聚合物熔体微尺度流动过程黏度与黏性耗散的耦合作用

为了探究在聚合物微成型时熔体黏度与黏性耗散的耦合作用对熔体的流变特性产生的影响，采用数值计算和试验相结合的方法研究了黏度与黏性耗散之间的耦合作用。通过建立微尺度黏度和黏性耗散基于共同变量温度的耦合模型，计算并分析了不同当量直径的矩形微流道内熔体流变特性参数的变化规律，试验验证了熔体沿流动方向的温度变化。结果表明：在相同工艺参数条件下，当量直径越小，熔体黏度越小，黏性耗散作用越强，耦合作用对熔体黏度和黏性耗散的影响越强。熔体沿流动方向温度升高，不考虑耦合作用时熔体温升比考虑耦合作用时高，且偏差随当量直径的减小而增大，不同的入口速度和入口温度条件下平均温升的最大偏差分别为7.26%和7.05%。数值计算与试验结果趋势一致，对于不同的入口速度，考虑耦合作用的熔体沿流动方向的计算平均温升与试验测量值最小偏差为0.49 K；对于不同的入口温度，考虑耦合作用的熔体沿流动方向的计算平均温升与试验测量值最小偏差为0.59 K。因此，在对聚合物微成型过程中的熔体流动分析时，考虑黏度与黏性耗散之间的耦合作用，才能够更准确地反映熔体流变特性的实际变化规律。