聚丙烯熔体的“三角”触变性研究

本文对高聚物触变概念进行了理论分析,认为触变是一个松驰过程。据此概念推导了剪切应力作为剪切速率和剪切时间的二元函数关联式。本文用Weissenberg流变仪RPX—705对国产聚丙烯PP2401熔体在“三角”剪切场中的剪切应力行为进行了考察,发现上述关联式能很好地吻合实验结果。     

聚酯熔体流变性能的研究——低剪切速率下水分对熔体流变性能的影响

本文研究了在熔体温度284℃和低剪切速率(<10~3秒)下聚酯切片含水率对熔体流变性能的影响,得到下列结果:1.在聚酯切片含水率为0.015—0.025%范围内,每增加十万分之一的含水率,熔体的表观粘度降约1.3%;2.在本实验条件下,聚酯熔体为假塑性流体,有切力变稀的流动特性。     

不同口模直径下聚合物熔体流变特性试验研究

采用双料筒毛细管流变仪,研究了口模直径从1.5 mm减小到0.5 mm时聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)4种聚合物熔体的流变特性,并讨论了在口模直径为0.5 mm条件下温度对熔体剪切粘度、温度和剪切速率对熔体非牛顿指数的影响.试验结果表明,在剪切速率102～104s-1,4种聚合物熔体的剪切粘度均随剪切速率的提高而减小.PS和PMMA熔体的剪切粘度随着口模直径的减小而增大,PP和HDPE熔体的剪切粘度随着口模直径的减小而减小.随着剪切速率的提高,不同口模直径下熔体剪切粘度的差异逐渐缩小.在口模直径为0.5 mm的条件下,4种聚合物熔体的剪切粘度对温度的依赖性符合Arrhenius方程;熔体的非牛顿指数随着温度的升高而增大,随着剪切速率的提高而减小.     

聚对苯二甲酸乙二醇酯的流变性能研究

利用ＸＬＹ－２型毛细管流变仪研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯（ＰＥＴ）的流变性能,讨论了剪切速率、剪切应力和温度对ＰＥＴ熔体表观粘度的影响。结果表明：ＰＥＴ熔体的表观粘度随着温度的升高而降低;粘流活化能（ΔＥ）随着剪切速率的增大而减小,在实验温度下,ＰＥＴ熔体的表观粘度随剪切速率和剪切应力的增大而降低,非牛顿指数小于１,ＰＥＴ熔体为假塑性流体。     

注射螺杆流道熔体非等温流场的数值研究

使用CFD软件Polyflow,数值模拟了注塑机塑化和注射过程中两种止逆螺杆流道内聚丙烯熔体的三维非等温流场,讨论了流道内熔体的温度场、剪切速率场、黏度场和黏性热场.研究结果表明,塑化时,35°锥角比60°锥角螺杆流道内的熔体在螺杆头区域的温度高;注射时,35°锥角较60°锥角螺杆流道内熔体在出口处的温度和黏度都均匀.表明35°锥角螺杆与机筒配合得较好,更利于注塑成型.数值计算对比了60°锥角螺杆流道内熔体的非等温和等温流场,在螺杆头某一截面上非等温时熔体的平均黏度值比等温时的减少24%.温度影响熔体流场中各物理量的变化.非等温流场更能反映实际情况.     

不锈钢熔体中氮溶解度的热力学计算模型

在实验研究和前人研究工作的基础上,建立了一个新的不锈钢熔体中氮溶解度与体系温度、氮分压和合金成分的热力学计算模型,在该模型中引入了氮分压对氮活度系数的作用系数.该模型的计算结果与实验值吻合很好.基于该模型的计算结果,讨论了氮分压、温度、合金成分对不锈钢熔体中氮溶解度的影响规律.在压力较高(大于0.1 MPa)特别是合金元素较高的不锈钢熔体中,氮分压与氮的溶解度关系不符合Sievert定律.在一定氮分压下,温度对不锈钢熔体中氮溶解度的影响取决于合金体系的化学成分.在常压(氮分压为0.1 MPa)下,20%Cr-20%Mn的合金体系在1 873 K可获得氮质量分数为0.8%的高氮无镍奥氏体不锈钢.     

聚酯熔体的5参数流变模型

采用旋转流变仪锥板系统，对聚对苯二甲酸乙二醇酯（简称聚酯或ＰＥＴ）熔体的流变特性进行了研究。测定温度为２７０～２９０℃，得到５种聚酯试样的剪切速率γ、剪切应力和正应力ψ＿１的数据。聚酯熔体表观粘度η、ψ＿１随γ增加而减小，具有剪切变稀的性质。在Ｏｌｄｒｏｙｄ４参数模型的基础上，考虑聚酯熔体的幂律性质，提出了５参数模型。结果可供聚酯加工成型工艺过程和模具设计时参考。     

浇注温度对合金熔体冷却规律和半固态组织的影响

介绍了一种实验室自主研发的轻合金半固态浆料制备设备--锥桶式流变成形机(TBR),该设备利用刻有凸纹和沟槽的内、外锥桶的相对转动,使合金熔体在凝固过程中受到剧烈的剪切搅拌,从而获得合金半固态浆料.对TBR工艺的传热模型进行了推导,以A356为实验材料得出制备的A356铝合金半固态浆料温度与浇注温度的关系式,同时分析了不同浇注温度下合金熔体的冷却规律和获得的半固态组织形貌.结果表明,适当降低A356合金熔体的浇注温度可以延长初生固相受到的剪切时间和增加剪切次数,从而获得细小、均匀的半固态组织.当浇注温度为640℃时,初生固相平均晶粒尺寸为68μm,形状因子为0.82.     

聚合物动态流变研究中惯性力项对熔体粘性行为的影响

针对忽略和不忽略惯性力项对熔体粘性行为的影响2种情况,分别推导出振动场中流经毛细管的聚合物熔体剪切应力、剪切速率和表观粘度的计算公式.研究结果表明,当不忽略惯性力项的影响时,这3个参数与毛细管几何尺寸、毛细管体积流量的脉动、毛细管压力降的脉动、应力和应变相位差以及聚合物材料特性等因素显著有关,使得在相同的振动力场中,熔体剪切应力、剪切速率的计算结果比忽略惯性力项时的结果小,而熔体表现粘度的计算结果比忽略惯性力项的时结果大;不忽略惯性力项影响所得到的计算结果更客观地反映了聚合物的振动剪切流变行为.     

Ｉｎ及Ｉｎ—Ｃｕ合金熔体的粘度研究

利用回转振动粘度仪对纯Ｉｎ、Ｉｎ—５％Ｃｕ合金及Ｉｎ—２０％Ｃｕ合金在液相线以上不同温度进行了粘度测量，实验结果表明，随温度升高，三种熔体的粘度都呈现减小趋势，且符合指数变化规律；纯Ｉｎ在４３０℃和４７０℃左右粘度出现异常变化，Ｉｎ—５％Ｃｕ合金在６００℃附近粘度值有突变，Ｉｎ—２０％Ｃｕ合金在测试温度范围内没有明显变化，粘度的突变表明了液体结构的转变；在Ｉｎ中加入５％Ｃｕ后，熔体的粘度值减小，而加入２０％Ｃｕ后，熔体的粘度值明显升高．     

GRF-CO_2清洁泡沫压裂液流变特性实验研究

基于管式流变仪原理,使用大型高温高压泡沫压裂液实验系统,对GRF体系的CO2清洁泡沫压裂液流变特性进行了详细的实验研究,研究了其流变特性受温度、泡沫质量、剪切速率和压力影响的规律,得出了压裂液流变参数的计算关联式,GRF-CO2清洁泡沫压裂液流变指数、流变系数的计算关联式平均误差均小于10%,能够满足实际工程需要。     

硅酸盐熔体电导率实验研究及其对地球内部熔融的启示

由于硅酸盐熔体的电导率比固相矿物显著提高,地球内部的熔融区域(如岩浆房)在大地电磁测深获得的电性结构中表现出电导率异常.为了制约这些区域的物理化学条件(如熔体比例和熔体的水含量),迫切需要不同成分硅酸盐熔体在各种温度、压力和水含量条件下的电导率测量数据.本文总结了硅酸盐熔体电导率实验研究的进展,指出Na离子和水的含量是影响熔体电导率的关键因素,并以大洋软流圈低速带和长白山天池火山岩浆房为例介绍了实验结果的应用.未来潜在的前沿研究方向包括测量超临界流体(可视为一种高度富水的特殊硅酸盐熔体)的电导率,以及利用电导率突变确定岩石的熔融温度.     

聚酯熔体流变性能的研究——高剪切速率下熔体的流变性能

本文研究了高剪切速率下(γ为5×10~3-1.8×10~4秒~(-1))PET熔体的流变性能;探讨了聚酯切片含水率、熔体温度、熔体压力、切变速率对熔体切变粘度的影响。从试验的结果获得了在此切变速率下,PET熔体的流动特征参数如粘流活化能E_η和非牛顿指数n,以及它们的变化规律。     

共聚酯PECT的流变性能研究

研究了两组分的共聚酯PECT(聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己基二甲醇酯)的流变性能。结果表明,ETCT共聚酯的熔体属于非牛顿流体,呈现典型的切力变稀行为。共聚酯的剪切应力随剪切速率的提高而增加,随着温度的提高,剪切应力有所下降。共聚酯熔体粘度随CT链段的引入及含量的增加而上升,同时也随温度的升高而降低。共聚酯熔体的粘流活化能均大于常规PET,加入第二组份的量越大,共聚酯粘流活化能、表观粘度上升越明显。共聚酯熔体的非牛顿指数n值均低于常规PET,且随温度的升高而增大。考查温度和剪切速率等流变参数对共聚酯流变性能的影响,可以在加工过程中合理地控制工艺,对工艺条件的设定有很好的指导作用。     

ABS／LLDPE共混物熔体流变特性

采用毛细管流变仪测试了ABS/LLDPE共混物熔体的流变特性,发现共混物熔体的流动活化能对剪切速率非常敏感,熔体的剪切粘度随着LLDPE增加,剪切粘度迅速下降,同时讨论了ABS/LLDPE共混物微观相作用。     

聚全氟乙丙烯的流变性能研究

采用毛细管流变仪,在360℃-390℃温度范围内考察了剪切速率对聚全氟乙丙烯(大金NP 101)熔体表观粘度、剪切应力的影响;粘流活化能与剪切速率的关系;剪切敏感性指数、非牛顿指数与温度的关系;并讨论了不出现熔体破裂的加工条件.结果表明:随着剪切速率的增加,FEP的表观粘度下降,符合剪切变稀的规律;同一剪切速率下,温度越高,FEP的表观粘度越低;FEP的粘流活化能随着剪切速率的增大逐渐降低;剪切敏感性指数随温度的升高而降低;非牛顿指数总小于1,且随着温度的升高而升高,是典型的假塑性流体;FEP(大金NP 101)适于挤出成型的加工温度为380℃、临界剪切速率300s~(-1).     

旋转流变仪测定聚乙烯熔体的“镜面效应”

基于通用性旋转流变仪所得的流变试验结果,证实了聚乙烯熔体剪切依赖性与依时性行为之间,剪切粘度与第一法向应力系数之间的对应关系,即镜面效应的存在。结合线性粘弹性理论,由此关系导出的有关计算式,可用于从剪切粘度数据推算第一法向应力系数。计算值与实验值的吻合对于扩展物料函数的估测范围具有实际意义。     

稠油蒸汽泡沫共混体系的流变性能研究

为了进一步加强对稠油蒸汽泡沫驱油过程中流体力学性能的认识,在油藏压力7.60 MPa下,利用高温高压流变仪测得了不同条件下稠油蒸汽泡沫共混体系的流变曲线.实验结果表明:稠油蒸汽泡沫驱油体系均为假塑性流体,其流变方程能很好地关联幂律模型;随蒸汽相饱和度和泡沫剂浓度升高,体系表观黏度增大;随蒸汽干度和温度升高,体系表观黏度降低;在低剪切速率时,表观黏度和温度关系满足Arrhenius方程,随着剪切速率增大,表观黏度和温度关系逐渐偏离Arrhenius方程;黏流活化能的绝对值随剪切速率增大而降低,在低剪切速率时,表观黏度对于温度变化更敏感.     

Sb及Bi熔体的非牛顿流变行为

采用同轴圆筒高温粘度计，测定了Sb、Bi的流变性。结合牛顿定律的理论分析将剪切应力与剪切速率的关系转换成搅拌扭矩与转速的关系，用来判断熔体的流变特性。实验结果显示Sb熔体的扭矩-转速图成良好的线性关系，而Bi熔体则呈现明显的非牛顿性。两种熔体所表现出的不同的流变行为，与其液态结构密切相关。     

动态硫化反应条件下聚合物熔体粘度与本构方程的计算

阐述了动态硫化热塑性弹性体的特点以及硫化反应体系化学流变学的复杂性，介绍了硫化反应动力学模型的各种形式，通过考虑剪切速率和交联程度对粘度的影响，在第一修正Tanner本构方程的基础上，推导出适于硫化反应聚合物熔体的粘度计算式和本构方程。