振动力场作用下聚合物挤出制品结构与性能的质量控制与优化

利用实验数据，分析与研究振动场振动参数对聚合物挤出制品质量的影响，对聚合物挤出制品的熔体流动速率，微晶结构，拉伸强度等主要性能质量指标，建立以振动频率为主要控制变量的神经网络模型，并引入信息分配模型，探讨了一个网络输入节点下神经网络学习样本的特征提取与优化。实验结果表明，经过信息预处理的学习样本，可以使网络有更好的收敛效果。     

振动力场下复合材料力学性能的研究

在不同的振动频率和振幅下，对CaCO3填充HDPE的挤出片材进行力学性能研究，研究发现振动力场能够有效地改善片材的拉伸强度和拉伸断裂伸长率，并具有一定的规律性。     

纳米SiO2增韧聚丙烯（PP）的研究

通过熔融共混法制备了聚丙烯（PP）／SiO2纳米复合材料，并使用扫描电镜（SEM），电子拉力机和冲击机等对材料进行表征。研究发现硅烷偶联剂对纳米SiO2在聚丙烯（PP）中的分散起一定的作用，但不是非常有效。添加相容剂PP-g-MAH后，可以使纳米SiO2均匀地分散于PP中。当纳米SiO2含量为2重量份时，PP/SiO2纳米复合材料的性能最优，与纯PP相比较，Izod冲击强度提高了90％，拉伸强度略微提高了5％，弯曲强度提高了23%。最后，作者对纳米SiO2的增韧机理和PP-g-MAH大幅度改善纳米SiO2在PP中分散效果的机理作了初步推断。     

振动剪切作用下聚合物熔体的非仿射网络结构模型——振动参数对聚合物熔体黏性的影响

利用非仿射网络结构本构模型分析了正弦脉动流场中振动参数对聚合物熔体黏性的影响作用，并从缠结密度的概念上来解释其影响规律。     

动态三螺杆挤出机制备热塑性硫化胶的研究

对比分析了动态热塑性硫化胶(TPV)的加工设备,着重介绍了附加振动力场的三螺杆反应挤出机的结构特点以及利用该机进行三元乙丙橡胶/聚丙烯(EPDM/PP)的动态全硫化,对制品的物理力学性能和微观结构分别进行了测试分析和电镜扫描。结果表明,振动力场作用下EPDM/PP共混体系反应挤出动态硫化加工可有效地实现动态硫化反应、硫化橡胶的粉碎和分散以及相态反转,振动力场的作用明显提高了TPV性能。     

强化单螺杆挤出机内层流混合的方法

综述了单螺杆挤出机内聚合物熔体层流混合机理的研究进展，对提高混合的措施进行了分析总结，指出了进一步强化混合效果的方法。     

单螺杆混沌挤出过程周期性行为数值模拟

建立了混沌单螺杆挤出机计量段物理和数学模型。定义了更合理的边界条件,采用Carreau本构方程,采用有限体积方法对聚合物熔体在螺槽内流动的周期性效应进行了数值模拟分析。得到了不同位置的速度分布细节以及流体示踪粒子的行为轨迹。发现螺槽内速度分布表现出周期性和对称性的变化,揭示了同宿点及椭圆点存在及位置不变性,为进一步分析流体质点在相空间的动力学行为奠定了基础。     

振动剪切作用下聚合物熔体的非仿射网络结构模型 Ⅱ．非仿射网络结构模型

假设聚合物熔体的缠结网络形变是非仿射的，运用瞬态网络结构原理，采用在本课题第一部分^[1]中所建立的动态速率方程，并对上随体Maxwell本构方程加以修正来建立一个非仿射网络结构模型，利用这一模型来研究振动剪切作用下LDPE熔体的流变行为，研究表明，随着应变振幅和频率的增加，LDPE熔体的剪切应力也增加，同时指出了非仿射网络结构模型的精确变比仿射结构模型有较大提高，这表明在振动力场作用下，网络形变发生了非仿射形变，因此在建立振动力场作用下聚烯烃熔体本构方程时，不能假设其网络是仿射形变的。     

聚合物合成及成型加工中协同学的应用

综述了协同学在聚合物领域的最新研究进展，介绍了加工制备一些聚合物合成及复合材料所显示出的协同效应，以及用协同学方法定量求解一类合成反应体系的动力学模型。提出通过改变振动力场等作用方式，在聚合物动态塑化成型加工时，协同学方法具有广阔的应用前景。     

幂律流体三维脉动流场数值模拟

利用ANSYS软件，模拟了振动诱导单螺杆挤出机熔体输送段中非牛顿幂律流体的三维脉动流场，得到了三维脉动流场的瞬时速度分布及螺槽中物料的流动轨迹。结果表明，在脉动流场作用下，非牛顿流体的瞬时速度响应与在驱动壁面上所施加的正弦形式的脉动驱动形式不同，横螺槽方向的环流中心位置受幂律指数影响，且发生周期性改变。振动的引入使得在相同的时间内，物料的流动路程增加，且可增大物料的平均停留时间，有利于改善混合效果。