微纳层叠挤出技术的研究进展

综述了近年来微纳层叠挤出技术及其制品性能,重点介绍了国内外微纳层叠挤出技术发展历程及微纳层叠挤出制品在力学性能、光学性能、阻透性能、导电性能等方面的研究进展,为今后微纳层叠挤出技术的研究以及开发新型功能复合材料提供依据。     

微层共挤出过程层叠单元流道三维流场分析

采用Cross-WLF本构方程,建立了层叠单元流道短纤维填充聚合物注塑成型充填阶段三维黏弹数值模型,运用有限元法,对聚合物熔体在层叠单元流道中注塑流动过程进行数值模拟。研究了层叠单元流道中聚合物熔体的流动过程、剪切场分布以及微层剪切流场对短纤维填料的取向作用。结果表明:分流道结构的微小差异会引起聚合物熔体流动波前的不一致,但最终趋于平稳流动状态;聚合物熔体进入扭转、展宽、变薄的区域时,由于流道结构和尺寸突变,剪切速率急剧增大,影响了流动的稳定性;层叠单元流道的结构设计有利于聚合物熔体中短纤维的取向。     

微纳层叠挤出技术对聚氯乙烯结晶性能的影响

采用Moldex3D软件对自主发明设计的微纳层叠装置剪切场进行分析,发现沿着挤出方向,剪切速率先升高后降低;利用微纳层叠装置在挤出过程中对聚合物熔体产生的持续剪切作用,制备了1层、9层、81层3种具有不同层数的聚氯乙烯(PVC)片材。通过超声波测试、傅里叶变换红外光谱分析、万能试验机试验分别对PVC片材的取向度、相对结晶度和力学性能进行了研究。结果表明,沿挤出方向9层、81层试样的取向度比1层试样分别提高了9.82%,15.08%;9层、81层试样的相对结晶度比1层试样分别提高了4%,5.9%;挤出方向拉伸强度分别提高了11.15%,26.16%。     

微纳层叠挤出CNTs/HIPS复合材料的介电与导电性能

利用自制的微纳层叠挤出装置制备了CNTs含量为1%、3%时的1、9、81、729层的碳纳米管/高抗冲聚苯乙烯(CNTs/HIPS)多层复合材料,研究了微纳层叠挤出技术对复合材料介电与导电性能的影响。结果表明:随着层数的增加,低频下交流电导率轻微下降,而介电常数得到明显提高。CNTs含量为3%的试样在100 Hz时,9、81、729层试样的介电常数比1层试样的介电常数依次提高了25.4%、63.4%、135.2%。分析表明:这归结于微纳层叠挤出过程中的剪切及拉伸作用使CNTs在HIPS基体中发生取向,且随着层数的增加,取向效果越明显,碳纳米管的取向造成导电网络被破坏,导致交流电导率轻微下降,但可形成更多的微电容结构,提高了复合材料的介电常数。     

微纳层叠天然橡胶/聚丙烯两相挤出的数值模拟研究

为了确保天然橡胶/聚丙烯（NR/PP）通过微纳层叠挤出的厚度均匀,建立了三维模型层叠流道,根据流变测试结果拟合材料黏度,并对NR/PP三维等温黏弹性流动进行了数值模拟。结果表明,当2种物料的入口流动速率相同时,流道出口处两相速度有突变,不同流道之间速度差较大,两相黏度分界不明晰,界面出现一定程度的相互渗入;调整两相的入口流动速率后,速度过渡平稳,不同流道间速度差减小,黏度分界规整,界面无偏移现象。     

微纳层叠聚合物复合材料研究进展

综述了微纳层叠技术制备聚合物体系的最新进展,简单介绍了微纳层叠技术的工艺流程,详细介绍了微纳层叠技术对复合材料在电学性能、阻隔性能、力学性能、光学性能、形状记忆方面的提升作用;最后,对微纳层叠技术未来的发展前景进行了展望。     

高适应性挤出模具机头结构设计

探讨了挤出模具机头结构对模具适应性的影响,提出了对配方、工艺条件有高适应性模具结构的设计方法。     

微纳层叠挤出技术制备NBR/PP热塑性弹性体及其性能研究

采用PP-g-MAH(马来酸酐接枝聚丙烯)作为相容剂,在PP-g-MAH和PP(聚丙烯)的共混物中当相容剂质量分数为5％、10％、15％的条件下,结合微纳层叠挤出技术制备了 15组TPV(热塑性硫化胶).采用普通共混的方法制备了对比的TPV样品.使用万能拉力试验机对所有样品进行了力学性能测试,使用扫描电子显微镜对TPV...     

表面张力对微挤出流场的影响

针对表面张力对微挤出成型流场的影响,利用Polyflow软件进行了微圆管流场的数值模拟,研究了表面张力的尺度效应及熔体表面张力系数和接触角对微挤出流场的影响。结果表明,挤出口模尺寸越小,表面张力对熔体挤出胀大的影响越明显;挤出口模尺寸及熔体法向进口速度不变时,表面张力系数增大,熔体挤出胀大增大,挤出口模内熔体的进出口压强增大,自由表面出口负压增大;随着接触角的增大,熔体挤出胀大减小、挤出口模内熔体的进出口压强减小,自由表面出口负压先增大后减小。     

微纳层叠聚丙烯腈凝胶流动特性的数值模拟研究

建立了层叠流道的三维模型和有限元网格模型,根据流变测试数据,采用Polymat对物料的黏度模型参数进行拟合,并利用Polyflow软件对聚丙烯腈(PAN)凝胶在层叠流道内的三维等温流动过程进行了数值模拟分析.研究发现,当入口流量增大时,层叠流道出口速度的不均匀性增加;沿流动方向流道内压力逐渐降低,并在出口处降低至同一最...     

微纳层叠TPU/MVQ热塑性硫化橡胶的制备与性能研究

利用微纳层叠挤出设备良好的分布分散混合作用,制备了聚氨酯/硅橡胶（TPU/MVQ）热塑性硫化橡胶（TPV）,研究了制备方法、动态硫化温度、螺杆转速、橡塑比、相容剂种类及含量对TPV性能的影响。结果表明,与普通共混相比,微纳层叠加工制备的TPV在拉伸强度和断裂伸长率上分别提升了12.4%、12.1%;硫化温度190℃、螺杆转速200 r/min时,TPV力学性能最佳,拉伸强度、断裂伸长率、硬度、压缩永久变形分别为6.69 MPa、363.8%、57.6 A、31.5%;随着橡胶含量的增加,TPV拉伸强度、断裂伸长率、硬度下降,弹性回复性能、耐老化性能、耐油性能提升;相容剂硅烷改性聚氨酯（TPSiU）和乙烯丙烯酸甲酯共聚物（EMA）最佳用量分别为10份和5份,与EMA相比,TPSiU作为相容剂时,材料弹性回复性能、耐油性能更优,而EMA对TPV的断裂伸长率提升作用明显。     

环形分布器的流场分析

环形分布器是改善列管式固定床反应器壳程流体均布性能的重要构件。文中采用实验和数值模拟相结合的方法对环形分布器的流体流动特性进行了研究,分析了影响环形分布器流体均匀分配的基本因素,提出了3种改善环形分布器流场均布性能的手段,为优化环形分布器的结构参数和操作参数提供参考和帮助。     

微纳层叠技术对线性低密度聚乙烯材料性能的影响

采用实验室自主设计的微纳层叠挤出成型设备,制备了1层、9层和81层的线性低密度聚乙烯(LLDPE)实验样品,并对不同层数的样品进行取向度、结晶度以及拉伸强度测试,主要研究了微纳层叠技术对聚合物分子链取向、结晶度以及拉伸强度的影响。实验结果表明:通过微纳层叠技术,提高了LLDPE的结晶度,9层、81层LLDPE的结晶度较1层LLDPE结晶度的38.56%分别提高到50.62%和54.42%;同时还提高了LLDPE沿挤出方向(MD)和垂直于挤出方向(TD)的取向度和拉伸强度,具有双向拉伸作用,且扭转层叠单元的使用个数越多,双向拉伸效果越明显。     

注塑制品结构设计与模具结构设计

分析注塑制品结构设计与模具设计的要点。分析注塑产品结构与模具设计制造加工的关系,注塑模具制造与产品质量的相互关系。     

微层共挤出：制备新型微纳叠层功能复合材料

聚合物微层共挤出技术是指将两种或两种以上聚合物共挤出形成几十乃至上千交替层的复合物,所获得挤出层的厚度可以是微米级甚至纳米级。微层共挤材料自身具有与大分子链尺寸相当的一维微米甚至纳米级层结构,这种有序的交替结构是普通共挤出技术所难以达到的。由于利用该技术生产的交替叠层复合材料不仅可以获得更好的力学、光学、阻透及电性能等,     

硫化天然橡胶超疏水表面的微纳结构设计与构筑

以硫化后的天然橡胶(NR)材料为基体,将其在一定的溶剂中溶胀,然后采用溶胶-凝胶技术使纳米SiO_2颗粒在橡胶溶胀层和表面原位生成、生长,在硫化NR表面构筑出类似荷叶的微纳米结构,达到使NR表面超疏水化的目的。通过调控影响溶胶-凝胶反应的溶胀剂和反应剂的种类及浓度,控制硫化NR表面的微纳米结构的尺寸和形态,并对比分析不同的微纳米结构对硫化NR表面疏水性能的影响。结果表明,采用正丁胺作为溶胀剂,在正硅酸乙酯(TEOS)试剂中发生溶胶-凝胶反应,用硬脂酸(SA)对硫化NR表面修饰,成功使硫化NR表面超疏水化,其水接触角达到153.5°。扫描电镜(SEM)测试表明,硫化NR表面形成了"类荷叶"的高粗糙度SiO_2微纳米复合结构。     

气液分离器的结构设计与流场分析

设计了一种新结构气液旋流分离装置,并介绍了该装置的结构特点、尺寸参数和工作原理。基于计算流体动力学软件Fluent,采用雷诺应力模型,模拟仿真了新型气液旋流分离器的内部流场分布。同时分析了不同分流比变化对分离器内气相浓度分布、压力和速度的影响规律。气-液分离器分离效率达到80%,说明新型气-液旋流分离器的除气处理效果优越。     

微纳层叠共挤对EPDM/PP热塑性弹性体力学性能的影响

利用自制的微纳层叠共挤成型装备预制EPDM/PP多层复合材料,通过动态硫化制备共挤和共混2种EPDM/PP热塑性弹性体,测试EPDM/PP热塑性弹性体的力学性能,并利用扫描电子显微镜观察EPDM/PP热塑性弹性体相态结构。结果表明:共挤法能够明显减小橡胶相颗粒粒径的大小,且粒径均匀,并提高了橡胶相颗粒的分散均匀性,共挤法制备的EPDM/PP热塑性弹性体的力学性能总体优于共混法。     

基于微纳层叠技术的聚合物纳米纤维制备及应用研究进展

简述了微纳层叠共挤技术的发展;总结了近些年来基于微纳层叠技术制备纳米纤维的研究进展,包括聚合物参数,制备方法和成纤机理;对目前几种典型微纳层叠成纤方法进行了分类和对比,并对纤维的性能进行了阐述;对微纳层叠纳米纤维的应用进行了介绍。最后针对微纳层叠技术用于纳米纤维制备的发展方向和应对的挑战进行了浅析。