PP／POE／纳米CaCO3复合材料流变性能的研究

研究了聚丙烯/聚烯烃热塑性弹性体/纳米CaCO3(PP/POE/纳米CaCO3)复合材料的流变性能,探讨了纳米CaCO3、POE添加量、剪切速率和温度对复合材料黏度的影响。实验数据显示,在较低剪切速率下,随纳米CaCO3添加量的增加,体系熔体黏度增加;在较高剪切速率下,随纳米CaCO3添加量的增加,体系黏度降低;增加POE添加量,复合体系的熔体黏度增大;纳米CaCO3的加入使复合体系的非牛顿指数减小,非牛顿性增强。PP/POE/纳米CaCO3(100/10/10质量份数,下同)体系具有高流动性,熔体流动速率达19.58g/10min。     

PP／SBS／纳米CaCO3复合材料结构与性能研究

研究了PP/SBS/纳米CaCO3复合材料的力学性能以及SBS分散相颗粒和纳米CaCO3粒子在PP基体中的分散状况。结果表明,纳米CaCO3粒子的加入使复合材料的缺口冲击强度、弯曲弹性模量、拉伸强度均得到提高。透射电镜观察发现,纳米CaCO3粒子的加入使复合体系的熔体黏度增大,对弹性体SBS的分散起到剪切细化、均化的作用,从而起到协同增韧效应。     

纳米碳酸钙改性聚丙烯

研究了不同牌号的聚丙烯（PP）与纳米CaCO3复合材料的力学性能,考察了双螺杆挤出和密炼混合工艺及相容剂含量对PP／纳米CaCO3复合材料力学性能的影响,采用透射电子显微镜观察了纳米CaCO3在PP中的分散情况。结果表明,纳米CaCO3对不同牌号的PP均有增韧作用,对基材韧性较好的共聚PP增韧效果较显著．冲击强度提高了81％;双螺杆挤出和密炼混合均能使纳米CaCO3粒子在PP中达到较好的分散。     

PTT／纳米CaCO3复合材料流变行为及结晶性能研究

以毛细管流变仪研究了聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)/纳米CaCO3复合材料的流变行为,讨论了复合材料的组成、剪切应力和剪切速率及温度对熔体流变行为、熔体黏度的影响,测定了不同配比的复合材料熔体的非牛顿指数 n。结果表明,PTT/纳米CaCO3复合材料熔体为假塑性流体,表观黏度随着剪切速率增加而降低。纳米CaCO3的加入量较少(1％)时,熔体黏度较纯PTT迅速下降;随着纳米CaCO3含量增加(2％-20％),熔体黏度随之上升,但都小于纯PTT的;直到含量为30％时,熔体黏度才超过纯PTT的。差示扫描量热仪测定复合材料的结晶和熔融性能发现,复合材料的熔体结晶温度Tpc和熔融温度Tm较纯PTT、都有所升高,说明纳米CaCO3的加入对PTT的结晶起到了异相成核作用。     

纳米CaCO3/EPO/PP复合材料性能与结构的研究

研究了纳米CaCO3／EPO／PP复合材料的力学性能、熔体流变性能及纳米CaCO3粒子在PP基体中的分散状况。结果表明：弹性体EPO对PP有很好的增韧效果，当EPO用量为4份时，PP从脆性断裂转变成韧性断裂；当EPO用量为10份时，PP复合材料的室温和低温缺口冲击强度均有大幅度的提高。在EPO／PP复合材料中加入纳米CaCO3不仅可以显著提高复合材料的室温和低温缺口冲击强度，而且可显著提高复合材料的弯曲弹性模量和MFR，改善复合材料的加工流动性能；纳米CaCO3粒子在PP中达到了纳米级分散。     

PP/EVA/纳米CaCO3复合体系力学性能的研究

采用双螺杆熔融共混法,以两种混合方式制备了聚丙烯(PP)/乙烯醋酸乙烯酯(EVA)/纳米碳酸钙(CaCO3)复合材料.研究了纳米CaCO3用量对复合材料力学性能的影响.研究结果表明:经表面处理的纳米CaCO3粒子的加入对复合材料有明显的增韧效果.两种不同混合方式最佳纳米CaCO3用量均为3%左右.采取先将PP与EVA共混挤出后再与纳米CaCO3进行混合挤出的两步法工艺,制得的复合材料的综合性能较优.     

聚丙烯/复合发泡剂的在线流变行为研究

采用双螺杆挤出机安装狭缝机头,在聚丙烯(PP)熔体中注入发泡剂进行在线流变实验,研究不同含量的二氧化碳(CO_2)、CO_2/乙醇、CO_2/水对PP剪切黏度的影响。结果表明,3种发泡剂溶解进入PP,质量分数相同的情况下,水对PP塑化程度最高,CO_2次之,乙醇最低,由实验推导出了不同工艺条件下PP/复合发泡剂体系剪切黏度计算公式。     

PLA协同纳米CaCO3增韧PP的研究

通过熔融共混制得聚丙烯/聚乳酸/纳米碳酸钙（PP/PLA/CaCO3）复合材料,考察了PLA和纳米CaCO3对复合材料力学性能、热性能、流变性能与结晶形态的影响及其作用机理。结果表明,复合材料中形成连续空间网络结构的PLA有助于改善PP的性能,PLA含量为20 %（质量分数,下同）时复合材料综合力学性能最佳;与纯PP相比,加入PLA后的复合材料拉伸强度和冲击强度分别提高5.1 %和54.4 %,断裂伸长率降低62.5 %;纳米CaCO3通过“滚珠增韧”和“异相成核”作用明显改善复合材料力学性能,纳米CaCO3含量15 %时产生的晶粒细化作用效果最为显著,复合材料综合力学性能达到最佳,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别比未添加CaCO3时提升了15.2 %、2.7 %和5.6 %。     

EPDM/纳米CaCO3预混料动态力学性能及其对聚丙烯基三元复合材料韧性的影响

采用熔融法分别制备了三元乙丙橡胶(EPDM) /纳米碳酸钙（CaCO3）二元预混料及其与聚丙烯（PP）共混的三元复合材料。利用动态力学分析仪研究了纳米CaCO3含量和共混时间对EPDM /纳米CaCO3二元预混料的动态力学性能的影响,利用扫描电子显微镜分析了分散相纳米CaCO3和EPDM在PP基体中的形态。结果表明,常温下,纳米CaCO3含量为70 %（质量分数,下同）、共混时间为15 min时,EPDM/纳米CaCO3二元预混料的储能模量、损耗模量和损耗角正切达到最高值;纳米CaCO3与EPDM组成的二元共混物分散于PP基体中,通过纳米CaCO3团聚体及EPDM协同变形、界面脱黏成纤及诱导剪切带的形成耗散外界作用能,显著提高了PP/EPDM/纳米CaCO3三元复合材料的冲击强度。     

纳米CaCO3填充ABS/PP合金复合物研究

通过熔融共混使纳米CaCO3粒子周围包覆上一层TPE橡胶,制备出纳米CaCO3母料,用其与PP、ABS共混复合制备出ABS/PP合金纳米填料复合物.该复合材料力学性能及熔体流动性能测试结果表明,纳米CaCO3含量在试验用量范围内,ABS纳米CaCO3复合物的拉伸强度随填料含量的增加而增加,当母料含量为17%,母料中纳米CaCO3填料含量为60%左右时有较佳的冲击性能;ABS/PP纳米CaCO3复合物在PP含量9%～10%时有最好的拉伸强度和冲击强度;纳米CaCO3填料含量对复合物的拉伸强度影响不大,随其用量增加对冲击强度有明显的提高;熔体流动性能在PP含量10%左右时达最大,但随填料含量增加而下降.     

外消旋聚乳酸/纳米碳酸钙复合材料的熔体流动性能

采用双螺杆挤出机挤出造粒得到外消旋聚乳酸(PDLLA)/纳米碳酸钙(nano-CaCO3)复合材料.复合材料的熔体体积流动速率(MVR)随着温度、载荷的增加而升高,但随着w(nano-CaCO3)的增加而降低;在相同载荷或温度下,PDLLA/nano-CaCO3复合体系[w(nano-CaCO3)为4%]的MVR较PD...     

啮合异向双螺杆挤出过程轴向循环流道三维流场分析——轴向循环流场分析(Ⅲ)

介绍了作者在啮合异向双螺杆某一轴向位置设置一非啮合段 (且该段其中一根螺杆是反向输送元件 ) ,从而将轴向循环流动的概念引入到啮合异向双螺杆挤出过程中 ,并利用ANSYS有限元分析软件对啮合异向双螺杆挤出过程轴向循环流道中的非牛顿流体等温流动进行的三维模拟分析 ;在得出速度场和压力场的基础上 ,对剪切速率、剪切应力及剪切粘度进行了模拟 ,并将各模拟结果与未引入轴向循环段的啮合异向双螺杆挤出过程常规螺纹元件流道的模拟结果进行了比较。     

纳米碳酸钙复合丙烯酸涂料的流变性

制备了纳米CaCO3复合丙烯酸涂料，通过对其主要性能进行检测表明，当改性纳米CaCO3的添加量为1.5%（质量）时，涂料的耐光性、耐水性、自洁性和贮存稳定性等显著改善。研究了添加轻钙、未改性纳米CaCO3、改性纳米CaCO3及其用量对丙烯酸涂料流变性的影响，结果表明，该体系的流动特性均符合Casson模型；当在丙烯酸涂料中添加1.5%改性纳米CaCO3时，其黏度对温度的敏感性下降，黏度显著降低，剪切稀化能力较强，Casson屈服应力较小，触变性增大，涂料性能改善与其流变性变化基本一致。此外，固体分改变或添加丁醇对添加改性纳米CaCO3复合丙烯酸涂料和传统丙烯酸涂料流变性的影响规律基本相同。     

Transport in a twin-screw extruder for the processing of polymers

The fluid flow and heat transfer in polymer extrusion in a twin-screw extruder was studied numerically by using the finite volume method. In the mathematical model, the coordinate system is fixed to the screw so that it is held stationary and the barrel is moved to simplify the complicated geometry. The screw channel of a twin-screw extruder is approximated as two regions: translation and intermeshing. The flow in the translation region is similar to that in a shallow single screw extruder and is treated by the numerical methods given in the literature. In the nip or intermeshing region, strong mixing effects are expected, along with the diffusion of energy and momentum. The full governing equations are solved in this region to determine the velocity components in all the three coordinate directions. The energy equation is coupled with the equations of motion through viscosity, since the viscosity of the polymeric, non-Newtonian, fluids considered here is dependent upon the shear rate and temperature. There is no clear physical demarcation between the nip region and the translation region. Therefore, a domain matching was employed at an arbitrary location that was varied numerically to ensure that the results were independent of this location. The variation of pressure and bulk temperature along the helical channel of the twin-screw extruder is obtained, along with the shear rate. An experimental investigation of the velocity profiles in the translation region of a self-wiping twin-screw extruder, which is often used in practical applications, was carried out using a Laser Doppler Anemometer. The numerically predicted velocity profiles are compared with those from the experiments, yielding fairly close agreement.     

非啮合双螺杆挤出过程轴向循环流道三维流场分析——轴向循环流场分析（Ⅰ）

引入了轴向循环流动的概念,且利用ANSYS有限元分析软件对非啮合双螺杆挤出机轴向循环流道中的非牛顿流体等温流动进行了三维模拟分析。在得出速度场和压力场的基础上,分析了螺杆转速及轴向循环长度对输送特性及混合能力的影响,同时还对剪切粘度、剪切速率及剪切应力进行了模拟。     

Three-dimensional flow modeling of a self-wiping corotating twin-screw extruder. Part II: The kneading section

Three-dimensional flow simulations of kneading elements in an intermeshing corotating twin-screw extruder are performed by solving the Navier Stokes equations with a finite element package, Sepran. Instead of using the whole geometry of the 8-shaped barrel a simplified geometry is used, representing a large part of the geometry during the rotating action of the kneading paddle. The goal of these calculations is to study the dependence of several factors that influence mixing, such as shear rate, elongation rate, pressure, and the flow profile in the extruder on various extruder parameters, such as fluid viscosity, rotation speed, and throughput. The shear and elongation rate and the pressure drop are calculated for varying viscosities. The various stagger angles possible for disc configurations in the corotating twin-screw extruder are modeled. The axial backflow volume is calculated for varying values of rotation speed and throughput.     

PC/PETG共混物熔体的流变性能

采用熔融共混工艺制备了聚碳酸酯（PC）/聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯（PETG）共混物,测试了PC/PETG共混物的熔融指数,研究了共混物的复数黏度与剪切频率、温度以及物料组成的关系。结果表明,PETG的引入改善了PC的成型加工流变性能;PC/PETG共混物呈现出假塑性流体特性,表现出切力变稀的现象;共混物随着温度的升高,复数黏度下降,随着PETG含量的增加,共混物黏度呈现下降的趋势。     

三螺杆挤出机中剪切-拉伸交变流场对PP/PE-HD体系增韧效果的影响

利用倒三角形排列三螺杆挤出机与传统双螺杆挤出机对不同黏度比的聚丙烯/高密度聚乙烯(PP/PE-HD)体系进行混炼加工,研究了三螺杆挤出机中剪切拉伸交变流场对于高黏度比聚合物两相体系的分散混合及分布混合效果的影响;并通过高黏度比体系的混合效果证明三螺杆挤出机中剪切拉伸交变流场的作用效果及机理。结果表明,在高黏度比体系的加工中,倒三角形排列三螺杆挤出机分散与分布混合效果明显优于双螺杆挤出机,且三螺杆挤出机的增韧效果随着体系黏度比的增大而提升。     

HDPE-g-MAH增容HDPE/木粉复合材料的制备及加工设备的研究

使用HDPE-g-MAH做增容剂,通过双螺杆挤出机制备了HDPE/木粉复合材料,对HDPE-g-MAH进行量变实验,通过力学性能测试确定了最佳用量,并利用SEM对材料微观形貌进行了观察。在此基础上又采用单螺杆挤出机、开炼机和密炼机等不同的加工设备分别制备了木塑复合材料,对力学性能进行了对比表征。结果表明:HDPE-g-MAH的加入很好地改善了木塑复合材料的界面相容性、力学性能和木粉的分散性,HDPE-g-MAH的最佳用量为5份;而且只有使用剪切效果优良的双螺杆挤出机才能制备出性能优异的木塑复合材料。