聚合物气辅共挤成型理论研究进展

气体辅助共挤成型技术（简称气辅共挤成型）是一种新型的聚合物挤出成型技术，其实质是将气辅挤出技术应用于共挤成型技术，发挥气辅挤出和共挤成型的优点。文章综述了气体辅助挤出成型技术机理和研究现状、聚合物共挤出成型机理和研究现状以及气辅共挤成型机理和研究现状。     

气辅挤出口模的研究现状

气辅挤出成型可以显著消除传统挤出成型中出现的挤出胀大、鲨鱼皮、耗能高等现象。在气辅挤出系统中,气辅挤出口模的设计是核心部分。介绍了国内外关于气辅挤出口模设计的特点,并进一步对口模设计进行了展望。     

聚合物双组分复合共挤成型的挤出胀大研究

以PP和PS两种聚合物为实验材料,使用截面为矩形、层比为1的双层共挤口模,实验研究了聚合物共挤成型过程中的挤出胀大现象.采用Phan-ThienandTanner(PTT)本构方程,建立了复合共挤口模内外熔体流动的三维黏弹数值模型,有限元模拟了共挤出的胀大过程,计算分析了熔体在口模内外的速度场及剪切速率分布.研究表明,在入口体积流量相同的情况下,两熔体挤出口模后,存在由黏度较低的PP向黏度较高的PS一侧偏转的现象,型材截面呈不对称畸变.数值模拟结果与实验结果较吻合,两种聚合物熔体的速度分布决定了共挤出胀大过程中熔体的偏转流动行为,口模出口处的剪切速率分布基本决定了挤出胀大后型材的截面形状.     

两层聚合物共挤出过程的流变模型建立与仿真研究

使用牛顿流体模型与微分黏弹模型分别对双层聚合物共挤出过程进行了流变模型建模与仿真,得到了两路熔体流动的流变趋势与二维有限元模型.模拟结果表明:共挤过程中两路熔体在交界面处保持连续稳定流动,所受剪切应力相等,最终达到流率平衡.利用微分黏弹Oldroyd-B模型分析了共挤出过程聚合物的挤出胀大效应,可知在两路熔体体积流率逐渐增加时,共挤物的挤出形态也发生了对应偏转变化.微分黏弹模型相比普通牛顿流体模型可更好地反映聚合物共挤出加工过程中熔体的流变特性.     

LDPE熔体毛细管动态挤出时的弹性行为研究

在振动场的作用下，ＬＤＰＥ熔体于毛细管中动态挤出与稳定挤出时相比，挤出物的挤出胀大比减小，减小程度与施加的振动强度有关。在相同流率时于一定振幅条件下，挤出物胀大比变化与频率成非线性变化。另外，振动场对ＬＤＰＥ在毛细管中挤出时的不稳定流动有影响，在振动条件下，挤现ＬＤＰＥ时发生不稳定流动的临界流率有较大提高。结果表明，振动条件下挤出聚合物能有效地改善挤现物的弹性性能，从而为聚合物的挤出成型加工带来巨     

双复合胎面共挤成型过程的数值分析

使用流体计算软件Polyflow,三维数值模拟某双复合胎面(TWD40/FS10)的共挤成型过程,分析了牵引速度对共挤出产品的影响,并将模拟结果与实际挤出产品进行对比,验证了模拟结果.研究表明:在两熔体入口流量不变且存在牵引速度时,垂直于挤出方向向上的速度分布是影响最终产品质量的关键因素;胀大比的减小主要是由牵引速度的增大引起而非壁面剪切的作用引起;在预测牵引速度范围内,所得模拟结果与实际挤出断面尺寸的最大相对误差为7.39%,在工程允许误差范围内,可以指导双复合胎面的实际生产.     

对塑料挤出成型设备发展的几点分析

本文对塑料挤出成型设备的发展进行了分析,并对我国塑料挤出成型设备的开发研究提出了几点建议。     

气体辅助聚合物挤出中的二维等温粘弹流动的数值模拟

以圆棒挤出为例，采用通用的流体力学有限元软件FIDAP，以壁面剪切应力为零的边界条件代替气体辅助挤出过程中的气垫膜层的作用对新型挤出方式——气体辅助挤出二维等温流动进行了粘弹数值模拟，得出和分析了口模内外的流线、速度、压力、应力分布和挤出胀大率等模拟结果，并将模拟结果和传统挤出进行了对比．分析和对比表明：气辅挤出可以基本消除挤出胀大，和传统挤出时的速度场、压力场和应力场在口模出口处沿轴向和径向均变化剧烈，而口模内部变化平缓的情况相比，气辅挤出时在有气辅段内各处的流线、速度、压力、应力很快趋同，到出口处几乎完全一致，从而可有效消除挤出过程中的“鲨鱼皮”现象，提高挤出制品的表面质量。     

气体辅助注塑成型(简称气辅成型)技术

气体辅助注射成型技术是对传统注射成型技术的革新,是注塑成型工艺的二次革命.突破了传统注射成型的技术限制,具有许多传统注射成型所不具有的优点.但我国的气辅设备和气辅模具大多依赖进口.为促进气辅设备及模具的国产化,本文就气体辅助注射成型的关键技术进行了探讨.     

气辅注塑成型过程中气体穿透长度的MPI三维数值模拟及实验研究

气辅注塑成型控制参数多,成型难度大;到目前为止,对气辅注塑特性,特别是气体穿透长度的影响规律的研究尚未成熟。以一个具有典型气辅形状特点的制品为研究对象,设计制造了气辅模具;与此同时,还借助CAE模拟软件Moldflow中的三维气辅分析模块,采用实验研究和数值模拟相结合的方法,研究了6个单工艺参数对气体辅助注塑成型过程中气体穿透长度的影响规律。     

应用气体辅助注塑成型技术设计电视机机壳

介绍了气体辅助注塑成型技术的工艺过程和特点，阐述了气体辅助注塑产品和模具设计的基本思路，尤以彩色电视机前壳模具为例进行了具体的分析．注塑计算机辅助工程学(cAE)技术是CAE技术中一个重要的组成部分，介绍了目前气体辅助注塑成型工艺中的难点及CAE分析技术．     

泵盖气辅成型和注射成型的MPI仿真比较

利用MPI软件对泵盖分别进行气体辅助注射成型和传统注射成型的仿真分析,结果发现应用气体辅助注射成型的泵盖塑件在充填时间、体积收缩率、气穴、熔接痕、充填结束时的体积温度和合模力等方面比传统的注射成型更具优势,因此利用气体辅助注射成型技术对改善制品质量、提高生产效率和节能降耗等有重要意义.     

气体辅助注射成型充模过程数学模型的建立

根据气体辅助注射成型充模过程的特点,从流体力学基本理论出发,引入合理的假设和简化,建立了描述熔体运动和气体穿透的数学模型,并在边界条件中反映出气体穿透和表面张力对熔体充填的影响．     

参数耦合作用下复杂汽车塑件气辅成型工艺正交优化研究

熔体温度、熔体注射时间、气体延迟时间、气体注射压力、气体保压时间是气体辅助注射成型的关键工艺参数.为研究参数耦合作用下的气辅工艺优化问题,提出考虑参数交互作用的正交试验方法,以复杂塑件汽车后视镜镜框为对象,采用带溢料槽的满射注塑方式,分别得到针对气体穿透体积、进气端壁厚和中间壁厚的优化工艺参数组合.将优化结果应用于实际注塑过程,验证了方法的有效性.     

聚合物共挤成型的黏性包围和界面不稳定现象

聚合物共挤成型中的黏性包围和层间界面不稳定现象是制约其发展的两大技术难题。本文详细介绍了黏性包围及界面不稳定现象的定义、特点及对制品性能质量的影响,综述并总结了这些现象形成和演变的机理,相关研究表明：黏性包围现象可用＂最小黏性耗散＂原理和＂二次流动＂理论解释,而引起界面不稳定的主要原因则是界面剪切应力过大。最后,从机理研究和工艺创新方面,对共挤成型今后的研究做了展望。     

圆柱体镦挤复合变形规律研究

针对镦挤复合成形过程中坯料在挤出时普遍存在的挤出高度不足的问题,利用Deform有限元软件模拟圆柱体自由端无约束时的镦挤复合成形过程,对镦挤成形过程的力学参数和变形规律进行分析;分别从理论和模拟两方面入手,研究正挤压和反挤压两种模式下的镦挤复合成形规律,模拟不同材料、不同挤出通道时的变形规律,绘制凸模行程与挤出高度曲线.研究结果表明：镦挤复合成形过程中的正挤压和反挤压具有一致的变形规律,当挤出通道直径为20~25 mm、摩擦因数为0.2~0.4时,适当地增大挤出通道直径和摩擦因数,均有利于提高坯料的挤出高度,当摩擦因数为0.35、挤出通道直径为25 mm时,坯料挤出高度最大.     

微纳层叠共挤碳纳米管填充高抗冲聚苯乙烯/高抗冲聚苯乙烯(CNTs+HIPS/HIPS)交替层状复合材料的介电性能

利用自制的微纳层叠共挤出装置制备了2、8、32、128层的碳纳米管填充高抗冲聚苯乙烯/高抗冲聚苯乙烯（CNTs+HIPS/HIPS）交替层状复合材料,复合材料体系中CNTs+HIPS层碳纳米管的质量分数分为6%、10%两种,微层理论厚度分别为1 mm、250 μm、62.5 μm、15.6 μm。采用数码电子显微镜对复合材料的微层界面进行了分析,并测试了复合材料的导电和介电性能。结果表明：微层实际厚度与理论厚度较为一致;CNTs+HIPS/HIPS交替层状复合材料在挤出方向与厚度方向上的电阻率呈现了明显的各向异性,挤出方向上表现为高导电的特性,而厚度方向上表现为绝缘的特性;层间界面数量的增多增强了界面极化效应,极大地提高了复合材料的介电常数,且表现出较好的频率独立性,同时在低频（<10⁴ Hz）下保持了低介电损耗。     

A New Type Machine of Mixing-molding for Polyblends

This paper introduces a new type machine for polyblends with excellent mixing capabilities of internal mixer and continuous molding character of extruder.The machine includes two functions — mixing and extrusion molding that have been composed together by rational design,so a tandem production mode — batch + continuous are opened up.The mathematical model of continuous mixing molding was established and verified availably by experimental research.The main physical mechanical property of vulcanizate,which ha...     

非牛顿特性下冷挤压流体动力润滑模型的建立

应用磨擦学和金属塑性成形理论，对冷挤压工艺中的流体动力润滑机理进行了分析。针对冷挤压高压、大剪应变率工况下，润滑剂呈非牛顿特性的特点，运用Ostwald非牛顿体模型，分别建立了冷挤压非稳定流体动力润滑状态和稳定流体动力润滑状态的数学模型，并运用该模型对以蓖麻油作润滑剂的纯铝冷挤压进行了分析。计算结果揭示了冷挤压过程中，润滑油膜厚度及油膜压力的分布。