聚合物微擠出流動過程數(shù)值分析與試驗研究.pdf

1、隨著微/納米科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，產(chǎn)品逐漸向小型化、微型化、輕量化方向發(fā)展。傳統(tǒng)聚合物擠出成型技術(shù)也正朝著微型化方向發(fā)展，出現(xiàn)了聚合物微擠出成型技術(shù)。聚合物微擠出成型制品如介入導(dǎo)管、新型塑料光纖、汽車油氣路塑料微管廣泛應(yīng)用在醫(yī)學(xué)、通訊、汽車等領(lǐng)域。由于聚合物在微小流道中的流動狀態(tài)已不同于傳統(tǒng)的宏觀流道，因此研究聚合物熔體微擠出流動過程數(shù)值分析與試驗對微擠出模頭流變學(xué)設(shè)計具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。 首先，結(jié)合聚合物流變學(xué)測試?yán)碚?/p>

2、和微細(xì)加工技術(shù)，研究了聚合物微擠出流動過程中微尺度效應(yīng)下熔體的粘度和壁面滑移。根據(jù)試驗結(jié)果，采用最小二乘法確定了Carreau粘度模型和Navier壁面滑移模型的特性參數(shù)，為進(jìn)行微流道內(nèi)熔體擠出流動過程數(shù)值分析奠定理論基礎(chǔ)。 其次，以單腔微管的擠出流動過程為研究對象，根據(jù)擠出模頭設(shè)計理論初始設(shè)計模頭結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用建立的微尺度效應(yīng)下粘度模型和壁面滑移模型，對單腔微管擠出過程進(jìn)行數(shù)值分析。根據(jù)數(shù)值分析結(jié)果修正模頭結(jié)構(gòu)參數(shù)，設(shè)計單腔微

3、管擠出模頭，并且進(jìn)行了單腔微管擠出模頭的制造和擠出試驗，為多腔微管擠出模頭設(shè)計與擠出試驗積累了經(jīng)驗。 最后，以雙腔微管的擠出流動過程為研究對象，采用正交分析方法研究了雙腔微管擠出模頭結(jié)構(gòu)參數(shù)中分流角、壓縮比、壓縮角和中心進(jìn)料區(qū)定型段長度對擠出流動均勻性的影響。極差分析結(jié)果表明分流角對擠出流動均勻性影響顯著，中心進(jìn)料區(qū)定型段長度和壓縮角對擠出流動均勻性有影響，壓縮比對擠出流動均勻性影響不顯著。在此基礎(chǔ)之上，根據(jù)正交試驗分析結(jié)果確定