高频电场与正应力场协同作用下聚合物的热响应特性

目前高分子材料成型方法都采用高温塑化、低温成型的成型机理进行加工.这一过程消耗了大量的能量,并造成聚合物及其添加剂的热降解,降低了塑料的性能和可回收性.因此,文中在聚合物热压成型加工中引入高频电场,使物料在正应力和高频电场协同作用下实现低温塑化,研究物料在高频电场中发生热响应的压力、温度依赖性,以及在临界塑化温度点下制备的聚合物片材的力学性能,建立合理的温升模型.研究表明:材料极性越强,其介电损耗越高,物料吸热能力越强;极性材料和非结晶性聚合物吸热量随成型压力的增大而增大,而非极性的结晶性聚合物吸热量存在最佳吸热压力点;均聚物具有最佳吸热温度点,而多相的共聚物吸热量随加工温度呈指数增长;施加高频电场试样的拉伸性能显著提升,证实了协同低温塑化行为的存在.     

体积拉伸流变塑化输运技术助力材料创新发展

 讨论了体积拉伸流变支配的偏心转子塑化输运装置的结构原理和技术特点，探讨了该技术在通用材料加工过程自增强和特种材料高效加工上的应用优势。研究结果表明：与传统螺杆塑化输运技术相比，偏心转子体积拉伸流变塑化输运技术在多组分塑料共混增容改性、有机无机杂化功能改性和热塑性塑料纤维增强改性等方面，具有强制增容效果好、混合分散效果优、纤维折损断裂少等显著优势；此外，偏心转子塑化输运装置的体积压缩释放效应强化了极端流变行为材料熔融塑化过程的传质传热效果，大大缩短物料热机械历程，实现极端流变行为材料的高速成型加工。     

聚合物超声波熔融塑化实验研究

针对微注射成型对聚合物塑化质量的特殊要求(均质、无硬质点),利用自制的聚合物超声波熔融塑化实验装置进行聚合物超声波熔融塑化实验研究。研究超声波作用时间和作用功率对聚合物塑化量和塑化物料微观形态的影响;研究超声波电源电压、塑化压力对超声波作用功率的影响;揭示超声波作用下聚合物的熔融塑化过程。实验结果表明:提高超声波作用时间和作用功率都能显著提高聚合物超声波熔融塑化量,改善塑化物料的微观形态;当超声波电源电压为250 V,塑化压力为1.50 MPa,塑化时间为10 min时,超声波作用后的聚合物物料基本熔融塑化;加热塑化生成的球晶比较大,粒径为500μm左右,而超声塑化生成的球晶比较小,粒径为200μm左右;与加热塑化相比,超声塑化的塑化效果更好,更适合微注射成型。     

叶片挤出机中聚合物固体形变的可视化和影响因素

采用组装式叶片挤出机在线观察了聚合物固体形变,考察了物料参数、颗粒大小和工艺参数对聚合物固体形变的影响.结果表明:固体颗粒会在叶片塑化输运单元的强制挤压作用下产生形变;高模量的聚合物固体经叶片塑化输运单元作用后产生的塑性形变大;大颗粒料经叶片塑化输运单元挤压作用后变成薄片,但小颗粒料则经历大的形变后粘连;聚合物固体颗粒的形变量随着温度升高减小,随着转速的增加增大.     

成型加工过程中聚合物的连续自增强

提出了成型加工过程中聚合物连续自增强的概念.先介绍了传统加工过程中实现聚合物自增强的主要加工方法和设备,然后重点介绍了基于振动力场及拉伸力场的聚合物连续自增强加工方法和设备,阐述了聚合物在振动力场以及拉伸力场作用下连续自增强的机理、振动力场与拉伸力场对制品性能的影响.研究结果表明:振动力场和拉伸力场加工聚合物制品的自增强效果显著,制品力学性能与微观形态均明显改善;连续自增强技术具有物料适应广、适合实际生产加工等优点.     

成型中的聚合物物料流变行为的层析图像测量与分析

以成型中的聚合物为对象,研究处于高压、中温的密闭成型设备中的物料形变与流动行为的层析图像无损测量方法.首先,利用物料层析图像测量系统来获取由成型设备和聚合物物料组成的成型系统的层析图像.为了提高目标的信息量,以目标与背景的分割误差最小为条件,对密闭成型系统的层析图像进行处理,从中提取出物料的目标图像.然后,运用包括时间、空间、物质吸收系数等多参数的图像分割算法对物料层析图像进行特征提取 采用高维贯穿和低维分凝的层析链算法,对物料层析特征进行图像识别,利用物质吸收系数的阈值算法,对物料层析特征结构形态进行测量 利用物质吸收系数的阈值算法,对物料层析特征结构形态进行测量 通过物料层析特征结构在成型设备中的几何特征量及其分布来分析物料的流变行为.最后,对层析图像测量的实验进行了讨论.     

技术创新一流 市场前景广阔——聚合物动态塑化成型加工技术介绍

2007年在北京召开的全国科学技术奖励大会上，由华南理工大学瞿金平教授主持完成的“塑料动态成型加工技术与装备”项目获得了2006年度国家科学技术进步二等奖。 该项目率先提出塑料动态塑化成型方法及原理，发明并研制出塑料动态塑化挤出、注射成套技术装备，成功实现了产业化及推广应用。与传统设备相比，新设备具有物料热机械历程缩短30％左右、加工温度降低20℃以上、加工能耗降低30％以上、混炼效果及制品性能提高、噪声降至77分贝以下、对物料适应性广等显著特点，解决了传统技术存在的能耗大、噪音大、对物料适应性窄、塑化效果及制品质量难以控制等国际上一直未能很好解决的问题。多项自主开发的关键技术被鉴定专家们一致认为“处于国际领先水平”，并获得覆盖10多个国家和地区的发明专利。[编者按]     

华南理工大学：产学研合作推动高分子材料新型成型装备产业化

华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心（简称“工程中心”）是我国高分子材料成型加工技术及装备研究领域唯一的国家级工程研究中心，由教育部“长江学者奖励计划”首批特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、国家“863”计划高性能结构材料主题专家瞿金平教授领衔。工程中心自成立以来，通过承担国家“863”计划项目、国家重点科技攻关项目、国家重点新产品研究项目、国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广州市科技攻关等多项重大研究项目，在高分子材料成型加工领域特别是聚合物动态塑化成型加工技术方面沉淀了一批具有自主知识产权的科研成果。     

生物质平模成型燃料设备及规模化运行系统研究

研究设计了一种具有适应物料范围广、成型燃料直径易变化、生产效率高、能耗低等特点的生物质燃料平模成型设备.为了实现生物质成型系统规模化运行,降低能耗,提高产率,对生物质成型设备进行了合理配置和整合,实现了一体化运行.根据进料量、粉碎量、供热量、出料量、物料含水率等条件变化,对生物质成型设备进行自动化设计,实现了生物质成型燃料系统自动连续稳定生产,提高了设备的集成化水平,减少了人工操作.另外,生物质原料干燥过程采用生物质热风炉提供热源,不消耗传统能源.生物质平模成型燃料设备及其规模化运行研究为生物质资源的能源化利用提供较为合理的途径.     

单螺杆振动诱导熔体输运模型与实验研究

采用自行修正的Tanner本构模型建立了单螺杆振动诱导塑化挤出机在熔体输运过程中的近似解析模型,根据黏性耗散功相等推导出了振动力场对熔体表观黏度的影响系数;并在单螺杆振动诱导塑化挤出机上就振动力场对聚合物熔体输运过程的影响进行了实验研究,分析了螺杆振动频率与振幅对挤出压力和挤出特性的影响规律.理论与实验结果均表明,单螺杆振动诱导熔体输运可实现低压挤出,但会导致螺杆特性变软.