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。     

聚合物熔体在圆锥短口模的挤出胀大方程

深入讨论了聚合物熔体在不同长径比、不同角度圆锥短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短口模实验。结果表明，圆锥短口模挤出过程中，熔体在收敛流道受到拉伸流变，导致强烈的入口弹性效应，表现为熔体在短口模挤出时显著的挤出胀大。理论和实验研究结果进一步表明不同圆锥口模入口角对实验材料表现出有不同的挤出胀大值。     

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。     

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。     

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.     

微孔塑料连续挤出成型快速降压口模的数值模拟

利用Polyflow有限元软件对聚苯乙烯(PS)/CO2均相体系在连续挤出成型圆形快速降压口模中的流动进行数值模拟,考察快速降压口模入口角、长径比及口模温度对PS微孔塑料熔体沿轴线方向的压力降速率和剪切速率的影响。结果表明,当入口角大于30°时,改变入口角对压力降速率和剪切速率无明显影响,即对微孔塑料的气泡成核影响微小,但当入口角为0°时,与其它各入口角相比,其熔体压力降速率最大,气泡成核时间最早;在毛细管段口模直径不变的情况下,改变其长径比对熔体气泡成核亦无明显影响,但压力降随口模长度缩短而变小;口模温度对剪切速率影响不大,但降低口模温度,压力降速率明显提高,从而有利于微孔塑料的气泡成核。     

基于POLYFLOW模拟不同微孔形状及拉伸速率的共挤出流动

以聚酰胺6(PA6)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)两种聚合物为原料,应用POLYFLOW软件模拟并列型PA6/PET熔体共挤出过程的现象,讨论了2种熔体在不同入口角、不同长径比的微孔结构下的挤出胀大比的变化规律。结果表明:长径比较小时,入口角对挤出胀大比有一定的影响;长径比较大时,入口角对挤出胀大比几乎没有影响;随着长径比的增加,挤出胀大比逐渐减小。随着拉伸速率的增加,挤出胀大比减少;拉伸速率过大时,容易产生熔体破裂,因此,适当的拉伸速率可以减小挤出胀大比。     

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。     

气辅挤出口模中滑移段长度对挤出胀大比的影响研究

采用壁面滑移方程和Thompson变换,对黏弹性高分子熔体在不同气体辅助挤出口模内的流动进行了数值模拟研究.考察了剪切速率、松弛时间和滑移段长度对挤出物挤出胀大比的影响.研究表明:随着剪切速率和松弛时间的增大,挤出胀大比增大;同时发现当剪切速率或松弛时间增大到某一数值时,挤出物出现先收缩后胀大现象,并伴有熔体破裂现象.模拟还表明:延长气辅挤出口模中滑移段的长度可以避免挤出物发生熔体破裂,并可有效降低挤出胀大比.     

Experimental and theoretical investigation of extrudate swell of polymer melts from small (length)/(cross-section) ratio slit and capillary dies

An experimental and theoretical study is presented of extrudate swell from short capillary and slit dies. The polymer melts studied were polystyrene and polypropylene. The swell from slit dies is greater than the swell from capillaries. Decreasing die entry angle for capillary dies decreases swell. The argument is made that elongational How existing in the die entry region and for short dies determines extrudate swell. Dimensional analysis arguments are used to relate extrudate swell to a Weissenberg number based on elongational flow at the die entrance and the detailed die geometry. Correlations are developed. The theoretical study is based on unconstrained elastic recovery following elongational How through the die entrance region.     

Die design for rigid PVC—the effect of die land length on extrudate swell

PVC profile extrusion compounds have a unique morphology. While other polymers gradually decrease in extrusion die swell with increasing length/thickness (L/D) ratio, PVC profile extrusion compounds have a low die swell, quite independent of the die's L/D ratio in the range of 5 to 20. The fact that the die land length can be changed without changing the extrudate swell is an important consideration, which makes die design and balancing dies simpler and easier for PVC profile extrusion compounds. While other polymers substantially increase extrudate swell with increased shear rate, the swell of the PVC profile compounds is not much affected by shear or extrusion rate. This unique behavior allows wider processing latitude in profile extrusion and faster extrusion rates than with other polymers. Another unique factor in the rheology of PVC profile extrusion compounds is that extrusion die swell increases with increasing melt temperature, while other polymers have decreasing die swell with increasing melt temperature. The unusual rheology of PVC profile extrusion compounds is attributed to its unique melt morphology, where the melt flow units are 1 um bundles and molecules that have low surface to surface interaction and entanglement at low processing temperatures but increased melting and increased entanglement at higher processing temperatures. Other polymers, unlike PVC, have melt flow at the molecular level.     

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.     

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。