塑料在当今世界具有极为重要的作用，已经广泛应用于国民经济的各个领域。塑料加工工业是我国制造业发展最快的行业之一。然而，在塑料产业蓬勃发展的同时，资源、环境、能源三大问题凸现，制约了塑料产业的发展，成为了人们关注的热点。在资源方面，传统的塑料材料源于不可再生的石油资源，随着石油资源的逐渐枯竭，传统石油基高分子材料发展受到遏制。在环境方面，传统石油基塑料稳定性好，在自然界中降解缓慢，加之废旧塑料回收、再利用技术没有得到充分的重视和发展，造成环境污染问题。在能源方面，塑料加工成型属于高能耗过程作业装备，单位产值能耗比较高，俗称“电老虎”。
华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心(以下简称研究中心)重点论述了我国塑料机械技术研究的最新进展，指出塑料可再生资源替代、废旧塑料循环利用、加工过程节能降耗是支撑塑料加工行业可持续发展的关键任务，也是生产方式向“绿色”转变的重要标志。同时，低能耗、高效率、环保型的绿色加工成型技术与装备是塑料机械行业的发展趋势，也是国家的重大需求。
塑料原料及其辅料都要通过加工成型设备形成所需形状、结构与性能，成为有实用价值的材料与制品，这种加工成型设备统称为塑料机械。一般塑料机械都由挤压系统、驱动与传动系统、过程控制系统以及制品成型系统等部分组成。目前，国内外塑料机械的发展主要集中在这几个部分的技术创新，以实现塑料机械具有节能降耗、无分拣废旧塑料合金化加工和生物质复合材料共混加工的功能和特征。例如，塑化输运方法从纯剪切形变加工到振动剪切形变加工再到体积拉伸形变加工演变、驱动与传动方式从间接驱动到直接驱动再到负载敏感驱动、控制系统从电气控制到数字化控制再到智能化控制，每一次技术创新性研究都会推动行业的技术进步。
塑化输运方法
挤压系统是塑料机械的核心部分，其主要完成塑料的塑化、熔融和输运过程，为塑料制品成型定量提供熔体，而且对塑料制品质量起决定性的作用，也是塑料加工成型消耗能量最多的过程。
振动剪切形变加工
以螺杆作为结构标志和原理特征的挤压系统消耗的能量远高于塑料塑化输运所需要的能量，能量利用率较低。因此，降低挤压系统的能耗是塑料机械的重大技术难题。
通过对传统螺杆挤压系统的研究可以发现普通螺杆不能强化塑料加工的传质传热过程。新型成型装备国家工程研究中心(以下简称“研究中心”)使螺杆挤压系统的螺杆在转动同时还做轴向周期性振动，实现了塑料加工过程由振动剪切形变支配，提高了塑料加工过程中传质传热效率。其为纯剪切和振动剪切流场的结构示意图。在纯剪切流场中，物料运动为单纯的层流，其层与层几乎没有传质，传热过程一般只是靠热传导和粘性耗散产生热，在振动剪切流场中，物料运动速度V 是周期性变化的，流动方向上层与层之间会产生物质交换，在振动剪切流场中产生的传质过程，有利于物料塑化和多相多组分体系共混，同时传质过程强化了热交换，提高了传热效率，可使螺杆长径比减小，因而挤压系统消耗的能量也随之减少。
振动力场的引入在挤压系统中出现了之前所没有的许多现象和特征，如物料塑化输运历程缩短、熔融速率提高、熔体粘度减小等。振动力场能量的引入并不是能量的简单叠加，而是利用高分子材料塑化输运过程在振动力场作用下表现出来的非线性特征降低能耗，提高制品质量。同时振动力场的引入具有比较强的分子链解缠结作用效果，使得聚合物熔体粘度下降，并且存在最佳形变振幅和频率使得熔体表观粘度下降幅度最大。熔体表观粘度的下降使得相同产量时，挤出阻力减少，挤出压力降低，同时也反映在能量消耗的减少。
相对于塑料纯剪切形变加工成型，塑料振动剪切形变加工成型技术缩短了加工过程中的热机械历程，能耗明显降低，多相多组分体系混合效果变好，制品质量提高。
体积拉伸形变加工
由于多组份不相容塑料一般不能直接共混加工，螺杆加工设备很难实现通用塑料功能化改性加工和无分拣废旧塑料的回收处理。因此，多组份体系共混增容是塑料改性加工的技术瓶颈......
