【微型錐形雙螺桿共混擠出儀、微型注塑機】
微型加工實驗裝置創作歷程
東華大學材料科學與工程學院源于1954年新中國第一個“化學纖維”專業。是全國最早的高分子材料類專業之一。1986年被確認為重點學科。1992年建立了纖維材料改性國家重點實驗室。2000年“材料科學與工程”列為一級學科博士點，并建立了博士后流動站。高分子材料的加工成形一直是本學科的特色。近三年來，平均每年在校研究生和博士生700多名，本科生近1000名，科研經費8000多萬，科研項目近100個。材料科學與工程教學實驗中心(儀器設備平臺)是隸屬于學院和國家重點實驗室，為教學和科研服務的開放實驗室。中心目前擁有實驗室面積10000多平方米，儀器設備價值近1億。每年為本科生開設實驗課程11門，實驗項目100多個，實驗人時數近4萬。實驗教學中心分別于2002年和2008年獲得上海市高等學校實驗室先進集體榮譽稱號。2012年被教育部評為國家級教學實驗示范中心。中心有著自主研發儀器設備的優良的傳統，從學科創始人到現在的中青年教師，自制了很多學科上有價值的儀器設備，解決了學術或技術難題，同時把這些儀器設備引入本科教學實驗。由于科研和教學需要，一直致力于微型儀器設備在材料加工領域的研究探索。
目前高校在高分子材料加工實驗中，雙螺桿擠出實驗、注塑成型實驗、壓模成型實驗、吹塑吹膜實驗、纖維紡絲成形實驗等，都需要加工設備，而這些設備很多年來都延用著與企業型號類似的生產設備，這些設備不僅占用空間大，消耗原料多，而且操作復雜，有一定的安全性問題。對科研和學生培養有很多制約和阻礙。
隨著高分子共混物和納米復合材料的迅速發展，迫切需要一種針對新材料研究的微型混煉和注塑設備。因為研究最初階段在實驗室里合成的材料產量很低、有些添加劑價格昂貴或有毒性，新型材料的配方研究制備最好以“g”為單位來計量。
現有的大多數高校使用小型共混機的相對容量較高(50ml以上);大多數注塑機，每次注塑要求的原料都在50g以上，且混煉效果都不甚理想，不能形成拉伸流動的結構來產生分散流或形成充分的重新取向。同時這些設備一般采用油泵作為壓力裝置，維護繁瑣，生產工藝要求較高，不利于實驗室及科研機構使用。
東華大學材料學院實驗教學中心立足經濟、環保、方便、快速、操作簡單等理念，利用本學科成熟的材料加工技術和設備設計技術，設計開發一套自有知識產權、一次投料≦10克的微型錐形雙螺桿共混擠出儀及注塑機。
微型加工實驗裝置設計理念與特色
微型加工實驗裝置有以下幾個創新特點：
1. 微量共混：一次性投料3~10g，附有出料口閥門，可調節共混時間，間歇式出料，可以到達不同型號不同長徑比的雙螺桿共混效果，密閉的循環腔體設計，可以做混合反應時間研究。該裝置體積小，易于維護，能提供詳盡的加工工藝參數，能滿足各種材料的共混研究。
2. 錐形螺桿：錐形螺桿設計，與普通平行螺桿相比，能獲得較高的剪切力，獨特的雙線螺紋結構設計，使得其相對面斜度是單線螺紋螺桿的兩倍，可以防止聚合物爬桿現象，具有較高塑化、混合、擠出能力，螺紋的深淺和螺距不同，能提供不同的剪切力。難點在于這種螺桿加工難度非常大，對配合的腔體精度要求高。
3. 微型注塑：具有的可卸式進料腔使得原料加入簡便，只需3~10g樹脂就可以進行各種測試樣條注塑;且其在頂桿上還附有定位裝置，可以設定每次的注射量;可以配備各種成形模具，在模具槽中附有升溫裝置，可對模具進行加熱，便于各種不同樹脂的注塑，儀器和模具的匹配精度要求高。
該微型共混儀對新材料的開發和研究具有重要意義，可以節約實驗成本;料筒內還有充氮保護系統及氣流冷卻系統，便于開展及各類材料加工實驗。兩臺設備可以配合使用，也可獨立使用。
微型加工實驗裝置功能與用途
微型加工實驗裝置主要用于有機-有機，有機-無機功能復合材料的共混成形研究;適用于實驗室合成微量新材料的成形研究，也適用于新材料的配方研究，特別是高粘度的高性能材料和低溫生物材料的研究。
東華大學材料學院教學實驗中心制造了多臺微型共混儀及注塑機用于本科教學實驗。此類設備還用于本科生課外創新實驗和研究生科研實驗。這套微型裝置，學生可以獨立操作，對自己的實驗有更好的研究與觀察，對學生的動手能力、實驗能力和創新能力有很大促進作用。此項成果已經申報發明專利2項(公示)，實用新型1項(已授權)。不僅解決了本學科、本學院的科研和教學需求，同時提供給兄弟院校及研究所使用，解決其他單位的教學和科研需求。
作品名稱：微型錐形雙螺桿共混擠出儀、微型注塑機
完成單位：東華大學材料學院
