振动力场下聚合物塑化挤出技术研究

介绍玫种将电磁场引起的机械振动力场引入聚合物塑化挤出全过程的塑料电磁动态塑化挤出设备,讨论了它的原理、结构及应用,实验与生产表明,塑料电磁动态塑化挤出设备在加工聚烯烃时能耗降低２０％～５０％,挤出熔体温度降低２０℃以上,制品拉伸强度提高１６％以上,对无机填料充体系的兴旺聚散效果提高。     

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。     

单螺杆挤出过程熔体输送段数值模拟方法

综述了应用于螺杆挤出成型过程熔体输送段数值模拟的各种计算方法，根据挤出过程聚合物流场控制方程，介绍了几种有代表性的聚合物本构关系，包括线性黏弹性和非线性黏弹性本构方程。概述了有限差分法、有限元法、有限体积法和边界元法等数值计算方法的特点和应用范围，并针对聚合物熔体流动模拟中的迭代收敛性和稳定性、耦合和解耦合、高Weissenberg数等问题进行了讨论，指出应该根据研究目的和实际情况选择适宜的本构方程和数值方法。     

振动力场下填充聚合物挤出过程研究

研究了利用塑料电磁动态塑化挤出机加工ＰＰ／ＣａＣＯ３和ＬＤＰＥ／ＣａＣＯ３时的动态挤出过程,探讨了振动力场对聚合物填充体系挤出过程扣影响规律和作用机理。结果表明,在一定的振动条件下,振动力场的作用使挤出压力减同功率降低,混合分散效果明显提高。     

振动力场下圆管内聚合物熔体速度场的数值模拟

利用ANSYS-FLOTRAN有限元分析软件模拟了不同振动频率下圆管内不可压缩幂律流体非定常流动的速度场.结果表明:1)振动力场作用使熔体在入口附近出现速度突变,振动频率越高,突变越厉害,速度值越大,稳定时圆管的无量纲长度越大;2)熔体轴向速度在径向呈类抛物线分布,振动频率存在最佳值,大于或小于最佳振动频率,熔体轴向速度分布范围均会变宽,流动变得不稳定;3)出口处速度响应存在时间延迟和速度峰,随着振动频率的增加,速度峰值升高,稳定时熔体轴向响应速度波动范围变宽,波动平衡点速度值升高.     

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。     

聚合物熔体粘弹行为对振动力场响应规律的研究进展

综述了国内外对聚合物熔体粘弹行为的研究,针对前人研究的不足,并为进一步解释聚合电磁动态成型机理,提出了黛助毛细管动态流变仪,从理论和实践角度探索聚物熔体粘弹行为对振动力场响应规律的新思路。     

振动力场下聚合物熔体流变行为的响应与分析 Ⅱ．毛细管挤出胀大比和第一法向应力差

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。实时采集毛细管的挤出胀大值，借助已建立的振动力场下聚合物熔体弹性行为的表征公式，计算振动力场下聚合物熔体在毛细管壁处的第一法向应力差。通过对比分析有无振动场下以及不同振动强度下聚合物熔体的流变性能，找到聚合物熔体弹性行为对振动力场的响应规律。     

振动力场作用下的单螺杆挤出机固体输送理论

在单螺杆挤出机中,通过螺杆的轴向振动将振动力场引入聚合物固体输送过程,提出振动力场强化固体输送过程的新概念.以螺槽中运动的物料为对象建立了振动力场强化固体输送过程的数学模型,并获得了物料沿螺槽方向输送的压力（密度）、速度的近似解析解.传统固体输送过程就是当螺杆轴向振动的振幅为零时的特例,此时的压力降与Darnell and Mol 理论一致,但不同的是物料速度及密度沿螺槽方向是变化的,从而修正了Darnell and Mol 固体输送理论.螺杆的轴向振动提高了固体输送平均压力,缩短了固体输送的长度,增加了固体输送角.透明料筒全程可视化实验挤出机证明了螺杆轴向振动确实缩短了物料固体压实输送所需的螺槽长度.     

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.     

电磁动态塑化挤出机熔体混合性能的研究

在不同振动频率下,利用剖分式料筒电磁动态塑化挤出机,对碳酸钙填充聚乙烯体系进行了螺杆沿程混合性能的研究。通过对不同位置处物料的SEM图的分散相作粒径统计分析。发现振动力场对CaCO3在LDPE熔体中的分散有促进作用。改善了混合物料的混合程度;相同振幅下,振动频率高则分散效果越好。     

动态加工过程中聚合物熔体流变行为研究进展

本文综述了聚合物熔体及其填充体系在振动力场作用下行为响应机理的既有成果,结合目前部分研究工作,从连续介质力学,微观结构动力学热力学的角度对振动力场的作用机理本质进行了初步分析。     

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。     

振动力场作用及其CaCO3填充体系下聚合物挤出的信息控制与优化

在已有实验的基础上,探讨了在线控制聚合物的挤出压力问题,尤其引入三维信息扩散模型到神经网络的输入处理,对来自实验小样本或神经网络学习样本特征信息提取问题的解决提供了可行的途径。     

干气密封端面气膜流场的三维模拟分析

采用ANSYS分析软件对干气密封端面动、静环间的气膜层及螺旋槽内的流场进行了有限元分析。采用沿垂直厚度进行面分区划分单元,而后将面网格拉伸成体网格的方法,解决了气膜层流场三维流场的模拟计算,得到了气膜层整体及密封面槽区、台区、坝区流场的压力及速度分布。     

注塑模温度场的计算机模拟

本文运用有限元法，采用二次等参单元，对注塑模二维非稳态温度场进行了数值分析，推导了有限元数值求解方程并研制了有限元求解程序软件。实例所得温度场等温线与实验所得结果基本相符，验证了计算机求解的可靠性。通过计算机模拟分析，可了解各瞬时模具温度场的分布状态，观察模具体能否使塑件均匀冷却，如不合理，可通过改变冷却管道参数，达到温度场均匀一致，从而提高塑件质量。通过程序运转，根据塑件的热定型温度，可以预知最短冷却时间，从而缩短冷却周期，提高塑件生产率     

啮合同向双螺杆挤出机单／双头螺纹元件熔体输送与混合特性的研究

采用数值模拟和实验的方法,对啮合同向双螺杆挤出机中单／双头螺纹元件的熔体输送与混合特性进行对比。结果表明,在计量输送段放置一段单头螺纹元件时,回流量小,正向输送能力强;螺杆所受扭矩小,消耗能量少;挤出物料的耐冲击性能较高。     

挤出成型塑料管材冷却过程的建模与温度场数值模拟

基于传热学理论，对挤出成型塑料管材的冷却过程进行了分析并建立了数学模型。引入聚合物的比热容和热导率对温度的依赖关系，运用有限差分数值方法，求解变物性参数条件下一维非稳态传热方程，模拟了塑料管材在定型冷却过程中的温度场，并由此确定冷却段的合理长度。     

标准搅拌反应器中流场分析

针对标准搅拌器流场(蔗糖水)中不同的转速、搅拌槽尺寸和搅拌器桨叶形式,采用有限元分析软件(ANSYS)分析流场中轴向路径(x方向)和桨叶径向路径(y方向)上的节点速度,观察速度向量图像和速度曲线的变化趋势和平缓程度,得出六平叶圆盘涡轮在转速300 r/min、槽径2.00m时的搅拌效果较为理想的结论。