振动力场下聚合物熔体流变行为的响应与分析——I．毛细管压力降和熔体表观粘度

在自行设计的恒速型毛细管动态流变装置上，对聚合物熔体进行动态挤出实验。借助已建立的振动力场下聚合物熔体流变行为的表征公式，分别计算振动力场下聚合物熔体在毛细管壁处的剪切应力、剪切速率和表观粘度。与稳态挤出时相比，引入振动力场后，发现毛细管压力降、表观粘度均显著降低，且随着振动频率和振幅的改变呈非线性变化趋势，作者对此进行了深入分析。     

振动力场下聚合物熔体流变行为的响应与分析 Ⅰ.毛细管压力降和熔体表观粘度

在自行设计的恒速型毛细管动态流变装置上 ,对聚合物熔体进行动态挤出实验。借助已建立的振动力场下聚合物熔体流变行为的表征公式 ,分别计算振动力场下聚合物熔体在毛细管壁处的剪切应力、剪切速率和表观粘度。与稳态挤出时相比 ,引入振动力场后 ,发现毛细管压力降、表观粘度均显著降低 ,且随着振动频率和振幅的改变呈非线性变化趋势 ,作者对此进行了深入分析。     

聚合物振动挤出过程中熔体应力与应变关系的研究

在恒速型毛细管动态流变实验装置上对LDPE熔体进行动态挤出实验，在线测量了毛细管瞬时入口压力、柱塞杆振动位移、振动位移与毛细管入口压力波形的相位差；然后对上述动态流变数据进行时域分析和频域分析，分别得到振动力场下LDPE熔体的入口压力脉动量与体积流量脉动量之间的关系曲线、LDPE熔体在毛细管壁处剪切应力与剪切速率之间的关系曲线、以及入口压力脉动量与体积流量脉动量的比值随毛细管挤出流率Q的变化曲线。     

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。     

毛细管动态挤出下聚合物熔体非线性流变行为的研究

采用毛细管动态流变仪,选用PELD、PP、PS和PA等典型物料,研究了毛细管动态挤出下各聚合物熔体的非线性流变行为。结果表明,不同物料的流变行为对振动力场的响应特性有较大差异,只有在一定的振幅和频率下振动力场才能有效降低熔体的黏度。实验首次发现,PP、PS和PA存在窄的振动参数区域,在此区域内,熔体的动态表观黏度值大于相应的稳态值,出现“加振变黏”现象。这一新的发现表明,并非“只要引入振动就一定有利于聚合物材料的成型加工”,必须考虑不同分子结构的聚合物材料对振动的不同响应规律。     

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.     

聚合物动态挤出流变行为研究

本文论述聚合物材料毛细管动态流变行为的测量原理,介绍了自行研制成功的用于合物熔体挤出的毛细管动态流变仪。在该仪器上对ＬＤＰＥ进行了实验研究,发现熔体的粘度与振动源的频率、振幅呈非线性关系。在振动必场作用下ＬＤＰＥ熔体的粘度减小,随振动频率的变化有一最小值。这对矣合物动态塑化挤出工艺过程控制具有十分重要意义。     

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。     

低密度聚乙烯毛细管动态挤出时的挤出胀大研究

在振动场的作用下，ＬＤＰＥ熔体于毛细管中动态挤出与稳态挤出时相比，挤出物的挤出胀大比减小，减小程度与施加的振动强度有关。在相同流率时于一定振幅条件下，挤出物胀大比变化与频率成非线性变化。结果表明，动态挤出时挤出物弹性效应得到改善，从而为聚合物的挤出成型加工带来巨大的益处。     

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。     

正弦脉动力场对聚合物/刚性粒子体系毛细管挤出压力的影响

介绍了在毛细管动态流变仪上对聚合物/刚性粒子体系正弦脉动力场下流变特性进行研究的方法。通过对PP/CaCO3体系在振动力场下的流变特性进行实验研究,揭示了聚合物/刚性粒子体系流变性能对振动频率和振幅的依赖关系,以及不同温度下振动力场对挤出压力的影响。     

毛细管动态流变仪中聚合物熔体的流动可视化实验研究

通过采用剖分料筒直接观察的方法,使用示踪剂表征聚合物的流动情况。采用改进后的毛细管动态流变可视化装置,通过对低密度聚乙烯(LDPE)进行大量而系统的动态和稳态挤出实验,系统地探讨了振动力场对LDPE熔体流动行为的影响。     

动态挤出对聚合物不稳定流动力为的影响

与稳态挤出相比,在振动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流动现象,从而提高挤出时产量和质量,为聚合物的成型国呀带来巨大在的益处。     

振动力场作用下聚合物熔体单螺杆挤出过程数值模拟

根据塑料电磁动态塑化挤出过程中熔体输送的实际情况，对三维模型进行简化，利用大型有限元软件ANSYS模拟了叠加轴向振动力场作用下聚合物熔体在螺槽中的流动情况，求解出周期性变化的速度，压力场分布，结果表明，与稳态挤出过程相比，振动力场的引入在进出口压力差恒定的情况下，可以提高熔全输送流率。采用有限元模拟方法可以为确定和优化工艺参数，产品质量控制提供指导。     

超声振动对PS熔体流变及黏弹行为的影响

采用Bagley入口校正等理论计算方法与实验结果相结合，讨论了超声振动对PS熔体流变及黏弹行为的影响。在口模入口处施加超声振动，降低了聚合物熔体的非牛顿性，改变其黏弹行为，使其在毛细管口模中流动时弹性形变及储能减小，形变松弛加快，黏度降低，从而使挤出加工中流动阻力变小，挤出效率得到提高。     

不同类型茂金属聚乙烯的流变行为

分别对用于吹塑膜和流延膜的2种进口茂金属聚乙烯(mPE)的熔体拉伸行为、动态流变行为和熔体弹性进行了研究,同时研究了其动态流变行为与相对分子质量及相对分子质量分布的关系,采用毛细管流变仪测试的挤出胀大比以及可回复剪切能表征样品的熔体弹性。结果表明,吹塑膜mPE的熔体强度高于流延膜mPE的;储能模量与损耗模量交点位置可以用来对其相对分子质量及相对分子质量分布进行定性分析。     

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。     

TekFlow聚合物熔体振动挤出成型技术

论述了一种新型聚合物熔体振动挤出成型技术TekFlow,该振动技术为一种旋转剪切与纵向振动的复合式机械振动,对该技术的理论依据、振动设备、振动设备中熔体的流变行为及振动挤出成品的性能方面展开了论述。该振动技术改善了聚合物的加工流变性能和力学性能,降低了成型温度与压力,提高了挤出产量,适用于热敏感性助剂或难分散性填料的共混挤出。     

振动力场强化聚合物反应挤出过程的研究

介绍了将电磁场引起的机械振动力场引入聚合物反应挤出过程的作用和基本作用原理。引入振动力场可以对挤出机内的物理和化学反应产生积极影响，改善聚合物熔体的粘弹性，提高聚合物混炼和动态硫化效果。该方法可用于提高动态硫化EPDM／PP热塑性弹性体的质量。     

塑料电磁动态塑化挤出机的挤出功率研究与模拟

本文采用自行修正的Tanner本构方程研究了塑料电磁动态塑化挤出机中熔体输送挤出功率对振动力场的响应。建立了振动力场作用下熔体输送挤出功率的理论模型,以此为基础模拟塑料电磁动态塑化挤出机的挤出功率,并进行了实验研究,结果表明理论模拟能够在一定范围内反映实际情况,为塑料电磁动态塑化挤出设备的设计和生产应用提供重要的理论指导依据。