在高校高分子实验室、新材料研究院、企业研发中心配方开发场景,传统大中型双螺杆挤出机投料量大、原料损耗高、占地空间大,新材料配方筛选、助剂配比试验、新材料小试阶段样品制备成本高,无法满足少量原料快速试料、多批次配方迭代研发需求。依据《推动工业领域设备更新实施方案》(工信部联规〔2024〕53 号)、《“十五五” 期间支持科技创新进口税收优惠政策的通知》(财关税〔2026〕7 号)政策导向,国产科研高分子实验装备加速替代进口设备,微型实验双螺杆挤出机凭借投料量小、响应快、积木式螺杆、温控精度高的特点,成为高分子改性、复合材料、生物降解材料、高分子新材料研发的核心小试设备。南京科锐挤出机械有限公司专注科研挤出装备研发,自研 CHT 微型实验双螺杆挤出机系列,整机设计、制造、出厂检验执行 JB/T 5420‑2014《同向双螺杆塑料挤出机》行业标准,设备安全执行 GB/T 25431.1‑2025《橡胶塑料挤出机和挤出生产线 第 1 部分:挤出机的安全要求》,电气系统满足 GB 5226.1 机械电气安全规范,覆盖高校教学实验、企业新材料配方小试、研究院新材料工艺验证场景。

微型实验双螺杆挤出机

一、微型实验双螺杆挤出机概述、工作原理与核心应用领域

 

微型实验双螺杆挤出机属于小型啮合同向双螺杆设备,螺杆直径小,采用积木式螺杆组合,机筒分段模块化设计。区别于工业化量产大机型追求高产能,微型实验机型以小投料量、高混炼均匀度、高精度温度控制为核心,用于少量原料的共混改性、填充、增韧、脱挥,完成试样制备、配方筛选与工艺参数探索。

1.1 工作原理

 

伺服电机驱动减速系统带动两根平行同向啮合微型螺杆同步旋转;微量物料从小型失重喂料机送入机筒,依靠螺杆元件输送、剪切、混炼,在分段温控机筒内完成熔融、共混、脱挥,经模头挤出,可搭配拉条造粒、压片、薄膜辅机。积木式螺杆元件可自由拆装重组,根据不同材料配方调整剪切强弱;整机原料消耗量低,单次实验仅几十克到数百克物料,大幅降低新材料研发原料成本。

1.2 主流应用场景

 

・高校材料学院高分子材料教学实验、毕业设计、科研课题试样制备; ・可降解塑料、生物基材料、改性塑料、玻纤增强复合材料配方研发; ・色母粒、功能母料、高填充粉体材料小试配方筛选; ・高分子流变、挤出工艺研究,新材料工艺参数探索; ・企业研发中心新品预研、进口替代材料性能验证。

1.3 核心技术优势

 

・微量投料,单次实验用料少,节约昂贵高分子原料、特种助剂; ・积木式模块化螺杆,可快速调整输送、剪切、捏合元件组合,适配不同材料; ・多段独立精准温控,控温精度 ±1℃,适配 PLA、PBAT、PPS、PEEK 等多种热敏、工程高分子; ・伺服驱动,转速调节范围宽,扭矩稳定,可采集扭矩、熔体压力、温度实时数据; ・机身紧凑台式结构,占地小,拆装、清理方便,更换配方快速清机; ・整机按照 JB/T 5420‑2014 标准生产,配套智能数据采集系统,实验数据自动存储导出,满足科研论文、项目结题数据溯源要求。

二、设备主体结构组成

 

CHT 微型实验双螺杆挤出机由伺服驱动单元、微量失重喂料系统、积木式同向啮合微型螺杆总成、分段模块化机筒、多区精密温控系统、排气脱挥接口、小型挤出模头、传感检测模块、PLC 触摸屏电控系统九大模块组成。 ・伺服驱动单元:高精度伺服电机 + 精密减速箱,低噪音、宽转速调节,实时扭矩监测; ・微量喂料单元:小型失重式喂料,适合粉体、颗粒微量连续进料,进料精度高; ・积木式螺杆总成:同向啮合微型螺杆,输送、捏合、剪切元件可自由重组,氮化或者双金属耐磨处理; ・分段机筒总成:模块化组合机筒,独立加热、冷却通道,预留真空排气口,便于拆卸清理; ・多区精密温控系统:电加热 + 循环水冷分区控制,控温精度 ±1℃; ・排气脱挥接口:可外接真空机组,脱除原料水分、小分子挥发物; ・模头组件:可选拉条造粒模头、窄缝片材模头、薄膜模头,适配不同试样制备; ・传感检测模块:熔体压力、温度传感器,实时在线监测挤出熔体状态; ・电控系统:触摸屏 PLC,存储实验工艺参数,过载、超温、超压连锁保护,数据导出。

三、南京科锐 CHT 微型实验双螺杆挤出机全系列型号完整参数

 

备注:下表产能 / 投料量为参考工况条件下指标;实际指标受物料配方、填料比例、长径比配置、螺杆转速影响会发生浮动,选型阶段需要结合实际物料进行工艺评估。

3.1 CHT 桌面超微型系列(微量配方筛选,几十克级别)

 

表格

型号 螺杆直径 (mm) 长径比 L/D 最高转速 (rpm) 主机功率 (kW) 参考投料 / 产能 典型应用场景
CHT12/40 12 40 600 1.5 单次实验投料 20~100g 新材料快速配方筛选
CHT16/40 16 40 600 2.2 0.2~2kg/h 高校教学、降解材料小试

3.2 CHT 标准实验室微型系列(主流科研机型,研究院、企业研发中心首选)

 

表格

型号 螺杆直径 (mm) 长径比 L/D 最高转速 (rpm) 主机功率 (kW) 参考产能 典型应用场景
CHT20/40 20 40 500 4 1~5kg/h 改性塑料、玻纤增强材料配方研发
CHT24/40 24 40 500 7.5 2~8kg/h 色母粒、高填充复合材料小试

3.3 CHT 小型中试系列(小批量试样放大,衔接实验室与工业化产线)

 

表格

型号 螺杆直径 (mm) 长径比 L/D 最高转速 (rpm) 主机功率 (kW) 参考产能 典型应用场景
CHT30/40 30 40 400 11 5~15kg/h 配方放大试验,中试预研

四、选型准则与选型要点

 

表格

设备系列 适用场景 采购定位
CHT 桌面超微型系列 几十克级微量配方、高校教学实验 微量快速筛选试样,台式实验室机型
CHT 标准实验室微型系列 常态化新材料研发、多类型配方开发 研究院、企业研发中心主力科研机型
CHT 小型中试系列 配方工艺放大,衔接实验室到工业化产线 小批量预研、中试验证

1、高校教学、少量配方快速筛选:优先 CHT12/40、CHT16/40,用料极少,台式摆放,操作简单,适合学生实验。

2、研究院、企业研发中心常态化新材料开发:选用 CHT20/40、CHT24/40,兼顾混炼效果与产能,为该系列主力机型。

3、配方放大、衔接工业化生产中试:选用 CHT30/40 小型中试机型。

4、玻纤、高矿物填充工况,螺杆与机筒选用双金属耐磨处理;热敏降解材料必须选配真空排气系统。

5、长径比选型:常规材料改性选用 L/D=40,高脱挥需求可定制加长机筒。

选型合规提示:设备出厂验收、项目验收执行 JB/T 5420‑2014;高校、科研院所采购科研实验装备,可契合《推动工业领域设备更新实施方案》(工信部联规〔2024〕53 号)、《“十五五” 期间支持科技创新进口税收优惠政策的通知》(财关税〔2026〕7 号),助力国产科研仪器替代进口。

五、安装、空载调试、负载试料与项目验收流程

 

1、前期勘测准备:确认实验室台面承重、供电、冷却水、真空管路布局;实验室预留通风,及时排出加工产生的少量挥发性气体。

2、主机就位安装:台式设备调平固定;依次安装微量喂料机、真空管路、模头组件,完成线路接线、整机接地保护。

3、单机空载调试:空载连续试运行 30min,检查伺服系统振动、噪音;校验温控、压力传感器,确认超温、过载、超压安全连锁保护有效。

4、负载带料试料:机筒分段升温至工艺设定温度,恒温保温;缓慢投入少量原料,调整喂料速率、螺杆转速,采集扭矩、熔体压力、温度数据;挤出取样,检测试样,固化实验工艺。

5、项目验收交付:依据 JB/T 5420‑2014 行业标准,完成设备精度、温控稳定性、安全防护指标验收;交付设备图纸、出厂检验报告、实验操作手册,对科研人员开展设备操作、配方试料、设备清机维护专项培训。

六、常见故障排查、安全操作规范与周期性运维方案

6.1 高频故障原因与处置方案

 

主机扭矩偏高、过载报警:喂料速度过快、机筒温度偏低、物料粘度大;处置:降低喂料速率,提升塑化段温度,检查螺杆是否积料卡滞。

挤出条气泡、试样内部孔洞:原料含水率高、真空排气不足;处置:原料提前烘干,检修真空管路密封性,清理排气口积料。

挤出不稳定,出料忽快忽慢:微量喂料计量波动、机筒温度波动;处置:校准失重喂料系统,检查温控模块,清理喂料架结块物料。

物料碳化黑点:加工温度过高,物料滞留机筒死角;处置:降低加工温度,停机拆解螺杆、机筒彻底清机。

6.2 实验室安全操作规范

 

高温机筒、模头禁止直接触碰;设备检修必须断电挂牌上锁,释放机筒内部熔体压力;实验室内保持通风;整机电气安全遵循 GB 5226.1 规范。

6.3 分级周期性维保

 

每次实验后:清理螺杆、机筒、模头残留物料,防止材料碳化堆积;清理喂料斗,检查传感器状态。

每周维护:检查真空管路密封性,查看伺服减速箱油位,紧固连接螺栓。

每月维保:减速箱润滑油检查,校准温度、压力传感器,备份常用实验工艺参数。

年度大修:拆机全面检测螺杆、机筒磨损,磨损件修复更换;检修伺服驱动、传感器、电气线路。

七、权威可查询中标案例

 

项目名称:江苏科技大学高分子新材料实验室科研设备采购项目

官方项目编号:JSZC‑321100‑ZJDC‑G2025‑0038

采购单位:江苏科技大学

中标供应商:南京科锐挤出机械有限公司

公示发布时间:2025‑10‑14

查询渠道:江苏省政府采购网,输入项目编号 JSZC‑321100‑ZJDC‑G2025‑0038 检索核验中标公告

7.1 项目背景

 

本项目为高校新材料学科实验室建设采购项目,搭建高分子材料改性、生物降解塑料、复合材料科研小试平台,用于本科生实验教学、研究生课题研究、高分子新材料科研项目试样制备。项目建设契合《推动工业领域设备更新实施方案》(工信部联规〔2024〕53 号)、《“十五五” 期间支持科技创新进口税收优惠政策的通知》(财关税〔2026〕7 号),推动国产科研高分子装备落地高校实验室,降低新材料研发门槛。项目要求设备微量投料、温控精准、模块化螺杆,配套实验数据采集功能,设备制造验收符合 JB/T 5420‑2014《同向双螺杆塑料挤出机》,安全指标满足 GB/T 25431.1‑2025 标准。

7.2 科锐配套方案

 

南京科锐为本项目提供 CHT16/40 微型实验双螺杆挤出机整套台式设备,配套微量失重喂料系统、真空脱挥单元、拉条模头、冷却水槽、小型切粒辅机、实验数据采集系统。积木式螺杆结构,可快速重组元件适配降解塑料、玻纤填充材料;微量投料设计,单次实验用料少,适配高校课题小批量试样制备;全流程工艺参数记录存储,满足科研数据归档、论文实验溯源需求。设备出厂完成负载性能检测,现场完成安装、空载调试、多组高分子材料带料试料,面向师生开展设备操作、配方试料、拆机清机、安全运维专项培训,交付全套设备图纸、JB/T 5420‑2014 出厂检测报告、实验运维手册,长期提供高分子配方工艺技术支持与原厂备件服务。

7.3 项目落地成效

 

CHT16/40 微型实验双螺杆挤出机投用后,运行稳定,温控精准,混炼均匀,可完成生物降解材料、改性高分子、复合材料试样挤出制备,支撑课程实验、研究生课题与横向新材料研发项目。整机全部指标按照 JB/T 5420‑2014 验收合格,满足实验室频繁更换配方、快速清机、实验数据留存追溯的科研场景需求,建成江苏科技大学高分子新材料小试核心实验平台。本项目属于江苏省政府采购公开中标项目,项目编号 JSZC‑321100‑ZJDC‑G2025‑0038 可在江苏省政府采购网检索核验中标公示。

八、南京科锐企业实力与全周期配套服务

 

南京科锐挤出机械有限公司为高新技术企业,专注 CHT 微型实验双螺杆、SJP 平行异向、CHT 平行同向系列双螺杆挤出主机及配套辅机研发制造,拥有多项螺杆结构、精密微量喂料、模块化机筒相关ZL,可为高校、科研院所、新材料企业提供微型实验挤出设备定制、配方试料验证、现场交付一体化解决方案。

售前:材料试料评估、产能核算、螺杆组合方案设计,出具符合 JB/T 5420‑2014、GB/T 25431.1‑2025 标准的设备技术方案;

售中:主机加工装配、出厂负载检验、现场就位安装、带料工艺试料、科研人员操作培训;

售后:24 小时技术应急响应,定期上门巡检,螺杆机筒修复,原厂备件供应,高分子改性配方工艺持续技术支持。

九、FAQ 常见问答

 

Q1:微型实验双螺杆挤出机和工业双螺杆挤出机核心区别是什么?

微型实验机型主打微量投料、积木螺杆、小占地,服务配方研发与试样制备,单次用料几十至几百克;工业双螺杆挤出机侧重连续大产能量产,原料消耗大,用于大批量塑料造粒、型材生产。

Q2:JB/T 5420‑2014 标准适用范围?

JB/T 5420‑2014 为同向双螺杆塑料挤出机机械行业标准,规定同向双螺杆挤出机的技术条件、试验方法、检验规则,是科研与工业同向双螺杆设备出厂检验、招投标、竣工验收的行业依据。

Q3:微型实验双螺杆挤出机为什么选用积木式螺杆?

积木式螺杆元件可自由拆装重组,可根据材料特性调整剪切强度、输送长度,一套主机可适配多种高分子配方研发,大幅降低科研设备采购成本。

Q4:做 PLA、PBAT 可降解材料小试,选型需要增加哪些配置?

降解材料容易受热水解,建议选配真空排气脱挥系统;机筒、螺杆做耐腐蚀处理,精准多段温控,降低材料热降解风险。

Q5:微型实验双螺杆挤出机日常维护重点是什么?

每次实验结束必须彻底清理螺杆、机筒内残留物料,防止碳化;定期校准微量失重喂料系统与温度压力传感器;检查真空管路密封,保障脱挥效果。