LLDPE在振动剪切复合场中挤出成型的流变行为

利用振动剪切挤出装置研究了线性低密度聚乙烯(LLDPE)在振动与旋转剪切复合力场中挤出成型时的流变行为。结果表明:LLDPE熔体在复合力场中的表观黏度受振动频率、振幅、剪切速率等影响很大。在复合力场中存在使黏度降低最大的振动频率和剪切速率的最佳搭配。     

超声波对微流道中聚合物流动性能的影响研究

为了研究超声波作用下的聚合物材料流动性能及其影响因素,利用自主开发的聚合物超声波辅助挤出测试系统,进行了超声波作用下聚合物熔体在微流道管壁的剪切力、剪切速率和表观黏度的测试,并在与传统稳态挤出相比较基础上,分析了超声波对微流道中聚合物熔体流动性能的影响。实验结果表明,引入超声振动后,微流道的入口压力降有明显降低,并且随着熔体剪切速率的增加而增大;超声振动作用下聚合物熔体剪切速率存在临界值,当剪切速率小于临界值时,超声下聚合物黏度小于传统稳态挤出聚合物黏度,反之,超声聚合物黏度大于传统挤出聚合物黏度。     

回收料制备人造草丝熔体的流变性能研究

采用聚合物动态流变测试仪研究了含回收料的人造草丝熔体的流变性能,探讨了回收料用量、温度、口模长径比对熔体表观黏度和挤出胀大比的影响。结果表明,人造草丝熔体属于假塑性熔体,其表观黏度随剪切速率和回收料用量的增加而降低。在剪切速率500s-1时,回收料用量越低,熔体的表观黏度降低越明显;剪切速率1800s-1时,熔体的表观黏度变化平缓且较为接近。对于100%回收料草丝熔体,其表观黏度随温度的升高和口模长径比的减小而降低;挤出胀大比则随温度的升高和口模长径比的增大而降低。     

振动挤出对HDPE/碳纤维复合材料流变行为和性能的影响

通过在挤出成型过程中引入振动场,研究了加工过程中HDPE/碳纤维(CF)复合材料在振动场中的流变行为,并借助拉伸性能检测以及差示扫描量热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)等测试方法,分析了HDPE/CF复合材料的结构与性能。结果表明:振动挤出可以显著降低熔体的表观黏度,最大降幅为56.95%,同时还可改善制品的力学性能,拉伸强度最大增幅为15.1%;材料力学性能的提高可归因于其微观形态结构的变化,振动使HDPE/CF复合材料基体晶粒细化、晶体排列更加规整、结晶度略有提高,并增强了CF与基体间的界面黏合作用。     

增塑剂改性聚乙烯醇的熔融加工性能研究

在聚乙烯醇(PVA)中加入二乙醇胺/一缩二乙二醇复合增塑剂,通过熔融挤出制备了PVA改性材料。采用傅里叶光谱仪、差示扫描量热仪、X射线衍射仪等研究了复合增塑剂对PVA拉伸性能、熔体的流动速率、表观黏度及微晶尺寸的影响,结果表明:增塑剂用量在30 phr以上时,PVA的熔体流动速率大幅增加,表观黏度降低,氢键作用减弱,结晶度和熔点明显下降。     

玻纤增强PA66复合材料挤出流动性能的研究

采用毛细管流变仪,研究了30%玻纤(GF)增强尼龙(PA)66复合材料在270～300℃下的挤出流动性能。结果表明,剪切速率、温度对GF增强PA66复合材料熔体的流动性能均有影响。复合材料熔体的表观黏度随剪切速率的增加而降低,其对温度的依赖性符合Arrhenius方程。在实验结果的基础上,进一步对熔体流动的本构方程进行修正,建立了剪切速率、温度和黏度之间的关系模型。计算了模型中表征材料挤出流动性能的物性参数。     

超声辅助挤出对尼龙6性能的影响

在尼龙(PA)6的熔融挤出过程中引入超声振动外场,通过X射线衍射、高压毛细管流变性能、熔体流动速率测定、特性黏度测定和力学性能测试等手段研究超声振动对PA6性能的影响。结果表明,引入超声外场后,PA6的结晶度提高,热力学稳定的α晶型所占比例提高;特性黏度和粘均分子量降低,熔体黏度降低;力学性能基本保持不变。     

动态充模过程熔体表观黏度的实时测量与研究

修正了脉动压力诱导注射成型充模过程浇口流道中熔体壁面表观剪切黏度的数学模型,并介绍了建立在此基础上的通过实时测量并记录螺杆位置变化以及浇口流道两端熔体压力变化来表征脉动压力诱导注射成型充模过程熔体实时表观剪切黏度的方法,通过实验研究发现,脉动压力的引入对熔体的实时表观剪切黏度产生了深刻的影响,且降低了充模过程单振动周期内壁面熔体的平均表观剪切黏度及受到的平均剪切应力。在此过程中,还提出了特定振动参数下熔体剪切应力与剪切速率之间相位角的计算方法。     

振动力场作用下聚合物熔体分子动力学（Ⅱ）表观黏度的影响

在本文（Ⅰ）报所建立的振动力场作用下聚合物分子运动物理模型和解析模型的基础上，推导出了振动诱导作用下聚合物熔体动态表观黏度与振动频率的关系表达式。通过实例计算和动态流变仪实验验证，证明了该模型的正确性和有效性，并且得出结论：振动力场作用下，聚合物熔体的表观黏度与振动频率密切相关，表观黏度随振动频率增加而减小;当振幅大于聚合物分子链长度时（一般都会大于分子链长度），再增加振幅对表观黏度的影响不大。证明了（Ⅰ）报中物理模型以及数学推导的正确性，为聚合物成型加工工艺制定及成型设备研制提供了理论依据。     

毛细管动态挤出下聚合物熔体非线性流变行为的研究

采用毛细管动态流变仪,选用PELD、PP、PS和PA等典型物料,研究了毛细管动态挤出下各聚合物熔体的非线性流变行为。结果表明,不同物料的流变行为对振动力场的响应特性有较大差异,只有在一定的振幅和频率下振动力场才能有效降低熔体的黏度。实验首次发现,PP、PS和PA存在窄的振动参数区域,在此区域内,熔体的动态表观黏度值大于相应的稳态值,出现“加振变黏”现象。这一新的发现表明,并非“只要引入振动就一定有利于聚合物材料的成型加工”,必须考虑不同分子结构的聚合物材料对振动的不同响应规律。     

HDPE在振动场中挤出成型时的流变行为

利用自行研制的新型液压振动挤出装置研究了高密度聚乙烯（HDPE）在振动场中挤出成型时的流变行为。研究表明,HDPE熔体在振动场中的表观粘度与振动频率、振幅、口模温度和挤出机螺杆转速均有关,随着振动频率的增加,表观粘度先降至最低值,然后回升到一定程度后基本保持不变,但始终低于未施加振动时的表观粘度;振幅越大,振动场对表观粘度的影响就越大;口模温度超过熔点时,振动场对表观粘度的影响有所增大;螺杆转速越大,振动场对表观粘度的影响就越小。     

Study on Rheology of LLDPE under Compound Stress Field of Vibration and Shear in Extrusion Molding

In this article, a new equipment was self-developed to study the effect of compound stress field of vibration and shear on rheological properties. Using the special equipment, study on the rheological properties of LLDPE under single vibration field, single shear field and compound stress field was respectively carried out. The experimental results show that the changes of apparent viscosity of LLDPE melt is relative to vibration frequency, vibration amplitude, and mandrel rotary speed under the compound stress field. The apparent viscosity can be reduced much more sharply in compound stress field than in the single vibration or shear field.     

脉动注射对螺线槽模腔熔体流动性能的影响

采用阿基米德螺线槽模具对脉动注射充模过程中聚合物熔体的流变行为进行了实验研究,分析了振动力场对聚合物熔体充模流动性及模腔不同位置聚合物熔体充模压力的影响。结果表明,振动力场的引入有利于降低聚合物熔体的表观粘度,改善熔体的流动性,减小熔体在充模过程的压力损失。这种效果尤其对表观粘度高的聚合物熔体更为明显。     

振动力场下聚合物熔体流变行为的响应与分析 Ⅰ.毛细管压力降和熔体表观粘度

在自行设计的恒速型毛细管动态流变装置上 ,对聚合物熔体进行动态挤出实验。借助已建立的振动力场下聚合物熔体流变行为的表征公式 ,分别计算振动力场下聚合物熔体在毛细管壁处的剪切应力、剪切速率和表观粘度。与稳态挤出时相比 ,引入振动力场后 ,发现毛细管压力降、表观粘度均显著降低 ,且随着振动频率和振幅的改变呈非线性变化趋势 ,作者对此进行了深入分析。     

振动力场对PP/PS共混物流变特性的影响

利用自制的聚合物流变测试装置,研究了不同配比的聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PS)共混物在振动力场作用下的流变特性。结果表明:与稳态相比,振动力场的引入明显降低了共混物的表观黏度和挤出胀大比;随着PP含量的增加,共混物的表观黏度在PP/PS=40/60时出现极小值,而挤出胀大比逐渐降低。在PP/PS=60/40时,当振幅为0.5mm,随着频率的增加,共混物的表观黏度呈现无规律的波动状态;当频率为20Hz时,随着振幅的增加,共混物的表观黏度逐渐降低。     

PS在低频振动场中流变行为的研究

本文利用自行研制的振动注射实验台，实现了熔体在低频振动下的剪切－压力振动模式，对PS的流变性能进行实验研究发现，在不同的温度／ 压力／振幅下，P熔体表观粘度随振动的增加而下降存在一个敏感区，并有使表观粘度最低的最佳振动频率，过了敏感区，表观粘度随振动频率的增加有较小的回升，实验曲线趋于平缓。本实验中，PS熔体表观粘度降低多达60．3％。     

高分子材料动态成型过程中熔体非线性行为的研究

借助流变测量和连续介质理论,不依赖已有的本构关系,对平行叠加正弦振动条件下高分子熔体经毛细管的动态挤出过程进行了理论分析。以低密度聚乙烯(LDPE)为原材料,实验测量LDPE熔体在一定振动频率和振幅下毛细管入口压力、体积流量和挤出胀大的瞬态值,即可得到动态成型过程中高分子熔体剪切应力、剪切速率和表观粘度的变化规律:随振幅和频率的变化,LDPE熔体的表观粘度呈非线性变化趋势;在不同的振幅和频率下动态挤出LDPE熔体,跟稳态挤出时一样,壁面剪切应力与壁面剪切速率也成非线性比例关系。     

The Formula for Apparent Viscosity of Polymer Melt Extruding Through a Capillary Under a Superimposed Vibration

The apparent viscosity of a polymer melt within a capillary was analyzed based on experimental measuring when a sine vibration of small amplitude was superimposed in a parallel manner on the extruding direction of polymer melt. The theoretical model for apparent viscosity of polymer melt under an superimposed vibration was set up independent of any existing constitutive equations. Meanwhile, the calculating steps for previously apparent viscosity were established by making use of novel rheological measurement equipment that was designed by the author. Through collecting and analyzing the instantaneous data of a polymer melt dynamic extruding through a capillary under definite frequency and amplitude of vibration, the apparent viscosity of a polymer melt within a capillary was then calculated.     

用落球法研究气固浓相流化床表观粘度

用落球法对不同参数条件下的气固浓相流化床床层表观粘度进行测量和线性拟合,得到了流化床的床层屈服应力和塑性粘度与各因素的关系;研究了粘度对分选时间的影响,建立了振动流化床分选时间与表观粘度和物料密度之间的数学模型. 结果表明,在同一气速下,随石英砂颗粒粒级及床层高度增大,床层表观粘度整体增大. 在一定的流化气速范围内,石英砂介质粒级为0.25~0.125 mm、床高190 mm时,床层粘度稳定在0.39~0.51 Pa×s. 加入振动后,床层粘度明显下降,频率15 Hz、振幅1 mm时流化效果较好,床层粘度稳定在0.69~0.95 Pa×s.