TPU流变性能测试及胶片挤出过程模拟仿真

利用高压毛细管流变仪对热塑性聚氨酯弹性体(TPU)熔体的流变性能进行测试分析,建立相应的熔体本构方程。利用polyflow软件对TPU熔体在经过优化的衣架型口模内的流动情况进行模拟分析,以检验所用口模的性能,同时采用广义Navier滑移模型分析不同滑移系数对流动状态的影响。结果表明,Bird-Carreau模型可以准确描述TPU熔体的流动行为。在不同温度下,TPU熔体在模拟所用的衣架型口模中均能实现均匀挤出,并且挤出过程接近壁面无滑移情况。     

微纳叠层功能复合材料模内制备新方法

介绍微纳叠层功能复合材料制备方法的发展历程及最新进展,介绍微纳叠层功能复合材料模内制备新方法、新型叠层器的工作原理以及技术优点.同时介绍了微纳叠层功能复合材料在阻隔性能、光学性能、力学性能、导电性能等方面的优异性能.     

模内扭转层叠器单元结构中的压力损失分析

针对塑料熔体通过自制的模内扭转层叠器时压力损失大的问题,采用Moldex3D模流分析软件对扭转层叠器单元中塑料熔体的流动情况进行模拟,研究了层叠器的流道沿挤出方向的长度、流道出口与入口垂直挤出方向的距离、层叠器分流数等结构参数对层叠器压力损失的影响.结果发现,层叠器压力损失均随上述3种结构参数的增加而增加,其中层叠器分流数对压力损失的影响最为明显.该研究结果为微纳层叠器的结构优化提供了参考.     

新型微纳叠层功能复合材料制备装置及其性能研究

介绍了新型微纳叠层共挤出技术,即通过对高分子材料熔体进行分层-扭转-合并来增加复合材料层数的技术。验证了该新型微纳叠层共挤出技术在高分子叠层复合材料加工上的可行性,在增加高分子叠层复合材料的层数方面具有明显的优势。利用该新型微纳叠层复合材料制备装置制备了PP/PP、LLDPE/LLDPE多层复合材料,并着重研究了螺杆转速对叠层复合材料层厚的影响,结果表明,层厚的变化与螺杆转速改变有很好的一致性。     

聚丙烯微阵列结构制品熔体充填行为

根据微阵列结构制品熔体的充填特性,设计直径为500 μm的微圆柱阵列结构制品模型,并加工注射成型模具,对微圆柱结构制品熔体的充填规律进行实验和模拟研究。结果表明:微结构制品熔体的充填过程和流动前沿形态的实验结果与模拟分析虽然在趋势上比较一致,但在微圆柱成型过程中,流动前沿的形成过程和充填高度的模拟变化规律与实验结果有一定偏差;实验还发现,前期充填阶段对微圆柱成型的贡献较小,微圆柱内流动前沿的形成受到熔体流动速度、微圆柱模壁、熔体流动惯性影响较大,熔体流经微圆柱结构时产生向上的流动涡流,流动前沿形状呈偏心椭球冠状并逐渐发展成球冠状。     

壁面滑移条件下聚合物微共挤成型机理探究

基于壁面滑移条件，建立了微小流道内聚合物黏弹三维共挤出流动模型，并运用有限元方法对流动模型进行了模拟计算。为探究壁面滑移条件下聚合物熔体工艺条件和物性参数对成型的影响，分别设置芯、壳层熔体不同的流率比和黏度比，通过分析流道内外的熔体速度分布及层间界面形貌，探究了无滑移和完全滑移两种壁面条件下，熔体流率和黏度对聚合物微共挤成型层间界面的影响规律。结果表明，无滑移壁面条件下，熔体层间界面不稳定，口模内和口模外界面均发生偏移，且在口模出口处发生突变，熔体离开口后存在胀大和变形现象，其胀大和变形程度随着熔体入口流率比和黏度比的变化而变化；完全滑移壁面条件下，口模内熔体层间界面发生偏移，但口模外界面稳定，不存在挤出胀大和变形，且不受熔体入口流率比和黏度比的影响，这对实现聚合物微复合制品的精密成型具有重要意义。     

衣架式口模设计灵敏度分析

在对衣架式口模体溶液机理分析的基础上,对衣架式口模中熔体的流动行为进行了合理的假设和间化,采用Hele-Shaw流动模型和幂率粘率模型,建立了衣架式口模内的非弹性,非牛顿熔体在等温条件下流动数学模型,将灵敏度分析理论与成型模拟结合运用于衣架式口模流道优化设计中,降低了衣回式口模的出口横向速率变化率。     

计算机模拟狭缝口模内熔体的流动行为

采用有限元方法,分析狭缝口模截面内熔体的流动行为,运用计算机程序分析改进后矩形口模的效果,从而判断对熔体流速的影响。结果表明:熔体在靠近口模壁的时候,流速较小,越是靠近中心位置,流速越大,尤其在矩形口模处,熔体流速较大,改进口模后,流速减小;熔体流速受口模宽度和高度的影响,熔体流速最大值出现在口模中心处,高度过大会造成口模内最大流速向两侧偏移,浪费大量材料。     

入口速度振动对单管挤出口模熔体流动的影响

研究了塑料挤出过程中入口速度振动对挤出口模内熔体流变性能的影响规律。基于计算机流体力学理论,利用FLOTRAN软件对单管口模成型段熔体流动过程进行数值模拟,分析了振动力场作用下与稳态加工成型中口模成型段熔体压力场、速度场及温度场的分布情况。研究表明,沿熔体流动方向上叠加一个正弦振动的入口速度时,挤出压力、温度是周期性变化的;振动速度的引入可以提高挤出速度、降低挤出压力、加剧黏性生热,同时也能提高口模体积流率,而且随着振动幅值的增大,效果越来越明显。     

基于Polyfow的吹膜模头熔体流动二维数值模拟

对共挤复合吹膜工艺所采用的螺旋芯棒式模头内部熔体流动进行二维数值模拟,简化分析模型并得到挤出过程中熔体流动的流速及压力变化的相对趋势。模拟结果表明:熔体进入模头螺旋部分后具有一定的环向速度,随着螺旋槽深度变浅,流动的方向逐渐由螺旋环向变为挤出方向的轴向,且流速变得均匀;熔体在螺旋槽旋转处静压力较大,接近挤出方向后压力逐渐变小,口模出口处熔体流动速度仍大于流入模头的入口速度。     

"H"型分流道流动平衡与塑料熔体动力学的关系

针对小型塑料件采用一模多腔的模具进行生产时存在的分流道流动平衡问题,通过分析流体在管道中的动反力,揭示了塑料熔体动力学行为与流道平衡的关系。结果表明,注射速率对流道平衡问题是非常敏感的一在生产实践中,对一模多腔模具的分流道问题,只要耐心调整注射速率,是可以生产出合格产品的。     

模具点浇口的改进及其熔体的流动特性

介绍了一种改进的点浇口的结构，对熔体经过该浇口处和在型腔内的流动特性进行了实验研究，发现熔体在通过这种浇口时熔体切力变稀效应加强，粘度显著下降、玻纤增强聚丙烯能在低压快速的条件下充满型腔；腔体在型腔内的流动是由两股熔体“叠加”而成的稳定的流动。     

Rheology and product properties in injection moulding

The types of flow occurring in the runner, gate and cavity of a cylindrical bar mould have been investigated and the relation between the flow and local modulus of the moulding determined for crystal polystyrene. The results suggest that non-isothermal shear flow was occurring in the runner while the gate displayed the characteristics of shear flow when heated to the polymer melt temperature and a complex type of flow when cold. The cavity was found, under normal injection rates, to fill by a jetting mechanism which often produced surface irregularities in the product and progressive filling from the gate was only observed at low injection rates. Investigation of local moulding properties revealed that while considerable variations within a specimen existed, these were apparently not due to the mould filling mechanism. They have been attributed tentatively to the small opening of the mould which takes place during injection and to cooling strain.     

PVC膜专用料力学性能影响因素的探究

采用转矩流变仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和傅立叶变换红外光谱仪研究了聚氯乙烯(PVC)在不同加工温度和转速下的流变性能、塑化行为和结晶性能,探究了塑化效果、微纳层叠器数量对PVC力学性能的影响和PVC专用料吹塑成膜后的力学性能。结果表明,随着加工温度升高、转速增加,塑化时间缩短、凝胶化度增加,塑化行为进行越充分,而平衡扭矩随着加工温度升高而减小,随转速提高而增大;PVC结晶度随加工温度提高而增大,随转速增加而下降。在加工温度为185℃下,随着转速的提高,试样的断裂伸长率不断增大,而纵向、横向拉伸强度先增大后减小,且在转速为40 r/min时均达到最大值,分别为24.8 MPa和23.3 MPa,;在转速为40 r/min下,随着加工温度的提高,试样的断裂伸长率不断增大,而纵向、横向拉伸强度均先增大后减小,且在加工温度为185℃时均达到最大值,分别为24.6 MPa和22.6 MPa。PVC片材的密度和纵向拉伸强度与微纳层叠器数量成正比;与未加微纳层叠器相比,经过6节微纳层叠器后吹塑成膜的轴向拉伸强度提高13.5%,轴向断裂伸长率提高12.4%,轴向直角撕裂强度相应提高34.7%。     

微纳层叠挤出技术的研究进展

综述了近年来微纳层叠挤出技术及其制品性能,重点介绍了国内外微纳层叠挤出技术发展历程及微纳层叠挤出制品在力学性能、光学性能、阻透性能、导电性能等方面的研究进展,为今后微纳层叠挤出技术的研究以及开发新型功能复合材料提供依据。     

微纳米有机微球对聚丙烯复合体系流变及力学性能的影响

用聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯作为基体,以微乳液法制备的纳米微球作为添加剂制备出3种不同的复合体系,并通过旋转流变仪对各复合体系与聚丙烯／马来酸酐接枝聚丙烯基体的流变行为进行了对比研究,然后通过电子万能试验机对各复合体系以及基体的力学性能进行了对比试验。结果表明：随着纳米微球的加入,复合体系的表观黏度均下降;同时,随着剪切速率和剪切应力的增加,各复合体系的表观黏度也下降。由此可推得,纳米微球的加入可以在相对较低的温度下降低熔体黏度,更加有利于纺丝成形。通过研究,3#微球较其他样品具备较优的熔融纺丝条件,且力学性能下降也最少。     

热流道注射模中充模力的计算

就热流道注射模具，根据塑件形状不同，分析了熔体在等温流动和非等温流动时，流经不同位置时的压力损失。推导出了计算充模压力的数学模型。     

面向家族制模具多异型腔不平衡充填的快速优化设计

由于家族制模具多异型腔结构的不平衡性,极易在注射成型过程中产生局部充填不满、迟滞效应等缺陷,很大程度上制约着制品的品质。在对塑料熔体流动分析的基础上,发现流道截面半径和长度是影响熔体体积流量和压力分布的重要因素。针对指示灯柱产品多异型腔组合结构的注射成型特征,提出将不同型腔间充填末端的最大平均压力差作为不平衡因子,集成一种基于均匀设计多维结构变量的快速优化机制,结合遗传算法全局优化获得指标最优的流道方案。模拟验证结果表明,结构参数改进后的流道系统充填平衡效果明显优于初始结果。     

Structure and properties of linear polyethylene crystallized by rapid cooling of melts: 3. The effect of shear

This paper investigates the relationship between the mechanical performance of an injection moulded product and the flow and temperature characteristics within the mould during manufacture. This has been achieved by devising a laboratory experiment involving production of a thin moulded rod. We have shown that the modulus in linear polyethylene is anomalously high when the polymer melt is rapidly solidified whilst being exposed to a high shear gradient. We have related this observation to the morphology of the solid product.