超高分子量聚乙烯(UHMWPE)分子量为100万~500万,作为高强度高模量纤维,在生物医疗、安全保护、航空航天、海洋工程等领域均有广泛的应用。但是由于目前纺丝技术水平较低,使纤维的机械性能、电性能等与理论值有很大差距。共混挤出材料性能的好坏取决于物料配比、工艺条件及螺杆组合,所以对UHMWPE纤维挤出工艺进行优化尤为重要。本文通过HT-30组合式双螺杆挤出机,对UHMWPE粉末/白油进行共混挤出得到UHMWPE凝胶;采用凝胶纺丝法得到UHMWPE纤维。首先,利用双螺杆挤出机制备UHMWPE纤维,通过正交试验分析和单因素实验分析,研究了UHMWPE浓度、螺杆转速和机筒温度对物料最初停留时间和纤维力学性能的影响,从而找到最优的工艺条件。结果表明:溶液浓度为6%,螺杆转速范围为13~16rpm,机筒温度为160oC的情况下纤维的力学性能最优。其次,使用旋转式流变仪测试了UHMWPE片状凝胶和UHMWPE粉末/白油混合溶液的流变性能,研究分析了不同温度、不同浓度下UHMWPE片状凝胶和UHMWPE粉末/白油混合溶液的流变行为,得到了不同条件下两者的黏度数值,比较了两者的差别。发现UHMWPE片状凝胶的黏度比UHMWPE粉末/白油混合溶液的黏度小,两者的黏度均随溶液浓度的升高而增大,随温度的升高而减小。UHMWPE凝胶的流变行为研究可以对纺丝工艺中温度和浓度的选择和后期的模拟提供指导。最后,使用CFD流体模拟软件模拟螺杆挤出机的挤出过程,得到UHMWPE凝胶在螺杆内的速度场和截面上的最小速度值,并与实验结果中的停留时间作对比。研究发现:螺杆喂料段和熔融段的凝胶速度随着螺杆转速的升高而增大,而处于挤出段的凝胶的移动速度随螺杆转速的升高先增大后减小,并且模拟和实验得到的结论一致。温度(85oC~95oC)对输送段物料的速度没有太大影响;对熔融段处的物料速度影响程度变大,并且随着温度的增大,凝胶速度先增大后减小;凝胶继续移动到排气段处,随着温度的增大,凝胶的移动速度减小幅度最大,温度对其影响程度最大