不同角度圆锥口模对聚合物熔体挤出胀大的影响

从理论上和实验上研究了圆锥挤出口模的几何结构对挤出胀大的影响,引入口模入口角、流动自然收敛角来计算圆锥型口模的挤出胀大比,从理论上和实验上指出聚合物熔体在圆锥口模的挤出胀大受到挤出口模入口角影响的一些规律.结果表明,不同角度圆锥口模挤出过程中,熔体在收敛流道受到拉伸流变,导致强烈的入口弹性效应,表现出熔体在不同角度圆锥口模挤出时有不同的挤出胀大比.当L/D较小时,挤出胀大与口模入口角有关,口模入口角θ为15°、30°时,挤出胀大较小,当口模入口角θ=45°～120°时,挤出胀大较大,但在这个圆锥口模入口角范围内,口模入口角的变化对挤出胀大影响很小;当L/D较大时,口模入口角对挤出胀大影响较小.     

LDPE熔体在不同角度圆锥口模的挤出流变分析

深入讨论了聚合物熔体在不同角度圆锥口模的挤出胀大现象及机理,利用生产用挤出机进行不同角度的圆锥口模挤出实验,结果表明,圆锥口模挤出过程中,熔体在收敛流道受到拉伸流变,导致强烈的人口弹性效应,表现出显著的挤出胀大。通过实验研究进一步发现,不同的口模人口角对实验材料表现出不同的Bagley校正因子和可回复弹性应变。     

聚合物熔体在任意长径比圆锥口模的挤出胀大唯象研究

深入讨论了聚合物熔体在不同长径比、不同角度圆锥口模的挤出胀大现象及机理。对口模长径比较小的挤出胀大,由于熔体入口拉伸弹性变形来不及松弛,产生较大的挤出胀大;对长径比较大的口模,熔体在平直流道内停留时间较长,入口弹性形变逐渐松弛,这时主要是流动剪切应变引起的弹性变形,产生较弱的挤出胀大,比长径比小的挤出胀大来得小,并且聚合物熔体的挤出胀大随着长径比的增大而趋向一恒定值。结果还表明:聚合物熔体在圆锥口模的挤出胀大受到挤出口模入口角影响。当L/D较小时,挤出胀大与口模入口角有关;当L/D较大时,口模入口角对挤出胀大影响较小。     

LDPE熔体在圆锥型短口模挤出过程的粘弹行为研究

主要研究不同入口圆锥角短口模流道挤出流动过程中聚合物熔体的粘弹特性,以及在口模流动过程压力损失,入口弹性贮能和挤出胀大比之间的关系。对于不同的口模入口角,有不同的剪切速率与剪切应力的规律,流变曲线各自不同。同时,不同的圆锥入口角,表现出不同的Bagley校正因子对应不同的挤出胀大值,反映了聚合物熔体在不同圆锥入口角短口模挤出过程拉伸弹性形变特性的差异。聚合物熔体在不同入口圆锥角短口模挤出流动过程的压力降,依赖口模流道的几何形状(入口角、长径比)、温度、流动速率等,入口损失主要归因于拉伸形变的弹性贮能。     

不同工艺参数时快速降压口模的数值模拟

在微孔塑料连续挤出成型中,运用Ployflow软件对快速降压口模内熔体流动进行模拟分析,研究了不同CO2浓度、不同熔体体积流量对口模内熔体压力、速度分布及挤出胀大影响。结果表明,口模内熔体压力降在一定的范围内随着熔体体积流量的增大而增大,随着CO2浓度的升高而降低;一定范围内,CO2浓度对口模出口处熔体平均速度的影响不明显,而熔体体积流量对口模出口处熔体平均速度的影响很明显;对于挤出胀大的影响,CO2浓度不宜过高或者过低,2 %（质量分数,下同）时表现最佳;在一定熔体体积流量的范围内,熔体体积流量越高,挤出胀大表现得越不明显。     

塑料异型材挤出口模设计的数值模拟概述

从挤出口模设计原则出发,综述了数值模拟技术在塑料异型材口模流道的曲面构型,入口角和压缩比、降低或消除挤出胀大和挤出口模成型段的设计、熔体流动平衡和压力降的研究进展,以及口模设计的发展趋势.     

T型口模气辅段长度对挤出胀大的影响

用流体有限元分析软件Polyfl ow对T型口模挤出模型进行模拟,研究了口模内熔体的速度场和压力场,并结合熔体的速度场、压力场,着重分析了气辅段长度对挤出胀大的影响。研究发现,在气辅挤出的气辅段中,熔体的流动速度基本趋于一致;气辅挤出口模内熔体的最大压力远小于普通挤出,熔体内应力更小;当气辅段长度为10~30 mm时,挤出胀大比随气辅段长度的增加大幅度减小,当气辅段长度超过30 mm时,挤出胀大比随气辅段长度增加变化微小且逐渐趋于1。设计口模时,应根据需要设定合理的气辅段长度。     

管壁厚度对微挤出成型的影响分析

基于Bird-Carreau黏度模型,运用有限元方法对三维等温微管挤出成型流动模型进行了数值分析,主要研究了管壁厚度对微管挤出成型过程中挤出胀大、速度分布、剪切速率和口模压降等重要指标的影响。结果表明,当熔体入口体积流率相等时,随着管壁厚度的增大,挤出物挤出胀大率和横截面尺寸变化量增大;口模出口端面上熔体的二次流动增强,但挤出速度和剪切速率减小;熔体在口模内的压力降明显下降;适当增加管壁厚度,有利于提高微管挤出质量。     

聚合物异型材挤出口模的逆向数值设计和流动分析

采用Polyflow软件对T型异型材挤出口模进行逆向数值设计,获得其挤出口模构型和尺寸,计算出聚合物熔体在口模内速度分布和挤出胀大。结果表明:逆向数值设计是挤出口模设计的有效手段,可以大大减少试模和修模的次数,从而提高生产效率,节约生产成本。     

计算流体力学在口模设计中的应用

利用计算流体力学软件包Polyflow，对非牛顿聚合物熔体离开正方形口模的挤出胀大行为进行了详细的讨论。为得到截面为正方形、十字形的挤出件，对相应的口模进行了数值设计。应用计算流体力学（CFD）软件可以对口模的尺寸作出数值预测，减少凭经验修模的次数，缩短开发周期，降低成本。     

ABS 在不同入口角圆锥短口模挤出中的流变性能研究

利用毛细管流变仪研究了(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)在不同入口角圆锥短口模挤出中的流变性能,讨论了ABS熔体在长径比为10的不同角度圆锥口模挤出中的流变行为,并测试其非牛顿指数n与稠度系数K。结果表明,ABS的表观粘度随剪切速率的增大而减小,并且在相同的剪切速率下,表观粘度随入口角的增大而增大,但长径比一定时,入口角大时的剪切应力要比入口角小时的剪切应力大;ABS熔体的非牛顿指数n随入口角的增大而减小,而稠度系数K随入口角的增大而增大。     

聚合物熔体在圆锥口型的挤出胀大方程

在聚合物熔体入口收敛流变中引入纯拉伸流变概念，应用张量理论进行了定量分析，导出了一个描述圆锥口型的挤出胀大方程。研究表明，入口收敛拉伸流变，是取合物熔体产生了强烈的弹性形变，导致了较大的挤出物胀大比。     

气辅挤出过程中挤出胀大的实验和模拟研究

气体辅助挤出是一种新型挤出工艺,可以显著减小挤出胀大,减小口模压力降。对气辅挤出过程中的挤出胀大现象进行了实验研究和数值模拟,在实验研究中,对传统挤出和气辅挤出进行了对比实验,分析了螺杆转速、辅助挤出气体压力和流量对挤出胀大的影响,并采用CFD有限元通用软件FIDAP分析了气辅挤出过程中口模内的速度场和压力场。     

振动力场下高聚物挤出胀大现象研究进展

高聚物熔体流动的入口效应和在口模中的剪切作用是导致稳态场中挤出物胀大的主要原因,而振动力场能有效地减小高聚物的挤出胀大比.综述了在非稳态流场中挤出物胀大后指出由于振动力场的作用,分子链段的扩散和运动变得迅速,这样分子链容易发生解缠和解取向,弹性能得到及时释放,直接表现为挤出胀大比减小.并在最后给出了今后的研究方向.     

C形口模共挤出胀大的三维黏弹数值研究

运用有限元方法,采用PTT本构方程和Arrhenius黏度对温度依赖方程,对C形共挤口模中的聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)两熔体进行了三维非等温黏弹数值研究,主要研究了口模入口端熔体层间界面位置（r）对挤出胀大率和界面位置稳定性的影响,研究表明,随着r的增大,口模出口处熔体的二次流动程度减弱,挤出胀大率减小;在两熔体入口流率相等的情况下,取使得两熔体入口面面积近似相等的r值,能保证口模内及口模出口端熔体层间界面位置稳定性较好。     

弹性体短口型挤出胀大行为的研究

讨论了聚合物熔化经短口型挤出时的胀大现象及机理，提出了预测短口型挤出胀大的数学模型，并引用混炼胶毛细管实验测量数据进行初步验证，结果表明，挤出胀大比的理论计算值与实测值有良好的一致性。     

气辅对L形异型材包覆共挤胀大影响的数值模拟

采用PTT本构方程,运用有限元方法对低密度聚乙烯/高密度聚乙烯（PE-LD/PE-HD）熔体的包覆共挤过程进行了三维等温黏弹数值模拟。对比分析了2种熔体在传统和气辅包覆共挤过程中挤出胀大及在不同条件下气辅包覆共挤熔体的挤出胀大。结果表明,气辅包覆共挤过程中,当芯层与壳层熔体的单位体积流率相等时,整体、芯层及壳层胀大率不随松弛时间的增加而变化,一直保持为零,而当芯层与壳层熔体的单位体积流率不等时,单位体积流率较大的熔体表现为挤出胀大,较小的表现为挤出收缩。