CN106313474B - 用于制备热塑性聚合物制品的挤出装置、设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制备热塑性聚合物挤出制品的挤出装置，包括进料筒体；容置于进料筒体内的推进挤出螺杆，包括沿进料筒体的入口朝出口的方向交错布置的多个第一推进挤出螺杆部分和至少一个第二推进挤出螺杆部分。推进挤出螺杆还包括第三推进挤出螺杆部分，其位于至少一个第二推进挤出螺杆部分中邻近进料筒体的出口的第二推进挤出螺杆部分的末端，第三推进挤出螺杆部分与进料筒体形成减缓推进区。本发明还涉及一种制备热塑性聚合物挤出制品的设备及方法。本发明通过仅涉及一个加热步骤，简化了挤出制备过程，限制了整个加工过程中的热降解效应，提高了挤出制品的机械性能。

Description

用于制备热塑性聚合物制品的挤出装置、设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于制备热塑性聚合物制品的挤出装置、设备和方法，更具体地，涉及一种制备纤维素树脂或纤维素酯挤出制品的挤出装置、设备和方法，此外，本发明还涉及一种利用上述挤出装置、设备和方法制备的纤维素树脂和/或纤维素酯挤出制品(成品或半成品)。

发明背景

目前，制备热塑性纤维素树脂或纤维素酯条状、片状或板状挤出制品一般会涉及多个加工步骤，例如，如图1所示，制备用于手工工具的醋酸纤维素板状挤出制品通常至少需要以下四个步骤：

-混合并挤出至胶粒：先将未增塑和/或预增塑醋酸纤维素粉末(也称为“胶粉”)与增塑剂、抗氧化剂、热稳定剂、抗紫外线添加剂、荧光增白剂以及应用所需的其它特定配料混合形成醋酸纤维素混合物，然后该混合物挤出形成胶粒；

-着色：将上述胶粒与颜料、油墨、母料或其它色料及配料、或者它们的组合机械混合，在挤出成板状物之前，经常会进行再抽粒以制备着色胶粒，从而提高色料在醋酸纤维素混合物中的均匀分散程度；

-干燥：对上述着色胶粒加热以去除水分；

-挤出：对干燥后的着色胶粒进行加热、挤出，塑形，以生产例如用于模压成型应用的扁平片材、板材、薄膜挤出制品。

可见，在上述整个加工过程中，醋酸纤维素材料若要从粉末状加工成板材或片材需要被加热若干次，进而涉及到多个作业线或多个加工装置或设备。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可简化步骤的热塑性聚合物挤出制品的挤出装置、设备和方法，以解决现有技术的上述问题。

根据本发明的一方面，提供了一种用于制备热塑性聚合物挤出制品的挤出装置，包括：进料筒体；容置于所述进料筒体内的推进挤出螺杆，所述推进挤出螺杆包括沿所述进料筒体的入口朝出口的方向交错布置的多个第一推进挤出螺杆部分和至少一个第二推进挤出螺杆部分，其中，所述第一推进挤出螺杆部分与所述进料筒体形成多个传送区，所述第二推进挤出螺杆部分与所述进料筒体形成至少一个混合区；以及用于控制所述传送区和所述混合区的温度的温控装置，在一些实施例中，该温控装置位于所述进料筒体的外表面，其中，所述推进挤出螺杆还包括第三推进挤出螺杆部分，所述第三推进挤出螺杆部分与所述进料筒体形成减缓推进区。在一些实施中，所述第三推进挤出螺杆部分位于所述至少一个第二推进挤出螺杆部分中邻近所述进料筒体的出口的第二推进挤出螺杆部分的末端。

在推进挤出螺杆上设有至少一个混合区，可以确保聚合物熔体混合均匀，尤其当组成物中具有高浓度色料时，可使得挤出制品着色均匀。此外，设置第三推进挤出螺杆部分形成减缓推进区，可以减缓材料的推进速度，促进材料停顿以确保其均匀混合。

在一些实施例中，所述第二推进挤出螺杆部分可包括至少一个捏合剪切块。

在一些实施例中，所述第三推进挤出螺杆部分可包括与所述第一推进挤出螺杆部分的推进方向相反的螺纹块，所述第二推进挤出螺杆部分与所述第三推进挤出螺杆部分的总长度与第一推进挤出螺杆部分的螺纹外径之比大于0.3且小于25。

在一些实施例中，所述多个第一推进挤出螺杆部分中邻近所述进料筒体的入口的第一个所述第一推进挤出螺杆部分的螺纹的线性长度与外径之比大于3且小于40。根据原料和通过管道注入的液体配料或其它配料(若需要)，在挤出装置的入料端设置一定长度的第一推进挤出螺杆部分，可使粉末原料具有足够时间吸收所注入的配料或其它可选配料，同时在推进挤出螺杆的转动下，原料和配料在被向前推进时还可进行“温和”的混合，这对至少含有部分配料且在进入挤出装置之前未进行预混合的待处理材料尤为重要。

在一些实施例中，所述推进挤出螺杆可配置为同向旋转的双螺杆，所述双螺杆的每一螺杆的螺纹的线性长度与外径之比可大于20且小于65。同向双螺杆结构具有较好的混炼塑化能力，产量大，挤出速度快，单位产量耗能低，尤其适合粉料加工。

在一些实施例中，所述推进挤出螺杆可配置为单螺杆，所述单螺杆的螺纹的线性长度与外径之比可大于22且小于60。相对于双螺杆结构，单螺杆挤出装置结构简单、容易控制。

在一些实施例中，所述推进挤出螺杆可配置为双螺杆和单螺杆的组合，所述单螺杆沿推进方向串联地设置于所述双螺杆的后方。

在一些实施例中，根据本发明的挤出装置还可包括设置于所述进料筒体上的真空泵连接孔，用以连接真空泵，以便将挤出过程中所产生的例如水和低分子量酸的热挥发物去除，因此无需在挤出步骤之前对待处理材料进行干燥。

作为一种具体实施方式，所述进料筒体在与所述传送区和/或所述捏合剪切区的对应的区域可设有至少一个配料供给口。由此可以根据需要在挤出过程的不同阶段添加配料。当然，在与所述传送区和/或所述捏合剪切区的对应的区域也可以不设置任何配料供给口。

优选地，所述热塑性聚合物挤出制品可为纤维素树脂或纤维素酯挤出制品。

根据本发明的另一方面，提供了一种制备热塑性聚合物制品的设备，包括：待处理材料供送装置；与所述供送装置联通的根据权利要求1-10中任一项所述的挤出装置；连接至所述挤出装置上的真空泵；与所述挤出装置的出口联通的塑形装置。由此简化了加工步骤。

在一些实施例中，所述设备还可包括布置于所述供送装置上游的预混合装置，从而提高含有至少部分配料的待处理材料中的配料的均匀分散度。

在一些实施例中，所述设备还可包括布置在所述挤出装置与所述塑形装置之间的熔体流量调节装置。为提高所获得的例如挤出条状制品或挤出片状制品的厚度的精度，降低聚合物熔体的排出量的波动是很重要的，而在挤出装置和塑形装置之间提供熔体流量调节装置可以有效通过该装置进给恒定量的熔化物。因为即使挤出装置的螺杆的螺纹端部的压力存在微小改变，该装置也能补偿这种改变，从而确保聚合物熔体几乎恒流至塑形装置，使挤出制品的厚度波动降低，例如在+/-3％或更小的范围内波动，这对于高要求应用尤为重要。

在一些实施例中，所述熔体流量调节装置可为具有多个齿轮的熔体泵。使用该熔体泵可以增大塑形装置中的模具压力，同时降低挤出装置螺杆的螺纹端部的压力，从而降低能量损耗，防止聚合物温度升高，提高熔体流动稳定性，降低其在挤出装置中的停留时间。

根据本发明的又一方面，提高了一种用于制备热塑性聚合物挤出制品的方法，包括：将待处理材料供送至挤出装置；在所述挤出装置中对所述待处理材料进行加热、混合和挤出，生成聚合物熔体和热挥发物质；利用真空泵从所述挤出装置中去除所述热挥发物质；以及将所述聚合物熔体塑形，以形成热塑性聚合物制品。

本发明提供了一种改良的挤出方法，使得在单一加热步骤中即可完成从粉末状原材料向条状、片状、板状或薄膜挤出成品或半成品的转变，从而简化加工步骤。此外，本发明还能够实现快速制备并避免加工过程中产生过多污染，这在特定的高质量应用(例如，但不限于，手工工具、光学镜以及装饰材料)中非常重要。

在一些实施例中，将所述聚合物熔体塑形可包括：对所述聚合物熔体模塑、辊磨、冷却以及切割。

在一些实施例中，所述待处理材料可至少包括原料和/或再循环料。使用再循环料可以减少浪费，节约资源。

在一些实施例中，所述待处理材料还可包括除所述原料和/或再循环料之外的配料，在将待处理材料供送至所述挤出装置之前包括：对所述待处理材料进行预混合。

在一些实施例中，所述原料和/或所述再循环料为纤维素树脂或纤维素酯材料。特别地，所述纤维素树脂或纤维素酯可占所述待处理材料的至少20％的重量百分比，更优选地至少30％重量百分比。

此外，需要特别说明的是，在传统的挤出制品生产过程中，聚合物通常都会被加热熔化若干次(例如2-3次)，而这会导致热降解效应的产生，其中每一次熔化都伴随着进一步的热降解。通常，热降解效应会使本身自然具有一定酸度的材料的酸度增加、材料机械性能降低以及颜色发生变化(产生淡黄色)。已观察到，本身具有较高酸度的原料会在加工过程中更倾向于增加其酸度，尤其在有水的情况下，有时被视为自催化的效益在高温和较长的加工时间下会迅速增强。在存在水和高温的情况下，这种增强通常与内部酯基的水解作用以及有机酸(例如，在醋酸纤维素的示例中的醋酸)的产生相关。而酸度通常会限制材料在特定应用中使用，尤其是涉及长时间接触金属(手工工具、光学镜等)的一类应用，酸度过高会导致这些金属在长时间使用后生锈氧化。因此，多次热循环所带来的逐步热降解会给产品带来更多的负面影响。

而本发明的发明人意外的发现：本发明的挤出装置、制备设备和制备方法在简化的同时，由于将常规方法中的多个步骤合并为一个步骤而仅涉及一个加热步骤，所以在一定程度上额外地限制了热塑性聚合物在整个加工过程中的热降解效应，由此提高了聚合物挤出制品的机械性能，特别当所生产的片材、条状物或薄膜挤出制品的厚度为至少0.3毫米，优选地至少0.5毫米，以及更优选地毫米或更厚，以及宽度通常小于2000毫米，优选地小于1000毫米，以及更优选地小于800毫米时。这种挤出制品可以是单一片材也可以是平行挤出的较小条状制品的组合，其中每个条状制品具有截面大于0.2毫米(优选地大于0.3毫米，更优选地大于0.5毫米)的较小尺寸。此类片材或条状制品之后可以根据应用生产或切割成所需尺寸的工件，或者用辊轴轧制，或者被进行实时热成型。

反观现有技术，为减少或避免热降解问题，往往要求材料具有较高的机械性能，或选择高质量的原料以及使用高性能的稳定剂和添加剂来限制例如纤维素酯或纤维素树脂材料的聚合物在高温制备过程中的热降解，这会导致成本增加，工艺过程复杂化。而本发明则用一种相对简单、经济的方式使热降解效应最小化，实现了预料不到的技术效果。

特别地，利用具有初始较高酸度或者较低热稳定性的原材料可以使本发明所述挤出装置、设备和方法的优点更明显，这也可以包括很容易地被加工至较小的工件或粉末的再循环材料(之前已经历过整个挤出过程)。

附图说明

下面结合附图对本发明的一些实施方式进行说明。其中：

图1为制备热塑性聚合物挤出制品的常规方法的流程图；

图2为根据本发明的一实施方式的制备热塑性聚合物板状挤出制品的设备布局图；

图3为根据本发明的一实施方式的制备热塑性聚合物片状或型条挤出制品的设备布局图；

图4为根据本发明的挤出装置的包含3个混合区的推进挤出螺杆的剖面图；

图5为图4中局部A的放大图；

图6为图4中的进料筒体垂直于推进方向的剖面图；

图7为图4中的推进挤出螺杆的平面图；

图8为根据本发明的挤出装置的包含2个混合区的推进挤出螺杆的剖面图；

图9为根据本发明的挤出装置的包含1个混合区的推进挤出螺杆的剖面图；

图10和11为根据本发明的推进挤出螺杆的部分示意图；

图12为本发明一实施方式的制备热塑性聚合物制品的方法的流程图；以及

图13为本发明另一实施方式的制备热塑性聚合物制品的方法的流程图。

具体实施方式

为便于说明和理解，以下实施方式的说明中以纤维素酯作为热塑性聚合物的示例。本领域技术人员可以理解，本发明的实施方式可以适用于任何类似于纤维素酯或纤维素树脂之类的热塑性聚合物。

本发明主要通过实施方式A和B进行说明，后续实验可以表明，在挤出装置的推进挤出螺杆设计正确的基础上，实施方式A和B在抑制材料热降解方面效果相当，虽然两者具有不同的操作优点和缺点。

实施方式A是本发明的初始构型，本领域技术人员可以理解的是，其它一切对此结构的修改和变化都应落入本发明的保护范围内。

参照图2和3，其分别示出了根据本发明的实施方式A的制备纤维素酯板状和片状或型条挤出制品的设备布局图。如图所示，在本实施方式中，根据本发明的制备纤维素酯挤出制品的设备包括由电动机和减速装置驱动的预混合装置1、待处理材料供送装置2、由电动机和减速装置驱动的且与供送装置2联通的挤出装置3、连接至挤出装置3的真空泵4、与挤出装置3的出口联通的挤出模具6、导引装置7、支撑装置8以及切割装置9。其中，导引装置7用于对加工得到的挤出制品的表面进行抛光处理，支撑装置8用于传送和冷却挤出制品，切割装置9用于将冷却后的挤出制品切割成所需尺寸。

特别地，在本实施方式中，制备纤维素酯挤出制品的设备还包括布置在挤出装置3与挤出模具6之间的可以有效通过该泵进给恒定量的纤维素酯熔化物的熔体流量调节装置5(例如熔体泵)，以提高所获得的挤出条状制品或挤出片状制品的厚度的精度，降低纤维素酯熔体排出量的波动。虽然此处推荐使用熔体泵来获得较好质量的挤出产品，但这对获得较低的热降解效应并不是严格要求的。

优选地，熔体泵采用具有2个或多个齿轮的精密齿轮泵，以便消除进给量波动以确保恒流。使用该齿轮泵的另一个优点是可以使模具压力增大，同时降低螺纹端部的压力，从而降低能量损耗，防止纤维素酯温度升高，熔体流动稳定性，降低纤维素酯在挤出装置中的停留时间，在一些实施方式中，该齿轮泵可与具有较低L/D(其中L代表推进挤出螺杆的螺纹的总长度，D代表螺纹的外径)推进挤出螺杆的挤出装置一起安装使用，这些都可以提供降低材料热降解效应、酸度和颜色变化的优点。

此外，当向挤出装置3供给含有杂质(例如再循环料)的劣质待处理材料时(这时需要安装过滤器)，熔体泵的使用就变得尤为重要。在此实施方式中，熔化压力可能会适时改变，使用熔体泵可以补偿这种改变。

应该注意的是，熔体泵、过滤器及与接头的设计必须将纤维素酯的真实粘性考虑进去，并且必须避免材料停滞，材料停滞将会导致极大热分解效应，从而在酸度和颜色上产生负面作用。

在实施方式A中，如图4-7所示，挤出装置3包括进料筒体31；容置于进料筒体31内的安装孔314中的推进挤出螺杆32，该推进挤出螺杆包括沿进料筒体31的入口朝出口的方向交错布置的4个第一推进挤出螺杆部分321和3个第二推进挤出螺杆部分322，其中，该4个第一推进挤出螺杆部分321与进料筒体31形成4个传送区，3个第二推进挤出螺杆部分322与进料筒体31形成3个混合区；位于进料筒体31外侧的用于控制传送区和混合区的温度的温控装置33；以及位于至少一个第二推进挤出螺杆部分322中邻近进料筒体31的出口的第二推进挤出螺杆部分322的末端的第三推进挤出螺杆部分323，其与进料筒体31形成减缓推进区。在一些实施方式中，如图8和9所示，推进挤出螺杆可分别包括2个或1个第二推进挤出螺杆部分322。

温控装置33包括多个加热单元331、多个温度传感器332以及多个具有水循环的冷却单元333。通常进料筒体31分为多个区段(图4所示的进料筒体31包括11个区段)，每个区段外侧设置有一个电加热单元、温度传感器和冷却单元，以使各区段的温度基本保持在设定温度(例如聚合物的熔点温度)。具体地，当温度传感器显示温度低于聚合物熔点温度时，电加热单元处于工作状态，反之，冷却单元处于工作状态。通常，聚合物在到达第一个混合区时就已基本处于熔融状态。

在本实施方式中，如图10和11清楚所示，第二推进挤出螺杆部分322包括至少一个现有的捏合剪切块，以便在混合区中对聚合物熔体进行强有力地混合。通常，要想获得很强的混合效果(例如用于分散大量的色料或添加剂)，优选在多个分隔设置的混合区中进行混合，以避免在单一的混合区中混合产生过热，这在例如US2008/0075922的其它申请中也公开了相似的结果。

特别地，第三推进挤出螺杆部分323包括与第一推进挤出螺杆部分321的推进方向相反的螺纹块，如图11清楚所示，以便将材料向相反方向推动，虽然这对获得较低的热降解效应没有直接必要性，但可以促进材料停顿以确保其均匀混合。本领域技术人员可以理解的是，任何等效于本发明所述的用以减缓材料沿推进方向移动的螺纹块的结构或其变型都应落入本发明保护的范围。

如图7所示，第二推进挤出螺杆部分322形成的混合区与第三推进挤出螺杆部分323形成的减缓推进区用比率Lmix/D表示，其中，Lmix表示第二推进挤出螺杆部分322与第三推进挤出螺杆部分323的总长度，D是推进挤出螺杆32的螺纹外径。在一些实施方式中，为确保良好的混合效果，Lmix/D>0.3，优选地Lmix/D>1，优选地Lmix/D>1.5，并且优选地Lmix/D<25，更优选地Lmix/D<20。

特别地，多个第一推进挤出螺杆部分321中邻近进料筒体31的入口的第第一推进挤出螺杆部分321为第一个第一推进挤出螺杆部分321。该部分设计主要具有传输功能，而混合率和压缩率有限，此时，Ltr/D>3,优选地Ltr/D>5,更优选地Ltr/D>7，并且，优选地Ltr/D＜40，其中Ltr表示第一个第一推进挤出螺杆部分321的螺纹的线性长度，D表示推进挤出螺杆32的螺纹外径。

在一实施方式中，推进挤出螺杆32配置为平行设置的同向旋转的双螺杆，其中双螺杆中的每一螺杆的L/D>20，优选地L/D>34，更优选地L/D>38，其中L代表每一螺杆的全部螺纹的总长度，D代表螺纹外径。此外，推进挤出螺杆的螺纹的最大长度不仅由螺纹本身的机械阻力限制，而且也由材料过度降解(停留时间长)限制，优选地，L/D<65，优选地L/D<60，更优选地L/D<50。在一些实施方式中，双螺杆可为反向旋转。在另一些实施方式中，双螺杆可为锥形因此是非平行设置的。

在一实施方式中，推进挤出螺杆32配置为单螺杆，其L/D>22，优选地L/D>30，更优选地L/D>35，并且优选地L/D<60，此外，该单螺杆的压缩率一般介于1.4至5之间，更优选地1.7至4.5之间。在另一实施方式中，推进挤出螺杆32配置为双螺杆与单螺杆的组合，单螺杆沿推进方向串联地设置于双螺杆的后方，其中，材料在双螺杆中熔化，然后立即被供给至可以产生供给至模具所需的压力的单螺杆中。

特别地，在本实施方式A中，挤出装置3还包括设置于进料筒体31上的真空泵连接孔313，以使真空泵4与挤出装置3连接，用于排出挤出过程中产生的水分及低分子量酸类(通常为挤出醋酸纤维素过程中的醋酸)的热挥发。

特别地但不排外地，在本实施方式中，进料筒体31在与传送区和/或捏合剪切区的对应的区域设有至少一个配料供给口312，以通过入料喷嘴向进料筒体中注入所需其它配料。当然，也可以根据实际情况不需要在进料筒体上设置配料供给口。。本发明还提供了一种制备热塑性挤出制品的方法。下面将以与两种具有多个加热步骤的传统挤出方法(下文将对此进行说明)进行对比的方式对本发明所提供的制备醋酸纤维素(纤维素酯的一种)挤出制品的方法进行描述。其中，在对比实验中，所用配方均包括添加相同数量和性质的稳定剂、抗氧化剂和在增塑剂中进行预分散的添加剂。本发明所述方法中所涉及的挤出装置可以是上述挤出装置和设备中任一项所述的挤出装置，可以理解的是，任意可以对所述待处理材料进行加热、混合和挤出的挤出装置及其变型均应该落入本发明保护的范围。

为更好地说明本发明所提高的装置、设备以及方法的优点，在实验前，利用ASTMD871-96所述的滴定法(仅适用于检测粉末状材料)对醋酸纤维素粉末的酸度进行检测。在实验后，利用源于ASTM D871-96的内标法对胶粒，条状物以及片状物制品的酸度进行检测，该内标法是ASTM D871-96所述滴定法的变型，可适用于胶粒或板材，在该内标法中，材料首先溶解于溶剂中然后再从中提取出来，该方法先前已经过验证并确认具有良好的重复性；并根据对应的ASTM方法测试制品的机械性能、硬度以及熔融指数。

实验方法

本发明所述方法

1)材料混合物的制备

如图12所示，将未增塑醋酸纤维素粉末原料(和/或已增塑醋酸纤维素再循环料)、增塑剂、添加剂(固体和液体)以及色料送至机械预混合装置1中混合40分钟，以将其充分分散。其中，预混合装置1的容积约为500升，净容量为130-150千克、电动机功率为7.5千瓦。

在机械混合的前8分钟内，将增塑剂和液体添加剂逐步加入预混合装置1内，其中利用喷嘴使液体添加剂分散进入醋酸纤维素粉末原料中。固体添加剂在加入预混合装置1之前预分散在增塑剂中。若需要添加色料，可以在混合时间的最后阶段将该色料加入，并增加额外的8分钟混合时间，使该色料能够在由未增塑醋酸纤维素粉末原料(和/或已增塑醋酸纤维素再循环料)、增塑剂、添加剂(固体和液体)组成的混合物中均匀分散。

表1为5组待处理材料的成分比以及挤出前醋酸纤维素原料的酸度值。用于本研究的醋酸纤维素粉末参考一般用于手工工具(螺丝刀)及镜框产品(通常被称为二醋酸纤维素)的商品规格。

表1.5组待处理材料的成分比以及挤出前醋酸纤维素原料的酸度值。

本发明所述实施方式B与实施方式A的区别在于不包括本混合过程，而是将聚合物粉末和添加剂直接供给至供送装置，同时利用管道将增塑剂和其它液体组分注入进料筒体内，如图13所示。即，在实施方式B中不包含预混合装置，这就使得本实施方式中挤出装置的第一个第一推进挤出螺杆部分的螺纹的正确设计尤为重要。

2)挤出

将从预混合装置1中排出的且已增塑的聚合物混合物通过供送装置2送入挤出装置3中，优选地，该挤出装置3具有优化用于此操作的双螺杆结构。应该理解，双螺杆的螺纹的正确设计(如上文所述)对于本发明的实现是必要的，该设计也是本发明保护的一部分。进行挤出实验的部分装置的基本参数如表2所示，此处需要注意的是，该基本参数仅适用于本实验，使用不同的装置，参数也不同。

表2为进行挤出实验的部分装置的基本参数

两种传统方法

第一种：胶粒挤出(双螺杆挤出机)+干燥+从胶粒挤出至挤板(单螺杆挤出机)；

第二种：胶粒挤出(双螺杆挤出机)+干燥+再抽粒以使色料分散(单螺杆挤出机)+干燥+从该胶粒挤出至挤板(单螺杆挤出机)。

实验结果

(*)–洛氏硬度R

本发明设计理念主要由上述实验结果支持，在与纤维素酯或纤维素树脂挤出制品的传统加工方法比较所得到的上述实验数据可以观察到，在高温下增加加工循环次数会使热降解效应增加，从而导致酸度及颜色变化增大，同时材料的机械性能也会明显降低，而减少高温加工步骤会使挤出成品或半成品在酸度、颜色和机械性能方面具有最好可能的性能。此外，对于某些对需要避免压力加工更敏感的材料而言，只有当热加工过程对该材料而言是较低压力加工的时候，热加工次数降低才是有利的。

以上公开的仅为本发明的2个具体实施例。本发明并非局限于此，本领域的技术人员根据其所能得到的技术手段对本发明的公开内容所做出的等同变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种用于制备热塑性聚合物挤出制品的挤出装置(3)，包括：

进料筒体(31)；

容置于所述进料筒体(31)内的推进挤出螺杆(32)，所述推进挤出螺杆包括沿所述进料筒体的入口朝出口的方向交错布置的多个第一推进挤出螺杆部分(321)和至少一个第二推进挤出螺杆部分(322)，其中，所述第一推进挤出螺杆部分(321)与所述进料筒体形成多个传送区，所述第二推进挤出螺杆部分(322)与所述进料筒体形成至少一个混合区；以及

用于控制所述传送区和所述混合区的温度的温控装置(33)，

其特征在于，

所述推进挤出螺杆(32)还包括第三推进挤出螺杆部分(323)，所述第三推进挤出螺杆部分(323)与所述进料筒体形成减缓推进区，所述第三推进挤出螺杆部分(323)位于至少一个第二推进挤出螺杆部分(322)中邻近进料筒体(31)的出口的第二推进挤出螺杆部分(322)的末端；

其中，所述多个第一推进挤出螺杆部分(321)中邻近所述进料筒体的入口的第一个所述第一推进挤出螺杆部分(321)的螺纹的线性长度与外径之比大于3且小于40；

所述热塑性聚合物挤出制品为纤维素树脂或纤维素酯挤出制品。

2.如权利要求1所述的挤出装置(3)，其中，所述第二推进挤出螺杆部分(322)包括至少一个捏合剪切块。

3.如权利要求1所述的挤出装置(3)，其中，所述第三推进挤出螺杆部分(323)包括与所述第一推进挤出螺杆部分(321)的推进方向相反的螺纹块，所述第二推进挤出螺杆部分(322)与所述第三推进挤出螺杆部分(323)的总长度与第一推进挤出螺杆部分(321)的螺纹外径之比大于0.3且小于25。

4.如权利要求1至3之一所述的挤出装置(3)，其中，所述推进挤出螺杆(32)配置为同向旋转的双螺杆，所述双螺杆的每一螺杆的螺纹的线性长度与外径之比大于20且小于65。

5.如权利要求1至3之一所述的挤出装置(3)，其中，所述推进挤出螺杆配置为单螺杆，所述单螺杆的螺纹的线性长度与外径之比大于22且小于60。

6.如权利要求1至3之一所述的挤出装置(3)，其中，所述推进挤出螺杆配置为双螺杆和单螺杆的组合，所述单螺杆沿推进方向串联地设置于所述双螺杆的后方。

7.如权利要求1至3之一所述的挤出装置(3)，还包括设置于所述进料筒体上的真空泵连接孔(313)。

8.一种制备热塑性聚合物挤出制品的设备，包括：

待处理材料供送装置(2)；

与所述供送装置联通的根据权利要求1-7中任一项所述的挤出装置(3)；

连接至所述挤出装置上的真空泵(4)；以及

与所述挤出装置(3)的出口联通的塑形装置。

9.如权利要求8所述的设备，还包括布置于所述供送装置(2)上游的预混合装置(1)。

10.如权利要求8或9所述的设备，还包括布置在所述挤出装置(3)与所述塑形装置之间的熔体流量调节装置(5)。

11.如权利要求10所述的设备，其中，所述熔体流量调节装置(5)为具有多个齿轮的熔体泵。

12.一种用于制备热塑性聚合物挤出制品的方法，包括：

将待处理材料供送至挤出装置；

所述待处理材料经过所述挤出装置的推进挤出螺杆，所述推进挤出螺杆包括沿进料筒体的入口朝出口的方向交错布置的多个第一推进挤出螺杆部分和至少一个第二推进挤出螺杆部分，以及位于至少一个第二推进挤出螺杆部分中邻近进料筒体的出口的第二推进挤出螺杆部分的末端的第三推进挤出螺杆部分；

在一次处理步骤中，在所述挤出装置中对所述待处理材料进行加热、混合和挤出，生成聚合物熔体和热挥发物质，并利用真空泵从所述挤出装置中去除所述热挥发物质；以及将所述聚合物熔体塑形，以形成热塑性聚合物挤出制品，其中，所述挤出装置为根据前述权利要求1-7任一项所述的挤出装置。

13.如权利要求12所述的方法，其中，将所述聚合物熔体塑形包括：对所述聚合物熔体模塑、辊磨、冷却以及切割。

14.如权利要求12所述的方法，其中，所述待处理材料至少包括原料和/或再循环料。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述待处理材料还包括除所述原料和/或再循环料之外的配料，在将待处理材料供送至所述挤出装置之前包括：对所述待处理材料进行预混合。

16.如权利要求15所述的方法，其中，所述原料和/或所述再循环料为纤维素树脂或纤维素酯材料。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述纤维素树脂或纤维素酯占所述待处理材料的至少20％的重量百分比。