粘彈性聚合物熔體擠出脹大和熔體破裂的力學機理研究

擠出脹大和熔體破裂是聚合物擠出加工中的兩個常見缺陷。此申請將著重研究粘彈性流體擠出脹大的力學機理和探索未知的影響擠出脹大的粘彈力學特性，實現(xiàn)更為清晰地、準確地認識粘彈性流體的擠出脹大行為。此部分研究內(nèi)容主要包括復雜流體粘彈性的實驗測定和本構(gòu)方程表征、擠出脹大的數(shù)值模擬、以及擠出脹大結(jié)果的實驗測定。其中針對聚合物熔體的觸變特性、應力松弛等非線性依時性粘彈特性的實驗研究和數(shù)學表征，以及采用有限元法數(shù)值模擬復雜粘彈力學特性對聚合物熔體擠出脹大的影響是此申請的主要內(nèi)容。同時，此申請還將探索熔體破裂現(xiàn)象與粘彈力學特性的內(nèi)在聯(lián)系。運用分析非線性非靜態(tài)數(shù)據(jù)序列的頻譜特性的方法研究熔體破裂中鯊魚皮區(qū)、粘附-滑動區(qū)的實驗結(jié)果，尋找其非線性波動的頻率特性與粘彈力學特性、與擠出壓力振蕩的相關性。此申請研究既可以為聚合物加工實踐提供可信、準確的理論依據(jù)，也必然會促進非牛頓流體力學的發(fā)展。

聚合物熔體泵采用獨特的容積式設計，可以在壓力、溫度和粘滯度等壓出條件不斷變化的情況下，提供穩(wěn)定、準確的聚合物計量輸送。由于熔體泵在擠出機和模具之間建壓，因此在適當配置擠出機參數(shù)后，可以在更嚴格的公差要求的前提下，以更高的生產(chǎn)能力提供均勻的熔融物質(zhì)。

熔體泵提供多種容量和型號，它可以提供精確、穩(wěn)定和可靠的流體計量，幾乎適用于塑料行業(yè)使用的所有聚合物，包括：化纖 聚脂、聚丙烯、尼龍、丙烯酸纖維、纖維素、氨綸和許多特種纖維。

對于冶金熔體，要研究金屬液、熔渣、熔鹽 及熔鋶等冶金熔體體系的相平衡、性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，以及 熔渣與金屬液、熔鹽與金屬液、熔渣與熔鋶之間的 相互作用。研究的內(nèi)容屬于物理性質(zhì)的，有表面張 力、粘度、密度、蒸氣壓和雜質(zhì)、氣體在熔體中的 溶解度等; 屬于電化學性質(zhì)的，有電導率、遷移 數(shù)、電動勢等; 屬于熱力學性質(zhì)的，有焓、熱容、 熵和活度等。屬于動力學及傳遞性質(zhì)的，有擴散系 數(shù)、傳質(zhì)系數(shù)和熱導率等。

多年以來，在塑料工業(yè)的生產(chǎn)中，已有許多聚合物的生產(chǎn)設備利用齒輪泵輔助擠壓來解決各類關鍵問題，齒輪泵與擠出機相配合，優(yōu)化了整個擠壓過程。擠出機熔化聚合物，并使其均勻，熔體泵則提供需要的壓力，減輕了擠出機的工作，因此降低了剪切熱和所需的扭矩，并消除波動，所有這些優(yōu)化了擠出機的性能。

熔體泵是下列工藝的理想裝置：

薄膜|型材|線纜|管材|化纖|板材|復合擠出|無紡布|涂層|造粒

加工材料包括：

聚丙烯|熱熔粘合劑|含氟聚合物|聚砜|聚酯|纖維素

|PC|PUR|PEEK|HIPS|ABS|LLDPE|PS|PA|PVA|PVB|TPES|HDPE|PB|PET|SAN|PIB 等....

輸送介質(zhì)粘度：1～4000Pa.s（1000～4,000,000cP）

熔體擠出泵流量范圍：0.2|0.3|0.6|1.2|1.8|3|5|10.2|20|30|50|100|150|200|250|300|500|750毫升|

轉(zhuǎn)（標準型）

熔體擠出泵工作轉(zhuǎn)速：取決于生產(chǎn)過程的參數(shù)

注意：這些是標準規(guī)格，其他規(guī)格也生產(chǎn)。實際上泵和驅(qū)動功率要隨粘度、壓力和其它因素的變化而變 化。