滑梯形滚塑模具表面温度均匀性的数值研究

采用数值模拟的方法通过Fluent软件对圆筒形滚塑烘箱内滑梯形模具的表面温度分布的均匀性进行了理论研究。利用能量守恒原理得到了烘箱内部空气平均温度的分析解,通过将数值仿真结果与其相比较,证明了传热理论模型和数值计算方法的准确性;分别研究了烘箱的进风温度、进风速度以及烘箱进风口和回风口的周向位置对滑梯形模具表面温度均匀性的影响。结果表明,提高进风温度将使模具表面温度分布的均匀性变差,而增大进风速度可以改善模具表面温度分布的均匀性;让进风口和回风口的周向位置更靠近烘箱上、下半圆筒的水平分界线,也可以改善温度分布的均匀性。     

滚塑工艺在加热阶段的两种传热模型的比较研究

为一个圆筒形滚塑模具在其内部粉料开始熔融之前的加热阶段建立了两种传热理论模型.在第一种传热模型中,将模具内的空气当作主要相的流体,将粉料当作次要相的流体.采用FLUENT软件中多相流模块的Mixture模型对模具内的流动与换热进行仿真计算.第二种传热模型是一种简化的传热模型.即忽略模具的结构形状和温度梯度,同时假设模具...     

直接电加热滚塑工艺的传热分析

通过实验测量了直接电加热的滚塑模具在加热阶段的表面温度和模内温度以及所消耗的电能。然后根据实验数据对该滚塑工艺的加热阶段进行了传热分析,计算了有效热能和无效热能,并提出了评估该滚塑工艺的3个指标参数——热能利用率、加热每单位质量粉料所消耗的电能、加热每单位质量粉料所需的时间。结果表明,该滚塑模具的表面温度具有一定的不均匀性,不同位置处的最大温差为8 ℃。3种实验情形下的最高热能利用率为37.5 %,另外在相同的模内加热温度下,热能利用率随模内粉料质量的增大而减小。     

在加热阶段滚塑模具内表面传热系数的两种研究方法

提出了获得电加热滚塑模具内表面传热系数的两种研究方法，这两种方法适用于模内粉料开始熔融前的加热阶段。第一种方法是首先在4种情形下测量该滚塑模具的外表面温度和模内温度，然后根据能量守恒原理建立一个传热模型，并通过该模型将这些实测的温度值转换为在这4种情形下模具的内表面传热系数。第二种方法是将实际的滚塑模具等效地简化为一个二维圆筒，将模内空气当成主相流体，粉料当成第二相流体，通过FLUENT软件的多相流模块中的Mixture模型进行仿真计算以得到模具内表面的传热系数。结果表明，这两种方法所得的结果在其中的3种情形下都吻合得很好。随着模内粉料的体积百分比的增加，模具的内表面传热系数先是快速增大，然后增大的速率变慢，在达到最大值61.2 W/（m²·K）后开始减小。当粉料的体积百分比不在58 %~74 %的范围内，由第二种方法仿真所得的模具内表面传热系数的相对误差不超过10 %。     

滚塑成型无线测温装备的研究与应用

针对滚塑成型中烘箱内温度很高,无法利用现有的温度测量装备对其实施在线测量的现状,设计了一种可以在高温复杂环境下正常工作的无线测温装备,介绍了其原理及关键部件隔热盒和无线测温系统组成。该装备可以实现在滚塑成型工艺过程中对烘箱内部的温度、模具内外壁的温度和物料的温度变化进行实时监测和无线输送,为控制和调节滚塑成型工艺提供依据。     

滚塑工艺加热阶段的传热模型的解析解

对从滚塑模具开始受热到其内部粉料开始熔融之间的加热阶段建立一个传热理论模型。在该模型中，忽略模具、内部空气和粉料的温度梯度，即各自只有一个随时间变化的平均温度。将模具的内部分成内部空气区域和粉料区域。内部空气和粉料在与模具发生对流换热的同时，这两者之间通过掺混也在发生对流换热。根据能量守恒原理，对模具、内部空气和粉料分别列出热能平衡方程式，然后通过简化和求解常微分方程组得到了它们平均温度的解析表达式。由此计算所得的内部空气温度与其实验结果吻合的较好，从而证明了此传热模型及其解析解的准确性。     

滚塑工艺成型周期的数值研究

为球形中空塑料制品的滚塑工艺建立了一种新的传热理论模型,并采用Fluent软件对模具的导热、塑料层的导热和熔融、结晶相变以及内部空气的自然对流换热耦合求解。数值计算所得的模具外壁面温度和内部空气温度都与实验结果吻合较好,从而证明了理论模型的有效性。最后,采用该理论模型分别计算了在不同加热温度、加热对流换热系数以及冷却对流换热系数下的滚塑成型周期,从而确定了这些参数对成型周期的影响,并得出了增大这些参数可缩短成型周期的结论。     

一种简单的用于滚塑工艺加热阶段的传热模型

对从滚塑模具开始受热到其内部粉料开始熔融之间的加热阶段建立一个简化的传热理论模型,通过混合物与模具内壁面接触时的非稳态导热方程来计算这二者之间的表面传热系数,然后采用MATLAB软件求解模型中的常微分方程组。将计算所得的内部空气温度与实验结果相比较,证明了传热模型的准确性;应用该传热模型分别研究了烘箱内加热温度、外部表面传热系数以及塑料制品的厚度对加热时间和加热效率的影响,发现加热效率随时间的延长而增大,较厚的塑料制品比较薄的塑料制品具有更高的加热效率。     

滚塑成型工艺加热阶段的数值研究

为一个球形中空塑料制品的滚塑成型工艺的加热阶段建立了一种新的流动与传热理论模型,并采用Fluent软件对其进行数值计算。该理论模型将模具的导热、塑料层的导热和随后的熔融以及内部空气的自然对流换热耦合起来求解。数值计算所得的加热时间、模具外壁面温度和内部空气温度都与实验结果吻合较好,从而证明了本理论模型的有效性。最后采用该理论模型分别计算了在不同外部加热温度、外部对流换热系数以及塑料粉末层厚度下的加热时间,从而确定了这些参数对加热时间的影响,并得出了提高外部对流换热系数比提高外部加热温度能更有效地缩短加热时间等结论。     

单轴滚塑成型传热过程的数学建模

阐述了滚塑成型技术的基本原理、工艺特点。以单轴滚塑成型实验为依据,对工艺过程进行了适当简化和假设,着重对粉料在加热及熔融状态下的物理过程进行了分析,详细提出了单轴滚塑成型传热过程的数学模型,对模具加热时间、粉料熔融时间、熔融温度场时间函数、半径函数及温度场分布进行了求解。     

注塑工艺参数对模腔压力分布的影响

模腔压力曲线是产品品质的综合指标。探讨了模具温度、熔体温度和保压压力对模腔内各点压力大小的影响规律,并使用各点的时间压力曲线,对其各点的压力曲线重合率进行了探讨。在此基础上,分析了模具模腔内不同点的压力分布和制品品质之间的关系。结果表明,各点压力曲线越接近,制品品质的均一性越好;模拟计算使用模流分析Moldflow软件,所得结果对于研究模腔压力变化,监控产品品质,保证产品一致性具有重要的参考意义。     

一种测量超临界CO2在聚合物中溶解行为的新装置

设计了一种测量超临界CO2（ScCO2）在聚合物中溶解行为的装置,并通过测量温度在443.15~463.15 K,压力在7.5~9.5 MPa范围内ScCO2在聚苯乙烯（PS）中的溶解度及溶解速度验证装置的可行性。结果表明,溶解度实验值与计算值的相对误差低于20 %,而依据实验值计算的扩散系数与文献值表现出相同数量级,由此说明新装置能够进行ScCO2在聚合物中溶解行为的测量。     

两种磷杂菲/三嗪双基化合物在聚氨酯硬泡中的阻燃行为对比研究

通过箱式发泡制备了三（3DOPO2羟基丙基）1,3,5三嗪2,4,6三酮（TGD）/三（3DOPO丙基）1,3,5三嗪2,4,6三酮（TAD）单独添加和分别与可膨胀石墨（EG）复配阻燃的硬质聚氨酯泡沫（RPUFs）。利用极限氧指数仪（LOI）、锥形量热仪,热重气相色谱质谱联用仪和扫描电子显微镜研究了TAD和TGD在RPUF中的阻燃行为。结果表明,TAD和TGD均能提高RPUF的LOI值,降低RPUF的总热释放量,平均有效燃烧热和热释放速率峰值,并且TGD对这些数值的影响明显大于TAD;随着EG的加入,TGD/EG/RPUF体系表现出比TAD/EG/RPUF更高的LOI值和残炭产率。     

醋酸仲丁酯加氢制备仲丁醇

以氧化铝为载体,采用浸制法制备了一系列负载型CuO/Al₂O₃催化剂,研究了醋酸仲丁酯加氢反应条件对反应结果的影响。结果表明,在反应温度265 ℃、反应压力8.0 MPa、空速0.2 h^-1和氢酯物质的量比20条件下,醋酸仲丁酯转化率为98.16%,仲丁醇选择性为20.48%,丁醇选择性为93.37%,乙醇选择性为88.81%。     

照明LED灯罩及灯管用光扩散聚碳酸酯的制备

制备了有机硅交联微球,探究出了最佳制备工艺。采用光扩散剂直接添加法和母粒法2种工艺将得到的微球与聚碳酸酯（PC）混合制备了照明用LED灯罩及灯管用光扩散PC,并对其进行了性能测试。结果表明,添加0.15 %（质量分数,下同）的光扩散剂即可大幅度提高PC的雾度,同时仍保持较高的透光率;母粒法比直接添加法效果更好,加入紫外光吸收剂后使光扩散PC抗老化性能得到大大提高,但光扩散剂的加入使PC的冲击强度下降。     

废轮胎胶粉在自粘聚合物改性沥青防水卷材中的应用

研究废轮胎胶粉在自粘聚合物改性沥青防水卷材(自粘卷材)中的应用。结果表明,采用活化度为50%、粒径为250μm胶粉可作改性剂用于制备满足国家标准要求的自粘卷材,卷材适宜的配方:沥青100,胶粉24,苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS) 6,芳烃油12,滑石粉60。活化胶粉中的小分子组分与相容剂、线性化大分子橡胶组分及甲苯不可溶物与SBS作用机理类似,这3种组分可共同替代传统自粘卷材中的相容剂、胶粉及部分SBS,即采用活化胶粉可制得综合性能优异的防水卷材。     

增容作用对聚乳酸/高密度聚乙烯合金发泡行为的影响

以乙烯甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（GEMA）为增容剂,采用熔融共混法制备了聚乳酸（PLA）/高密度聚乙烯（PE-HD）增容合金。以CO2为发泡剂进行釜压发泡,制备出PLA/PE-HD增容合金泡沫。结果表明,加入GEMA后,聚合物合金的结晶能力有所下降和流变性能略有提高;随着GEMA含量的增加,PE-HD分散相尺寸减小,数量增多,聚合物合金发泡样品的泡孔结构可以实现从复合泡孔到单一泡孔的转变。     

聚苯乙烯多孔吸附微球的制备

通过悬浮聚合和超交联两步法合成了具有介孔结构的改性聚苯乙烯微球用作血液净化材料。首先采用悬浮聚合法制备了亲水改性的苯乙烯马来酸酐共聚微球（MPPS）,然后将MPPS微球以二氯甲烷为溶剂、无水氯化铝为催化剂进行后交联处理,制备了含有介孔结构的、具有较高比表面积的聚苯乙烯(HCLPS)多孔微球。采用比表面积测试、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱等仪器分析表征了微球的结构和形貌,并测试了HCLPS微球的吸水性和戊巴比妥钠吸附性能。结果表明,超交联反应可以显著提高微球的比表面积,并且随着马来酸酐(MAH)含量增加,微球的吸水性和戊巴比妥钠吸附性能提高;当MAH含量为20 %（质量分数,下同）时HCLPS微球的戊巴比妥钠吸附率为91.90 %。     

基于型腔压力技术的科学调参

型腔压力曲线的积分值可以将曲线量化,通过调节注射速率、转压点位置、保压压力和时间,探究型腔压力曲线积分值与各工艺参数之间的线性关系。根据此线性关系可以得到最优的工艺参数,将传统的经验调参转变为精准的数值化调参。     

二聚脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂的制备及性能研究

采用可再生的二聚脂肪酸来制得改性环氧丙烯酸酯。首先将二聚脂肪酸和环氧树脂按不同比例反应得到改性环氧树脂,再通过与丙烯酸的开环反应引入丙烯酸酯基团,从而制得2种不同相对分子质量的改性环氧丙烯酸酯（ED21、ED32）。用GPC表征了改性环氧丙烯酸酯的相对分子质量,对其热性能及不同条件下的光固化性能进行了研究,并与商品化双酚A二环氧丙烯酸酯（6104）进行了涂膜性能的比较研究。结果表明：改性环氧丙烯酸酯光固化过程双键转化率可以达到90％,与6104相比改性树脂涂层具有较好的柔韧性和附着力。