热塑性弹性体(TPV)是由聚丙烯(PP)与三元乙丙橡胶(EPDM)共混制得,同时具有塑料与橡胶特性的多相高分子复合材料,广泛应用于汽车、建筑与电器等领域。目前国内生产的性能优异的TPV多由进口设备生产制造,生产设备成本高、购买周期长、维修费用昂贵。因此应市场需求研制国产的TPV制备设备势在必行。本文根据EPDM/PP混合制备TPV的特殊性,对TPV反应型同向双螺杆挤出机的挤压系统进行了设计与研制。本文首先根据制备TPV物料的加工工艺特点以及反应型挤出机高扭矩的要求,对TPV反应型双螺杆挤出机进行了总体方案的确定,设计了螺杆芯轴、机筒和排气插件。在确定了螺杆元件主要参数的基础上,使用Polyflow软件对螺纹元件的槽深比、导程与螺纹元件间隙进行了正交试验模拟计算,以出入口压力差、剪切应力、累积最大剪切应力、回流系数和累积最大停留时间作为评价指标,分析了螺纹元件的输送能力和混合能力,确定了螺纹元件的槽深比、导程和螺纹元件间隙。在螺纹元件槽深比确定的基础上对TPV物料在不同错列角的捏合块元件流道中的混合过程进行了模拟分析,混合结果表明当错列角增大时,加权平均剪切应力、累积最大剪切应力、平均回流系数、累积停留时间均增大,而出入口压力差减小,表明其输送能力减弱,分散与分散混合能力增强。同时设计了直齿与斜齿两类齿形盘混合型元件,经过分析比较得出直齿与斜齿齿形盘元件的分散混合能力相近,但是分布混合能力斜齿齿形盘元件更优的结果。根据实际生产条件,制定了螺杆元件、机筒与芯轴的加工工艺,完成了双螺杆挤出机传动系统、挤压系统、加热冷却系统、加料系统的装配,对双螺杆挤出机的加热及冷却功能、熔体压力与熔体温度传感器和挤出机主电机功能进行了调试,对排气插件的排气性能进行了测试,最后使用实验研制的双螺杆挤出机生产制备了 TPV试样,并进行了力学性能和挥发性有机物测试,实验结果表明所制备的TPV的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度和压缩永久变形等性能优异,挥发性有机物含量远低于国家标准,完全达到预期要求。