文档介绍：南昌大学
硕士学位论文
气辅共挤成型界面稳定性数值模拟及实验研究
姓名:戚宁
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:柳和生
20090613
摘要
摘要
气辅共挤成型是一种将气辅挤出技术和共挤成型技术结合在一起新型的共
挤成型技术,它是通过气体辅助控制系统和气体辅助共挤出口模,使挤出时在
挤出口模壁面形成一层稳定的气垫膜层,挤出由非滑移粘着剪切口模挤出方式
转换为完全滑移非粘着剪切口模挤出方式,以降低剪切应力,改善共挤成型的
界面稳定性。本文在前人研究的基础上对气辅共挤成型进行了三维粘弹非等温
理论及实验研究,主要研究工作如下:
⒄攵云ü布烦尚偷奶氐悖约梆ば院纳⒑涂谀1诿嬗肴厶蹇赡艽嬖诘
热量交换,基于流变学,流体动力学理论及聚合物热性能,经合理假设,建立
描述气辅共挤成型过程的全三维非等温粘弹性数学模型。
⒉捎肎车竟狗匠獭⒄攵责ば院纳⒓敖缑娌晃榷ㄐ阅D獯
共挤出与气辅共挤出中熔体在口模内的流动以及共挤界面情况。
⑼ü的D猓玫讲煌た觥⒉煌镄圆问跫碌母髦殖×糠植迹
分析粘弹流变性能参数和工艺参数对传统共挤出成型和气辅共挤出成型界面不
稳定性的影响规律。
⑼ü源彻布烦鲇肫ü布烦龀尚凸潭员龋治銎ü布废喽杂诖
统共挤在界面稳定性上的优点。
⑼ü笛槎阅D饨峁醒橹ぁ
关键词:气辅共挤出成型、三维非等温数值模拟、界面不稳定性、粘弹性、实
验研究
甀
,
瑂甇
瑃猘
甌
猘
瑄琣
甶
,
.
.
.
猘
.
.
: 瑃—
猻琲,
第滦髀
第滦髀
引言
共挤技术甧谧罱囊弧⒍晡实玫搅撕艽蟮姆⒄埂2捎霉布
出技术能够使多层具有不同特性的物料在挤出过程中彼此复合在一起从而使一
种制品兼有几种不同材料的优良特性,共挤出加工可以在一个工序内完成多层
复合材料的挤出成型,而用其它方法生产则需要多个工序才能完成【¨。在某些特
定情形下,比如,韵碌亩嗖惚∧引,很难用共挤出加工技术以外的其
它方法生产,因此共挤出加工技术在制作新产品中是非常有吸引力的。在复合
薄膜的加工中,采用共挤出复合技术无需粘合剂黏结基材,生产成本低,能耗
少,生产效率耐引。复合材料能够把具有不同性能的材料合理组合,互相取长补
短,从而提高复合制品的整体性能,最大程度地满足使用要求。因此,共挤出
成型方法被广泛的用于生产复合管材、复合薄膜、异型材、板材、电线、电缆、
光纤等制品等Ⅲ。
气辅挤出成型技术是由英国的瓻等人于年首次提出并进行
了研究。该技术的创新之处就在于通过气体辅助挤出控制系统和气体辅助挤出
口模,在口模挤出过程中,使聚合物熔体和口模之间形成气垫膜层,从而将现
有的非滑移黏着剪切口模挤出方式转化为气垫完全滑移非黏着剪切口模挤出方
式,该技术是一种有效的口模减黏降阻的手段【鲫】,研究表明【】采用这种口模
挤出方式,不仅可以使得口模压降减低%左右,而且还可以将聚合物挤出产
品的内应力和翘曲变形大为降低,离模膨胀也基本上得到消除。
将气辅挤出技术应用于同益普及的聚合物共挤出工艺中,取长补短,改善
共挤成型出中经常出现的界面不稳定性,是本文研究的目的。
.气辅共挤成型原理
.布烦尚图际
聚合物共挤成型技术是一种使用数台挤出机分别供给不同的熔融料流,在
一个复合机头内汇合共挤出得到多层复合制品的加工过程,它是当代广泛应用
的先进的塑料成型加工方法之一ā2捎霉布烦黾际跎春现破肥俏A四芄
进一步发挥各种物料所具有的综合特性,各种组分材料在特性上进行互补以便
扩大高聚物复合制品应用范围¨“。
.ḿ烦龀尚图际
气辅挤出成型技术由英国的瓻】等人于年首次提出并进行了
第滦髀
研究。该技术的创新之处就在于通过气体辅助挤出控制系统和气体辅助挤出口
模,在口模挤出过程中,使聚合物熔体和口模之间形成气垫膜层,从而将现有
的非滑移黏着剪切口模挤出方式转化为气垫完全滑移非黏着剪切口模挤出方
式,该技术是一种有效的口模减黏降阻的手段,研究表明采用这种模挤出
方式,不仅可以使得口模压降减低%左右,而且还可以将聚合物挤出产品的
内应力和翘曲变形大为降低,离模膨胀也基本上得到消除。
.ü布烦龀尚驮
鉴于气辅挤出成型技术的众多优点,特别是其有效的减粘降阻性,所以将其
应用于传统共挤成型技术,即在共挤成型过程中,使聚合物熔体和口模之间形
成气垫膜层,将传统的非滑移粘着剪切口模共挤出方式转化为气垫完全滑移非
粘着剪切口模共挤