目前，聚烯烃类化合物的应用要求逐步提升，继续推动PP、PE升级性能极限，以提高机械性能，如弯曲模量、拉伸强度和热变形温度等；美学特性，如表面质量；加工特性，如粘度；而且，一如既往地需要降低成本。
获得这些性能可能需要复杂的化合物配方，总是涉及添加纤维和/或矿物填料增强。今天我们将着重阐述挤出纤维填料需注意的关键点以及对真空排气性能的优化。上篇链接：跟着本文优化螺杆组合及双螺杆挤出工艺，让增强改性易如反掌（上）
加工纤维增强材料
成功加入高纵横比添加剂需要将任何分散混合操作与高度的分布混合分开。这最容易通过在聚合物熔化后向下游输送增强材料来实现。然而，这只是第一步。纤维添加的三个关键操作是进料、混合和加压/挤出。
已经表明，纤维纵横比磨损是通过纤维-纤维相互作用发生的，其频率与纤维的体积分数成比例增加。虽然这不是唯一的原因，但这有助于解释具有相同重量百分比玻纤载量的各种聚合物的玻纤长度具有差异。例如，PP中30%的玻纤比尼龙6/6中30%的玻纤体积分数低。这与实验结果相对应，显示PP中的玻纤长度更长。
基于这个概念，玻纤在被喂入系统时可能会衰减。当玻纤从进料位置输送到混合部分时，有一段停留时间，在此进程中玻纤基本上只与自身相互作用，因此可能会导致纤维磨损。混合部分必须完成两个任务：它必须分解玻璃纤维束（如果以这种方式喂入），分布玻纤，并用聚合物润湿玻纤。没有润湿的玻纤很难温和分布，不能实现生产增强塑料的主要目标。
挤出机的出料部分必须对聚合物进行加压和拉条以进行造粒。这会给系统带来额外的机械功，从而进一步削弱玻纤。然而，通过适当润湿的化合物和流线型模头设计，可以在没有明显的额外纤维断裂的情况下实现这一操作。
最大程度保留纤维长度的正确设置取决于基体聚合物、纤维类型、增容剂和负载百分比。玻纤通过位于聚合物熔化段下游的双螺杆进料装置喂入。应控制聚合物和玻璃的温度，以便在玻纤喂料期间发生的聚合物粘度变化最小。将聚合物加热到高于正常水平或加热玻纤都是可以尝试的方法。
混合部分应由分布混合元件组成，可以是窄盘捏合块，也可以是齿形混合元件 (TME)。后者产生明显更大的玻纤长度和更窄的长度分布。然而，一些实验表明，在捏合块或基于TME的螺杆配置上生产的材料的韧性和冲击性能几乎没有差异。随后的研究表明，使用基于ZME元件的混合配置可显著改善物理特性，如下所述。因此，尽管人们普遍认为带齿混合元件不会使玻璃纤维变细，但并未表明这单独与其物理性能相关，而且玻纤也必须完全湿润。
ZME元件的目的是实现高分布混合和低分散混合。它在圆周上设计有一定角度的多个齿。元件本身就是整体转动，基节为反向输送，齿为正向输送，如图4所示。除齿根外，元件设计为自清洁，可防止材料降解擦拭桶壁。减小的直径还增加了流动间隙。我们的实验室（科倍隆）已经证明使用ZME元件可以通过以较低的能量输入保持纤维长度，以此有益于玻纤增强聚烯烃的加工。
图4 ZME元件设计有一定角度围绕圆周的多个齿。当齿向前移动时，基本节距是反向输送的。
几乎从双螺杆混炼开始起步时我们就已经知道，正确的螺杆设计对于成功混炼纤维填充的聚烯烃非常重要。例如，大约45年前发表的一项研究表明，纤维含量为40%或更高的聚烯烃需要低强度螺杆设计以保持纤维长度。
真空排气性能
在许多情况下，带有传统顶部排气筒的双螺杆混炼挤出机的性能可能受到限制，特别是在混炼低粘度熔体和需要去除大量蒸汽的挤出过程中。排气口结垢（冒料）和化合物中的黑点是加工商希望避免的两个主要问题。排气口结垢是生产损失和产品污染的潜在来源。操作员必须不断监控排气口。如果它被弄脏了，那么他们必须花时间把它清理干净。
即使在清理排气口后，仍有材料遗留。一段时间后，这种材料会降解和烧焦。在某些时候，它很有可能会移动并掉入化合物中，从而产生黑色斑点。即使通风口没有结垢，蒸汽也有可能凝结在通风口圆顶的垂直壁上。同样，随着时间的推移，这种材料会降解和烧焦，很可能会脱落并掉入化合物中，从而产生黑色斑点。
ZS-EG双螺杆侧脱气提供了解决方案。凭借其用于脱挥发分的大自由横截面，即使对于高填充度的工艺，它也能将熔体保持在加工部分而不会产生冒料。烟气或气体通过轴向开放的螺杆螺纹可靠地去除。随着产品质量的提高，生产率提高了30%。
ZS-EG 侧排气口填料器（上图）由于其连接到配混装置侧面的特性，从本质上可以防止材料从排气口回落到挤出机中。此外，螺杆的填充作用可防止排气口结垢。这使操作员可以专注于挤出过程的其他方面。此外，它有可能使配混线以更高的速度运行，而这在以前会导致顶部排气口设计结垢。
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