超声技术在聚合物检测中的应用进展

系统阐述了超声技术在聚合物结构与性能检测中的应用进展。着重介绍了超声技术在聚合物加工过程中在线检测上的应用概况，并对超声技术的发展应用前景作了展望。     

超声波在线检测技术及其在聚合物加工中的应用

以低密度聚乙烯(LDPE)和聚丙烯(PP)/LDPE共混物的熔融过程为例,介绍了超声波在线检测聚合物加工的原理和应用。通过与转矩流变仪比较,超声波检测可以更准确更直接地表征材料的熔融过程和熔融时间。对于不同比例共混的材料,超声波信号强度和振幅可以表征材料在加工过程中的熔融过程、熔融时间以及共混物熔融特点。超声波检测的这一特点可以应用于工业生产中,指导材料的加工条件,提高生产效率。     

聚合物PVT关系测试技术研究进展

对聚合物PVT关系测试的重要性及应用作了阐述,总结了聚合物PVT数据8个方面的应用;对当今世界上出现的聚合物PVT关系测试技术分别从常规和改进两个方面作了详细说明,常规测试方法归结为直接法和间接法,改进测试技术包括考虑冷却速度、形变对聚合物PVT关系影响的测试技术、基于注塑机挤出机的测试技术、超声波测试技术;并对几种聚合物PVT关系测试产品作了介绍,包括德国SWQ公司的PVT-100分析仪、日本东洋精机公司的PVT测试仪、美国Gnomix公司的高压膨胀计,以及国内聚合物PVT在线测试设备。     

功能性高分子聚合物在检测领域中的应用

通过对中草药有效成分、气体成分、重金属、农兽药残留、生物毒素、致病微生物及其他分析化学领域的检测技术中,所用到的功能性高分子聚合物进行罗列并综合分析,现有检测领域中基于功能性高分子聚合物的检测方法与传统检测方法相比,操作简便、快速、特异性强、便于实现现场检测,尤其是分子印迹聚合物以其优异的亲和力,既能有效分离,又能便于分析,因而广泛应用于重金属、农兽药残留、生物毒素、致病微生物等的检测。     

聚合物PVT关系在线测试技术

提出一种新的聚合物PVT(压力-体积-温度)关系在线测试技术,利用这种技术设计制造的聚合物PVT关系在线测试设备对低密度聚乙烯(LDPE)进行了PVT关系测试,测试条件符合工业加工条件。因此,利用此技术可以建立典型商业材料的PVT数据库,作为优化相应材料的工业加工参数的基础数据。     

注射成型CAE与聚合物参数PVT的测试

CAD/CAE/CAM的技术的出现对传统的模具设计方式带来了新的突破。提高注射成型CAE的模拟计算精度,是个很重要的问题。聚合物参数P V T对CAE的模拟计算精度以及成型的品质有很大的影响,因此如何测量聚合物P V T参数和绘制P V T曲线,对注射成型CAE有重要意义。     

聚合物熔体密度在线测量在精密注射成型中的应用

基于超声波传播速度与传播介质物性参数密切关联和快速响应的特性,通过实验和理论分析得到了超声波传播速度与聚合物熔体密度存在单值对应关系的重要结论;根据精密注塑制品成型周期短的特点,在实验的基础上采用改进最小二乘法,即缩小自变量使其在0～1的范围内可以有效降低拟合阶数,提高运算速度的方法,建立了基于超声波速度单值变量的熔体密度在线软测量模型,并将该软测量模型应用于注射成型过程中对聚合物熔体注射重量的控制;即由该软测量模型得到的在线熔体密度与螺杆截面积的乘积对螺杆注射行程进行积分,可以精确计算出聚合物熔体注射重量,以此实现对注射机成型制品重量的精密控制;理论和实验都验证了基于熔体密度在线软测量的注射量重量控制方法优于传统的体积控制方法,是提高注射成型过程制品重量重复精度的有效方法。     

聚合物PVT特性在线测试技术及在模具设计中的应用

通过自主研发的聚合物压力比容温度（PVT）特性在线测试仪获得聚合物真实成型工况下的PVT特性参数,由此得到注射材料收缩率,用于制品模具成型尺寸设计,并计算得到以离线PVT参数为依据进行设计的模具成型尺寸。采用数值模拟方法对上述两种模具尺寸设计结果得到的成型制品精度进行对比分析。结果表明,以在线PVT测试结果为基础设计的模具成型尺寸得到的制品尺寸精度与实际设计要求更加接近。     

聚合物混合状态的超声检测及在线监控

针对聚合物挤出过程中混合状态的在线监控要求,利用超声检测系统对聚合物的超声波形的幅度进行采集和分析,研究了聚合物连续超声波形的幅值变化的波动性。结果表明:在挤出螺杆通道内,聚合物的混合状态连续波形幅值变化的波动性呈逐渐减小的趋势,符合理论上对聚合物在线监控的要求,实现了在螺杆通道内对聚合物混合状态的实时监控。     

密度泛函理论在聚合物发泡领域中的应用研究进展

阐述了在发泡领域引入密度泛函理论的原因,综述了国内外对密度泛函理论的研究现状,详细介绍了密度泛函理论在高分子体系中尤其是在发泡领域中的发展与应用研究进展;总结了基于均相成核、非均相成核方法并结合不同动力学、热力学公式的创新的密度泛函模型,并对这些模型的应用进行了综述;将密度泛函模型与其他计算模型进行比对,以体现出其在聚...     

聚合物PVT关系测定技术

ＰＶＴ关系是进行注射成型流动分析及其模具计算机辅助设计、制造和工程（ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ）分析的依据。本文介绍了测定聚合物ＰＶＴ关系的技术和通过实验测定的Ｔａｉｔ方程参数。     

聚合物PVT参数采集系统的研究

介绍了聚合物PVT参数采集系统的组成,并对试验数据进行了初步分析。该系统包括测试模具、数据采集传输、数据存储显示等,分为硬件设计和软件设计两个部分。介绍了系统的硬件电路设计、固件程序设计、应用程序设计和上、下位机的通讯接口设计。     

用于聚合物检测的PEEK超声缓冲杆性能测试分析

借用缓冲杆来实现熔融态聚合物的超声检测是一种行之有效的方法,但缓冲杆的材料会影响最终的检测效果,通过实验测量了聚醚醚铜(PEEK)的声阻抗、声衰减系数、声速等参数,在不同测试温度下测试了PEEK缓冲的超声回波信号衰减情况,通过仿真分析了缓冲杆直径、长度对回波信噪比的影响情况。综合上述的结果得出,PEEK缓冲杆适合用于≤160℃环境下的聚合物检测,具有较低的声衰减、较高的声透射率和信噪比。     

精密注塑成型PVT最佳保压控制

阐述了PVT最佳保压控制的概念、基本原理及方法,并以精密塑料透镜注射成型为例,通过PVT状态图讨论注射成型工艺过程并制定工艺路线,选择注射-压缩工艺成型精密光学透镜,通过该工艺有效地解决了注塑中的应力问题,在制品的变形、尺寸精度及光学特性等方面大幅提高产品质量.     

六氟化硫PVT关系测定实验教学体会与思考

纯流体PVT关系测定及临界状态观察实验对于学生理解问题的本质,提高理论教学效果具有不可替代的作用。本文介绍了六氟化硫临界状态观察及PVT关系测定仪的制造及使用情况,重点介绍实验数据记录处理等细节上的一些经验体会和我们的建议。     

单螺杆挤出机中聚合物混合状态的超声监测技术研究

设计了适用于聚合物混合状态在线监测的超声传感器,通过试验研究了碳酸钙、硫酸钡、玻纤等填充料在低密度聚乙烯(LDPE)中的超声回波信息,在φ90单螺杆挤出机上在线监测了线性低密度聚乙烯(LDPE)及LDPE与玻纤混合物的挤出状态.试验结果表明:超声回波信息可以较好地表征聚合物的混合状态,采用设计的超声传感器可以实现聚合物挤出混合状态的在线监测,同时也可以采用该传感器监测聚合物的黏度等信息.     

无定型聚合物熔体的PVT特性

采用带有PVT口模的流变仪测定无定型聚合物熔体在压力0～50 MPa,温度453～563 K时的PVT(压力-体积-温度)特性曲线,分别用基团贡献修正胞腔模型(GCMCM)和胞腔模型对实测的PVT数据进行预测.结果表明:在实验中用基团贡献修正胞腔模型的比容平均预测误差较胞腔模型要大得多,其预测精度要略差于胞腔模型,这说明基团贡献修正胞腔模型的应用具有一定的局限性.同时还计算出了2种模型所对应的特征值,并分析了其特征值存在的共同点和差异的原因.     

Description of PVT behavior of an industrial polypropylene–EPR copolymer in process conditions

An experimental procedure is presented to describe the PVT behavior of multiphase polymeric materials in a wide range of cooling rates. In particular, the procedure is applied to a typical multiphase industrial polymer, that is, an industrial polypropylene–ethylene‐propylene rubber (iPP–EPR) copolymer with a small percentage of talc. The volume evolution is described combining specific volumes of different phases present in the material. All phases are described simply by thermal expansion and compressibility coefficients drawn either from the literature or from low and high temperature (i.e., below and above the iPP crystallization range) standard PVT data. Crystallization evolution of iPP is described by the Nakamura nonisothermal formulation of the Avrami–Evans crystallization kinetic model. Model parameters are identified by comparison with both standard calorimetric results and final densities of thin samples solidified during quenches conducted with cooling rates of several hundreds of K/s. It is also shown that identification of crystallization kinetic parameters by means of calorimetric data only leads to misleading results for cooling rates larger than those adopted in the calorimetric tests. © 2001 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 81: 267–278, 2001     

超声波在线检测聚合物加工技术的研究进展

介绍了超声波缓冲杆的研制情况,着重阐述了超声波在线检测技术在聚合物挤出成型、注塑成型以及热固性塑料固化过程的研究概况并,指出了工程生产中实现在线检测的研究重点。