塑料異型材氣輔擠出口模流動的理論與實驗研究.pdf

1、氣輔擠出是一種新型的擠出成型技術(shù)，它是通過氣體輔助控制系統(tǒng)和氣體輔助擠出口模，使擠出時在擠出口模壁面形成一層穩(wěn)定的氣墊膜層，擠出由非滑移粘著剪切口模擠出方式轉(zhuǎn)換為完全滑移非粘著剪切口模擠出方式，從而將口模壁面對擠出熔體的阻力降到較低限度。這種全新的聚合物擠出成型技術(shù)能有效解決傳統(tǒng)擠出中的擠出脹大，擠出口模壓降大及當擠出速度超過一定限度時擠出物表面產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象(如“鯊魚皮”現(xiàn)象和熔體破裂)。本文在前人研究的基礎(chǔ)上對塑料異型材的氣輔擠出成

2、型進行了實驗和理論研究，主要研究工作如下： 1、針對氣輔完全滑移擠出成型過程和特點，基于流變學(xué)和流體動力學(xué)理論，經(jīng)合理假設(shè)，建立了描述氣輔完全滑移擠出成型過程的全三維穩(wěn)態(tài)等溫粘彈性理論數(shù)學(xué)模型。 2、針對粘彈本構(gòu)方程、擠出脹大自由表面的追蹤和控制方程耦合易于導(dǎo)致數(shù)值解擴散和不穩(wěn)定問題，通過采用 Mini-element、．Evolution、DEVSS法和SU法等穩(wěn)態(tài)有限元離散技術(shù)，模擬了傳統(tǒng)擠出與氣輔擠出中熔體在口模內(nèi)

3、外的流動。 3、通過數(shù)值模擬，得到了不同工況、不同物性參數(shù)條件下的各種場量分布，分析了粘彈流變性能參數(shù)和工藝參數(shù)對氣輔完全滑移擠出成型擠出脹大的影響規(guī)律，并通過模擬分析確定了有氣輔段的合理長度。此外還與傳統(tǒng)擠出成型過程進行了定量對比，系統(tǒng)研究了粘彈流變性能參數(shù)和工藝參數(shù)對異型材擠出成型過程擠出脹大的影響規(guī)律。 4、通過對傳統(tǒng)擠出與氣輔擠出成型過程對比分析，研究結(jié)果表明氣輔擠出可基本消除擠出成型中的擠出脹大和變形，減小壓降