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。     

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.     

振动技术在塑料挤出成型中的应用

介绍了振动技术在塑料挤出加工中的应用,分析了振动力场在挤出过程中的作用及其机理,并讨论了振动力场对聚合物挤出成型制品力学性能的影响。     

振动力场作用下聚合物熔体分子动力学(Ⅰ) 运动模型

引入振动力场以后,聚合物熔体分子的运动模式和状态都会发生变化。研究聚合物熔体分子在振动力场作用下的运动过程对于准确把握聚合物材料成型加工过程的各物理性能具有重要意义。本文建立了振动力场作用下聚合物熔体分子运动的珠-簧物理模型,运用统计力学方法求解该模型,得到了聚合物分子的动态松弛时间与振动频率的关系表达式,研究该式可以发现,聚合物的松弛时间是与振动频率密切相关的,当其他参数固定时,松弛时间随振动频率增加而减少。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。     

液压脉振注射充模过程的能耗特性研究

研究了液压脉振注射充模过程中各个阶段的能耗情况,建立了振动力场作用下熔体区域螺杆、圆截面喷嘴和圆盘充模的物理模型与数学模型,并求得以上过程中能耗的解析式.通过实验验证了振动力场的引入使得注射过程能耗减小,探究了能耗在振动力场作用下的变化规律.     

基于神经网络的液压脉振注射过程能耗分析

研究液压脉振注射成型过程中螺杆轴向振动对熔体注射充模各阶段能耗的影响,建立了振动力场作用下熔体流经圆管形流道的数学模型,推导出相应的能耗表达式.将BP神经网络引入注射过程的能耗研究中,并就振幅对能耗的影响进行仿真分析,验证了振动力场的引入使得注射过程能耗减小,及振幅存在一个使能耗最小的最佳值.     

振动力场作用下聚合物熔体本构关系的研究进展

从加工和理论两方面总结和评述了振动力场作用下聚合物熔体本构关系的研究成果,着重介绍了高分子链缠结动力学的结构网络本构理论。同时指出经典的连续介质本构方程不能精确描述振动力场作用下的聚合物熔体流变行为,而分子链缠结动力学瞬态网络理论可以精确描述大振幅振动剪切场下的聚合物流变行为。     

振动力场对注射制品取向结构影响研究

对影响聚合物制品取向结构的传统加工因素做了分析总结,从微观结构形态分析论证了振动力场对制品取向结构的影响,指出动态成型加工与传统稳态加工相比能够有效提高制品的取向;对振动力场作用下的聚合物注塑制品进行力学性能测试和偏光红外测试。结果表明,与传统稳态加工相比,制品的拉伸强度有了明显的提高;采用红外光谱仪对动态注射成型制品的取向函数进行测定后,发现振动力场能够显著提高制品芯层的取向,尽管对制品皮层的取向提高不是很明显,但缩小了皮/芯层之间的取向差异,从总体上提高了制品取向;研究比较了在振动力场影响下制品取向函数与拉伸强度的变化规律,指出振动力场通过提高制品的取向结构来提高制品的力学性能。     

振动力场对m-PE-LLD薄膜拉伸强度的影响

使用电磁动态吹膜机组加工m-PE-LLD薄膜,将振动力场引入到塑化挤出的全过程,考察了振动力场对m-PE-LLD薄膜拉伸强度的影响。研究发现,振动力场的加入使m-PE-LLD吹塑薄膜的横向强度增大、纵向强度减小,纵、横向拉伸强度趋于均匀。振动力场对PE-LD和PE-HD的拉伸强度的影响具有相似的规律,初步的分析机理认为:振动力场引入后,聚合物熔体同时受到轴向和周向的作用力,分子链会沿两个作用力的方向进行排列,形成网格化排列的结构,从而使薄膜纵、横向强度趋于均一。     

振动强化对金属粉末注射成型中模腔压力的影响

介绍金属粉末振动辅助注射成型设备的原理、结构及其应用,利用自制的模腔压力传感器对振动力场强化金属粉末注射成型过程中模腔压力的变化历程进行实时采集。试验结果表明,振动力场可以改变熔体在模具内的流动方式;在试验研究的范围内,不同径向位置处的模腔最大压力随振动振幅、频率的增加而减小,从而可以在不影响制品性能的条件下降低注射成型中的压力,以拓宽金属粉末注射成型的适用范围。     

振动挤出对LDPE熔融结晶行为的影响

通过对低密度聚乙烯(LDPE)毛细管动态挤出物进行测试分析,探讨了振动力场对聚合物挤出物熔融结晶行为的影响.发现在LDPE熔体流动过程中叠加适当的振动力场后,LDPE挤出物的熔融始态发生明显变化,结晶度不变的同时,晶粒大小有较大降低,并认为这是振动力场对聚合物内部结构产生影响的结果.研究结果对聚合物动态成型加工新技术的深入理论研究具有十分重要的意义.     

螺杆轴向振动对熔体注射过程能耗的影响

研究了螺杆轴向振动对熔体注射过程中各个阶段能耗的影响,建立了振动力场作用下熔体流经圆锥形浇口流道和圆盘充模的物理模型和数学模型,并求得上述两个过程中功耗的解析式;通过实验验证了振动力场的引入使得注射过程能耗减小,在振动强度系数达到0．45以后,注射过程功耗减小的趋势更明显。     

聚合物合成及成型加工中协同学的应用

综述了协同学在聚合物领域的最新研究进展，介绍了加工制备一些聚合物合成及复合材料所显示出的协同效应，以及用协同学方法定量求解一类合成反应体系的动力学模型。提出通过改变振动力场等作用方式，在聚合物动态塑化成型加工时，协同学方法具有广阔的应用前景。     

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。     

动态挤出对聚合物不稳定流动行为的影响

与稳态挤出相比,在振动力场作用下毛细管动态挤出聚合物熔体时,发生不稳定流动的临界流率得到提高。研究结果表明,振动条件下挤出聚合物能有效地改善挤出时的不稳定流动现象,从而提高挤出时产量和质量,为聚合物的成型加工带来巨大的益处。     

振动场强化聚合物塑化注射成型技术

介绍一种将机械振动力场引入聚合物塑化注射成型全过程的塑料电磁动态注射设备,提出振动力场强化聚合物塑化注射成型新概念,并论述塑料电磁动态塑化注射机的原理、结构及其应用.实验与生产表明:新型注射机对物料适应性广,与传统注射机比较在加工聚烯烃时能耗可降低50%以上,注射熔体温度可降低20℃以上,注射压力降低10%左右,制品力学性能提高15%以上,对无机填料填充体系的混合分散效果明显提高,并预示振动力场可改变注射充模熔体的流动状态.新型塑料注射机对聚合物加工工业的发展具有重大的科学和现实意义.     

入口速度振动对单管挤出口模熔体流动的影响

研究了塑料挤出过程中入口速度振动对挤出口模内熔体流变性能的影响规律。基于计算机流体力学理论,利用FLOTRAN软件对单管口模成型段熔体流动过程进行数值模拟,分析了振动力场作用下与稳态加工成型中口模成型段熔体压力场、速度场及温度场的分布情况。研究表明,沿熔体流动方向上叠加一个正弦振动的入口速度时,挤出压力、温度是周期性变化的;振动速度的引入可以提高挤出速度、降低挤出压力、加剧黏性生热,同时也能提高口模体积流率,而且随着振动幅值的增大,效果越来越明显。     

振动挤出对LDPE熔员结晶行为的影响

通过对低密度聚乙烯毛细管动态挤出进行测试分析，探讨了振动力对聚合物挤出物融结晶行为的影响，发现在ＬＤＰＥ熔体流动过程中叠加适当的振动力场后，ＬＤＰＥ挤出物的熔融始态明显变化，结晶度不变的同时，晶粒大小有较大降低，并认为这是振动力场对聚合内部结构产生影响的结果，研究结果对聚合物动态成型加工新的的深入理论研究具有十分重要的意义。     

聚合物熔体窄缝脉动挤出行为的光散射研究

利用聚合物熔体的双折射性质,对振动力场作用下窄缝挤出模头中的聚合物熔体脉动挤出行为进行光散射研究,用光弹性图像和光强度矩阵来表征聚合物熔体受到的剪切应力。振动力场的引入使光弹性图像和光强度矩阵发生了规律性变化。结果表明,振动力场使聚合物熔体剪切应力减小、表观粘度降低,最终使得挤出压力降低、产量提高。     

三螺杆动态混炼挤出机振动强化mEPDM增韧PP的研究

三螺杆动态混炼挤出机将振动力场引入到物料的塑化混炼挤出过程,达到强化混炼和分散的目的.从实验的角度研究了三螺杆动态混炼挤出机中央螺杆的轴向振动对mEPDM增韧PP的作用规律与机理.研究发现,振动力场强化了PP/mEPDM共混物的冲击韧性;mEPDM含量不同,振动对PP/mEPDM共混物冲击强度提高的幅度亦不相同;随着振动频率或振幅的提高,PP/mEPDM共混物的冲击强度表现出先增大后减小的趋势.