000多平方米，仪器设备价值近1亿。每年为本科生开设实验课程11门，实验项目100多个，实验人时数近4万。实验教学中心分别于2002年和2008年获得上海市高等学校实验室先进集体荣誉称号。2012年被教育部评为国家级教╳学实验示范中心。中心有着自主研发仪器设备的优良的传统，从学科创始人到现在的中青年教师，自制了很多学科上有价值的仪器设备，解决了学术或技术难题，同时把这些仪器设备引入本科教学实验。由于科研和教学需要，一直致力于微∩型仪器设备在材料加工领域的研究探索。

　　目前高校在高分子材料加工实验中，双螺杆挤出实验、注塑成型实验、压模成型实验、吹塑吹膜≡实验、纤维纺丝成形实验等，都需要加工设备，而这些设备很多年来都延用着与企业型号类★似的生产设备，这些设备不仅占用空间大，消耗原料多，而且操作复杂，有一定的安全性问题。对科研和学生培养有很多制约和阻碍。

　　随着高分子共混物和←纳米复合材料的迅速发展◣，迫切需要一种针对新材料研究的微型混炼和注塑设备。因为研究最初阶段在实验室里合成的材料产量很低、有些添加剂价格昂贵或有毒性，新型材料的配方研究制备最好以“g”为单位来计量。

　　现有的大多数高校使用小型共混机的相对容量较高(50ml以上);大多数注塑机，每次注塑╲要求的原料都在50g以上，且混炼效果都不甚理想∑，不能形成拉伸流动的结构来产生分散流或形成充分的重新取向。同时这些设备一般采用油泵作为压力装置，维护繁琐，生产工艺要求较高，不利于实验室及科研机构使用。

　　东华大学◇材料学院实验教学中心立足经济、环保、方便、快速、操作简单等△理念，利用本学科成熟的材料加工技术和设备设计技术，设计开发一套自有知识产权、一次投料≦10克的微型锥形双螺杆共混挤出仪及注塑机。

　　微型加工实验装置设计理念与特色

　　微型加工实验装置有以下几个创新特点：

　　1. 微量共混：一次性投料3~10g，附有出料口阀门，可调节共混时间卐，间歇式●出料，可以到达不同型号不同长径比的双螺杆共混效果，密闭的循环腔体设计，可以做混合反应时间研究。该装置体积小，易于维护，能提供详尽的加工工艺参数，能满足＠各种材料的共混研究。

　　2. 锥形螺杆：锥形螺杆设计，与普通平行螺杆相比，能获得较高的剪切力，独特的双线螺纹结构设计，使得其相对面斜度是单线螺纹螺杆的两倍，可以防止聚合物爬杆现象，具有较高塑化、混合、挤出能力，螺纹的深浅和螺距不同，能提供不同的剪切力。难点在于这种螺杆加工难度非常大，对配合ξ　的腔体精度要求高。

　　3. 微型注塑：具有的可卸式进料腔使得原料加入简便，只需3~10g树脂就可以进行各种测试样条注塑;且其在顶杆上还附有定位装置，可以设定每次的注射量;可以配备各种成形模具，在模具槽中附有升温装置，可对模具进行加◥热，便于各种不同树脂的注塑，仪器和模具的匹配精度要求高。

　　该微型共混仪对新材料的开发和研究具有重要意义，可以节约实验成本;料筒内还有充氮保护系统及气▃流冷却系统，便于开展及各类材料加工实验。两台设备可以配合使用，也可↓独立使用。

　　微型加工实验装▓置功能与用途

　　微型加工实验装置主要用于有机-有机，有机-无机功能复合材料的共混成形研究;适用于实验室合成微量新材料的成形研究，也适用于新材料的配方研究，特别是高粘度的高性能材料和低温生物材料的研究。

　　东华大学材料学》院教学实验中心制造了多台微型共混仪及注塑机用于本科教学实验。此类设备还用于本科生课外创新实验和研究生科研实验。这套微型装置，学生可以独立操作，对自己的实验有更好的研究与观察，对学№生的动手能力、实验能力和创新能力有很大促进作用。此项成果已经申报发明☉专利2项(公示)，实用新型1项(已授权)。不仅▅解决了本学科、本学院的科研和教学需求，同时提供给兄弟院校及研究所使用，解决其他单位的教学和科研需求。

　　作品名称：微型锥形双螺杆共混挤出仪、微型注塑机

　　完成单位：东华大学材料学院