聚丙烯是一种结晶型聚合物,其适合发泡的温区很窄,且通用聚丙烯的熔体强度很低,发泡成型比较困难。但与聚苯乙烯等其它塑料发泡材料相比,聚丙烯发泡材料在120℃的高温下仍然能保持其优良的力学性能和使用性能,且环保性优异。因此,国内外对聚丙烯发泡材料的应用与研发十分重视。本课题以超临界流体CO₂作为聚丙烯发泡剂,采用双阶挤出工艺与设备,研究挤出工艺参数与设备条件对聚丙烯/CO₂发泡性能的影响。主要工作包括,组建了同向双螺杆挤出机串联熔体泵与同向双螺杆挤出机串联单螺杆挤出机的两种双阶挤出实验系统,通过挤出发泡工艺实验及对所得发泡样品的分析,对两种不同的双阶挤出系统进行评价。结果表明,采用同向双螺杆挤出机串联单螺杆挤出机组成的双阶挤出系统更适合超临界流体聚丙烯/CO₂的挤出发泡。利用有限元软件Polyflow对第二阶单螺杆挤出机一段螺杆流道内的聚丙烯/CO₂熔体流动过程进行了系统的非等温模拟,探讨了单螺杆转速,熔体流量,机筒温度等工艺参数以及螺杆螺槽深度对螺杆流道内熔体的温度分布的影响。结果表明,为得到较为均匀的熔体温度,单螺杆挤出机转速应保持在30rpm-40rpm之间;合适的机筒温度为150℃左右;螺杆的螺槽深度为2mm时,径向平均温度差为2℃左右。最后,本文探讨了如何选择双阶挤出系统第二阶单螺杆挤出机机筒冷却设备。利用传热学公式推导出冷却油设定温度,油温控制器流量与单螺杆入口端和出口端的温度差,以及喂料量之间关系的数学表达式。