文档介绍：学位论文作者签名中此靴做储签名蜉略新拟签字日期:冽/年∥月弓日签字日期:刿瓴试乱胰年乡月■日学位论文独创性声明学位论文版权使用授权书其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得直昌太堂或其他教育阅。本人授权直昌太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签字日期:本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所和中国学术期刊馀贪电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表,并通过网络向社会公众提供信息服务。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ导师签名中:
摘要聚合物共挤成型是一种应用非常广泛的聚合物成型工艺,具有环保、成本低、制品性能优等特点,但也存在诸如挤出胀大、黏性包围及层间界面不稳定等问题,制约了共挤成型技术的进一步发展。多相熔体的黏弹特性差异以及非滑移黏着的剪切挤出机理是产生这些问题的根本原因。本文将共挤成型技术与气辅技术相结合,形成了全新的聚合物气辅共挤成型工艺,以期解决上述问题。通过实验和数值模拟相结合的方法对其进行了深入研究。首先,设计加工了一种采用缝隙进气的矩形截面气辅共挤口模,搭建了气辅共挤成型实验系统,并对形成稳定气辅共挤的条件、影响气垫膜层稳定性的因素以及气辅共挤出时各工艺参数对共挤出胀大、共挤界面黏性包围等的影响几个方面开展了实验研究,研究结果表明:谄ü布烦龉讨衅宓奈度和压力是最为关键的两个因素,当进入气辅口模流道的气体温度和压力与熔体的温度和压力接近时才能形成稳定的气辅共挤出。ü布烦鲋破返募出胀大现象和黏性包围现象得到了极大改善,传统共挤出胀大率在%以上,而气辅共挤出胀大率在ヒ韵拢啾却彻布罚诳谀3隹诖Γü布方缑的黏性包围程度减小%以上;在螺杆转速较低的情况下,气辅共挤出产量增加约%~%,气辅共挤出和传统共挤出的制品外观质量无明显差别;ü布烦稣痛蠛宛ば园Щ崴嫒肟诹髀始傲髀时鹊脑龃蠖晕⒃龃螅但其增大的幅度远小于传统共挤。气辅共挤黏性包围程度受黏度比影响相对较大,随黏度比增大而增长,增长率与传统共挤基本相同。其次,讨论了建立聚合物完全滑移非黏着黏弹性口模共挤出数值模型的方法,分析了气辅共挤成型过程的边界条件,提出以壁面剪切应力为零来代替气垫膜层的作用,作为气辅共挤口模壁面的动力学边界条件。介绍了所采用的稳态有限元求解技术,给出了有限元计算的方法和技术路线。随后对矩形截面和型截面气辅共挤口模内外两相聚合物熔体的成型流动过程做了有限元模拟,得到并分析了速度场、压力场、应力场及温度场等相关物理场量,明确了气辅共挤能消除挤出胀大,减小黏性包围程度并改善界面稳定性的根本机理。数值模拟并分析了工艺参数、材料参数等对气辅共挤出胀大、黏性包围和界面剪切应力的影响作用。主要结论有以下几点:ü布肥绷较嗳厶宓乃俣瘸》植
黏弹参数对龟峰值的影响也主要发生在口模入口区域,一般随黏度比增大而增均匀一致,熔体呈柱塞状挤出,在口模出口处熔体表面的剪切速率、切向应力及法向应力均为零,气辅共挤流道内压降几乎为零,因而,气辅共挤能基本消除共挤出胀大,有效减小口模内的压力降,减小能量损耗,可大幅提高挤出速率,有效防止制品表面出现“鲨鱼皮窒螅佣嫣岣吖布烦鲋破返某尚质量和生产效率。ü布烦稣痛蟛皇苋厶屦ざ戎祷蝠ざ缺戎荡笮〉挠跋欤模外没有挤出胀大现象,气辅共挤出胀大率为零,这与实验结果基本相符。气辅共挤出胀大不受松弛时间影响,不受本构参数涤跋臁气辅共挤界面稳定性优于传统共挤界面的主要原因为:ü布凡慵浣缑嫔蟉向和蛩俣戎到洗彻布方缑嫘。移浞植几>龋沟媒缑娴耐平托纬更为平缓;ü布纺苡行Ц纳平缑嫔系募羟兴俾史植迹跣〖羟兴俾史逯担ü布肥沟媒缑嫔洗蟛糠智虻募羟杏αχ登鹘诹悖谌肟谇虼嬖诩切应力,但其值远小于传统共挤;ü布纺苡行Ъ跣〗缑嫔系谝环ㄏ蛴α差,峰值减小可达%。ü布烦龅酿ば园г诳谀H肟诨懔锨蚧本上即已完成,受到聚合物熔体黏度比、丁本构参数毛和流率比的影响较大,基本不受松弛时间和绝对流率的影响。气辅共挤界面剪切应力最大峰值在口模入口面上,随后迅速减小,在共挤流动大约之后,铴值趋于稳定,材料大,随松弛时间增加而减小。无论是黏性包围还是界面剪切应力,对材料参数或工艺参数的敏感性均远小于传统共挤。孀牌迦肟谖恢孟蚩谀H肟诜向推移,口模出口处的界面黏性包围程度逐渐减小,在口模入口和气体入口处,共挤