Research progress in polymer extrusion at low temperatures and energy consumption management

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.019

Abstract

Abstract:

Polymer materials such as rubber and plastic exhibit poor thermal conductivity and significant viscous dissipation， leading to a significant rise in temperature during the extrusion molding process. Excessive temperatures may increase the thermal history of polymers， cause chain scission due to high⁃temperature oxidation， damage their original properties， and increase energy consumption， thereby affecting the molding quality of polymer products. Based on these issues， this article analyzed the causes of temperature rise during the polymer extrusion process， reviewed the contributions made by domestic and foreign scholars in the direction of low⁃temperature extrusion technology from the aspects of barrel cooling devices， temperature control systems， screw structure optimization， and measures taken in energy consumption management. Finally l the future development trend of low⁃temperature extrusion technology was prospected.

Key words: low-temperature extrusion, screw structure, cooling device, temperature control, energy consumption management

CLC Number:

TQ320.6

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Figures/Tables 7

Fig.1. Schematic diagram of temperature rise analysis during polymer extrusion molding process

名称	加工温度/℃	分解温度/硫化温度
聚乙烯（PE）^［6］	190~240	300 ℃以上
聚丙烯（PP）^［7］	210~250	260 ℃开始变黄劣化
聚苯乙烯（PS）^［8］	180~250	320 ℃以上
聚氯乙烯（PVC）^［9］	160~190	180 ℃左右
PLA^［10］	170~230	280 ℃以上
PBT	240~260	280 ℃左右
POM^［11］	170~200	210 ℃左右
橡胶^［12］	80~115	120~190℃

Tab.1. Common polymers' processing temperatures and decomposition temperatures/curing temperatures

Fig.2. Common barrel designs

Fig.3. Hot runner nozzle screw

Fig.4. Pin screw

Fig.5. Field synergy torsion screw and flipped flow of radial heat and mass exchange

Fig.6. Barrier⁃type CRD hybrid component and elongator hybrid component

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