超臨界流體擠出發(fā)泡片材口模結構設計及優(yōu)化.pdf

1、擠出發(fā)泡機頭口模結構設計是擠出發(fā)泡中的重點和難點，口模結構直接影響著制品的質量，由于口模內的流場較為復雜且流場對發(fā)泡制品質量的影響機理也不十分明確，目前尚未有一套完整的理論來指導口模結構的設計。本文對常見的幾種環(huán)形口模結構形式進行了綜合分析對比，推導了收縮型、平直型和外擴型口模結構內的壓力降、壓降速率和滯留時間的計算公式，設計編寫了計算口模內壓力分布的VB程序。計算分析了各口模結構內的壓力分布，在相同的條件下外擴型口模結構具有更大的壓降

2、速率和更短的滯留時間，有利于提高擠出發(fā)泡制品的泡孔數量密度，抑制氣泡在口模流道內的提前生長，提升制品質量。
　　利用流體模擬軟件，系統(tǒng)模擬分析了外擴型口模結構的壓力場和剪切場，結果表明:擴張角在60°左右既能有效地提高口模的壓降速率減小滯留時間，又能保證熔體在口模流道內流動的平順性;減小口模間隙和減小流道收斂角都有助于提高口模的建壓能力，其中口模間隙變化對口模內的壓力分布影響顯著，且減小間隙能增大口模出口處的壓降速率。
　　

3、本文還研究了擠出發(fā)泡片材在擠出過程中的褶皺現象，結合氣泡成核和氣泡生長的機理，建立褶皺模型來量化片材的褶皺情況，用于預測最終發(fā)泡制品的褶皺，并通過PS片材擠出發(fā)泡實驗驗證了模型的準確性。
　　根據褶皺模型分析口模結構對PP/CO2和PS/CO2發(fā)泡體系褶皺產生的影響，得到結論對于PP/CO2體系而言，增大口模間隙有助于減少褶皺，收斂角應控制在較低水平以減少制品褶皺;對于PS/CO2體系而言，存在一個最優(yōu)的口模間隙值，既能保障出口間