熔体泵在聚合加工中的特性及应用

熔体泵辅助挤出已广泛应用于聚合物加工工业，在挤出机出口处安装熔体泵能有效的产生必要的压力并使熔体均匀的输送到机头。稳定的体积流量和降低熔体温度对于改善最终产品的质量有重要意义。熔体泵辅助挤出可用于片材、管材、吹膜和型材，它具有广泛的发展前景。主要介绍其在聚合物挤出系统中的特点及应用。     

圆环隙口模中聚合物熔体的受力分析

详细分析了聚合物熔体在圆环隙口模中不同流动区域的壁面剪切应力和应力场,并讨论了流道截面形状的变化对壁面剪切应力的影响规律,以及熔体受力及对其弹性流变效应和挤出物中残余应力的影响。结果表明,在熔体挤出过程中,压缩区对熔体的流动具有重要影响。     

基于Navier滑移模型的聚合物挤出成型有限元模拟

基于聚合物挤出成型过程中壁面滑移机理,采用Navier滑移模型,利用有限元方法对聚合物挤出过程进行了数值模拟。基于微观壁面滑移机理对壁面滑移进行了理论分析,获得了不同滑移系数对熔体的速度、剪切速率和压力的影响规律。研究结果表明:随着壁面滑移系数减小,熔体在模具出口截面的速度梯度减小,熔体出口速度逐渐趋于一致,逐渐呈柱塞流;熔体剪切速率和剪切应力减小,靠近壁面的大分子间出现解缠,或与壁面吸附力减弱,熔体滑移程度增强,熔体内速度梯度减小;熔体流动所受的阻流作用减小,压力降减小,有利于熔体流动。     

超临界二氧化碳在聚合物挤出成型中的应用进展

详述了国内外在超临界二氧化碳降低挤出成型过程中聚合物的熔体粘度和作为发泡剂制备微孔塑料制品两方面的研究进展,指出了目前国内外在超临界二氧化碳(SC-CO2)应用于聚合物挤出成型方面存在的问题.为了解超解超临界二氧化碳在聚合物科学中的应用潜能提供了参考.     

超临界二氧化碳在聚合物挤出成型中的应用进展

详述了国内外在超临界二氧化碳降低挤出成型过程中聚合物的熔体粘度和作为发泡剂制备微孔塑料制品两方面的研究进展,指出了目前国内外在超临界二氧化碳（SC-CO2）应用于聚合物挤出成型方面存在的问题,为了解超解超临界二氧化碳在聚合物科学中的应用潜能提供了参考。     

临界外推滑移长度的解析、测量及其流变学意义

给出用恒速型毛细管流变仪研究熔体挤出畸变时,计算熔体壁滑速率和外推滑移长度的原理和方法,采用2种聚合物样品HDPE(高密度聚乙烯)和EPDM(三元乙丙橡胶)验证计算方法。求得样品的壁滑速率在每秒几厘米的量级,临界外推滑移长度在毫米数量级。由此进一步探讨壁滑的分子机理和界面机理,指出发生显著熔体壁滑、压力振荡和挤出物表面畸变的前提条件是,熔体具有线形分子链且发生强缠结以及熔体/模壁间具有强吸附边界。     

数值研究双螺杆挤出平行孔模具内聚合物流场

使用有限元方法数值计算双螺杆平行4孔模具内高黏度聚合物熔体的等温流场,分析模具压差对熔体流场的影响.研究结果表明,随着模具压差的增加,物料的平均速度、平均剪切速率增加,平均黏度降低,产量增大;在模具入口段,物料平均速度和平均剪切速率减小,平均黏度增大;在模具过渡段和平直段,熔体平均速度和平均剪切速率增大,平均黏度减小;模具内熔体各物理量梯度小,在模具过渡段,压力没有急剧增大;模具平行各孔道中熔体物理量分布基本相同,可以说明该模具能够均匀挤出制品,该平行4孔模具的设计合理.实际生产验证双螺杆挤出平行4孔模具可挤出成型多个质量合格制品.     

气体压力对聚合物气辅挤出成型影响实验及模拟

实验发现了气辅挤出中气体压力对熔体挤出影响较显著,为了探明气体压力对熔体挤出成型的影响机理,建立了气体/熔体两相流气辅挤出模型,通过有限元方法对气辅挤出成型进行了非等温黏弹数值模拟,得到了不同气体压力下,熔体的挤出形貌、流速、压力、法向应力差分布等变化规律。模拟结果表明,气体压力对熔体挤出流场分布及成型形貌具有较大影响,在气体压力相对较小且能形成稳定的气体层时,熔体速度场分布均匀,压力、法向应力差较小,挤出无形变;随着气体压力增大,熔体的速度、压力、法向应力差和形貌收缩程度等均显著增大。研究表明,由于气体的作用,在气体/熔体入口交界面处产生的第一法向应力差是引发熔体挤出形变和流场分布变化的主要原因。     

LLDPE熔体高速挤出时的亚稳定光滑挤出现象

采用恒速型双毛细管流变仪对比研究3种线型低密度聚乙烯(LLDPE)熔体的高速挤出流变性能。结果表明,3种LLDPE熔体均出现亚稳定光滑挤出(又称第二光滑挤出)现象;亚稳定挤出速率远大于第一稳定挤出区的挤出速率,而挤出压力并未成比例升高。升高温度后发生亚稳定光滑挤出的临界剪切速率增大,稳定挤出的速率范围扩大。亚稳定光滑挤出的发生与熔体在粘-滑畸变区的行为有关,亚稳定光滑挤出物的表观与粘-滑畸变区中滑段挤出物表观相似。在粘-滑畸变区滑段的长度随挤出速率而增大,当滑段长度比例达到100%时,即发生亚稳定光滑挤出。分析认为,在亚稳定光滑挤出区,熔体/管壁界面发生了整体滑动。     

聚合物挤出胀大的CAE分析

本文以聚合物流体为研究对象，对其在挤出成型中产生的粘弹效应及挤出胀大机理进行了分析和研究，重点论述了流线有限元的数值分析步骤及计算机辅助分析程序的设计方法。     

纳米塑料发泡板材挤出成型工艺及设备的研究

研究了纳米塑料挤出成型工艺条件，包括机筒、机头、预冷辊、压光辊等的温度及螺杆转速、熔体压力等。分析了成型设备中螺杆、机头、熔体齿轮泵、压光辊等关键部件的结构因素对挤出成型的影响。在实验研究的基础上，提出了合理的挤出工艺及设备条件。对影响挤出产量稳定性的主要因素进行了讨论，并指出了解决问题的措施。     

熔融法纺氨纶的研究

对氨纶树脂的合成进行了研究，通过对配方和工艺条件考察，筛选出符合熔融法纺氨纶的树脂，并在国产ＶＣ４０６纺丝机上试纺，结果表明该树脂采用熔融法纺丝完全可行，其各项性能可以与干法氨纶相媲美。     

Effects of spinneret structure on poly-ether-ether-ketone fibers by screw extrusion

According to the characters of poly-ether-ether-ketone (PEEK) plastic, the spinnerets with three kinds of different structure were designed. The effects of spinneret structure on the melt spinning conditions, melt flow instability of the screw extrusion, and the performance of PEEK fibers were studied. The results show that the appropriate screw extrusion temperature is 370-385℃. The PEEK fibers extruded using the spinnerets with L/D=6,8 holes and 0.5 mm in diameter have better performances. The performances of PEEK fibers are related to the diameter of the spinneret hole. Increasing the L/D value of the spinnerets can not always improve the surface quality and the performances of PEEK fibers. The extrusion pressure is about 50% of that of the spinneret with 12 holes and 0.3mm in diameter.     

聚乙烯及其共聚物熔体有规挤出畸变的定量描述

采用双毛细管流变仪详细研究了聚乙烯及其共聚物的挤出畸变、管壁滑移及挤出压力振荡现象。理论推导得到恒速型流变仪中熔体发生壁滑的滑移速度和临界外推滑移长度的计算公式。计算结果与实验现象相符。实验发现 ,线型大分子或带小侧基的大分子熔体容易发生壁滑和挤出压力振荡。而有较大侧基或分子量分布宽的材料 ,挤出畸变现象较轻 ,实验未观察到压力振荡现象。挤出速率越大 ,压力振荡频率变大 ,周期变小 ,振幅变化不大。挤出温度升高 ,压力振荡频率减小 ,周期变大 ,外推滑移长度有变小趋势     

聚丙烯反应性挤出接枝马来酸酐的研究

在单螺杆挤出机上对马来酸酐与聚丙烯的反应性挤出接枝过程进行了研究。详细考察了ＰＰ种类、ＤＣＰ用量、ＭＡＨ／ＤＣＰ配比以及挤出条件对接枝产物接枝率和熔体粘度的影响。     

挤出热历程对聚乳酸流变性能和热性能影响

以丙交酯法合成的聚乳酸为实验材料,在180～210℃间选用4个实验温度采用单螺杆挤出机进行挤出成型实验,研究了挤出成型对聚乳酸粘均分子量、熔融指数、流变性能和热性能的影响。结果表明：在挤出成型中聚乳酸主要发生力化学降解和热降解,以力化学降解形式为主。所发生的热降解随实验温度升高而加强。首次挤出成型使分子量下降明显。在180℃和210℃,聚乳酸分子量在首次挤出成型后分别下降了49.33%和60.80%。挤出成型使聚乳酸热分解温度和熔点略有升高。随着挤出成型次数增加,增加剪切应力可以更有效地增加熔体流动性。聚乳酸经3次以上挤出成型后基本没有再利用价值。     

Analyses of Dynamic Rheological Behavior of Polymer Melt Based on Novel Experimental Equipment and Procedures

By introducing a vibrating force field into the extrusion process of polymer melt, an expertmental equipment of coustant velocity type dynamic rheometer of capillary (CVDRC) was designed. A set of experimental procedures was established, by which the dynamic, rheologieal parameters of polyner can be acquired, and a set of dora management methods to undrgo time-domain orfreqneney-domain analysis was set up for dynavior rheological data of polymer melt. Meantime, the characterization formala of polymer melt ‘ s rheological behavior in a vibrating force field was set up. The instantaneous value of capillary entry pressure, capillary volume flow rate and their phase difference were meusured and analyzed, and the melt apparent viscosity, which describes the rheological behavior of polymer melt in a vibrating force field, was obtained.     

木塑复合材料润滑剂性能的转矩流变性评价

木塑复合材料挤出工艺中,使用润滑剂可以提高生产效率,改善制品表面性能.在转速、混炼器温度、加料量等优化参数条件下用转矩流变仪研究了不同木粉质量分数时润滑剂SWP201对木粉/高密度聚乙烯(WF/HDPE)复合材料熔体转矩流变行为的影响.结果表明:加入界面相容剂马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)与否,质量分数2%的SWP201能够明显降低相应对照复合材料熔体的平衡转矩(Ma)和熔体温度(T);木粉质量分数在0%～6O%范围内增加时,复合熔体的Ma和T呈明显的增加趋势,稳态时熔体温度(T)与混炼器温度(T0)之差△T从11℃增加到18℃左右,△T值反映不同体系的相对摩擦发热作用.Ma与体系的黏度相关.流变行为不同的样品Ma和△T都不同,一般来说Ma较大的△T也较大.转矩流变方法可用于高填充木塑复合体系的流变性和润滑剂性能评价.     

The rheological property and foam morphology of linear polypropylene and long chain branching polypropylene

The rheological behavior, thermal properties and foam morphology of linear polypropylene and long chain branching polypropylene prepared through UV irradiation reactive extrusion were studied by rheological test, melt index test, DSC and supercritical carbon dioxide foaming technology. Rheological test and melt index test confirmed that under UV irradiation and extrusion, adding photo-initiator and crosslinking agent could achieve the purpose of branching, thus improved the melt strength of polypropylene effectively. The DSC results revealed that with the introducing of long chain branching, the melting range of the polypropylene broadened and the crystallization temperature increased. Owing to the introduction of long chain branches, polypropylene exhibited higher melt strength and strain hardening behavior. Compared with linear polypropylene, the foam morphologies of long chain branching polypropylene were more uniform.