PET瓶片的稳定挤出扩链

使用两台螺杆头部结构有差异的反应挤出机,在配方和工艺完全相同的条件下研究了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)瓶片在挤出过程中熔体压力波动和扩链反应情况。结果表明:使用头部设计有改进型直槽混炼件的35型反应螺杆,无论是直接挤出还是混合有扩链剂均苯四甲酸二酐的挤出,挤出过程中的压力波动均比头部为普通螺纹的30型反应螺杆显著降低,而且熔体压力平均值也高;使用35型反应螺杆挤出产物的特性黏数([η])略高于30型反应螺杆挤出的;提高螺杆转速既有利于提高挤出产物的[η],又有利于提高机头处的熔体压力平均值,相当于提高了挤出机产量。使用头部设计有改进型直槽混炼件的反应螺杆非常有利于稳定挤出PET瓶片,成型制品。     

PET瓶片的反应挤出扩链与熔体压力波动研究

使用缩聚型反应挤出机研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶片在反应挤出过程中的扩链和挤出行为。结果表明,在螺杆头部增设直槽型混炼件,能有效地降低机头处的熔体压力波动和提高挤出产量;适宜于PET瓶片的最佳挤出条件为:螺筒各段温度分别为240(加料段),255,250,250,260(机头)℃,缩聚段真空度0.10 MPa,螺杆转速超过50r/min;在PET瓶片中加入少量均苯四甲酸二酐(PMDA),可使挤出产物的特性黏度明显提高,熔体压力平均值增大,适合于挤出制品的需要。     

不同结构单螺杆屏障混炼元件混合特性研究

运用有限元分析软件Polyflow对不同结构和不同螺杆转速下的修正Maddock混炼元件流场进行三维非等温数值模拟,得到了流场的压力、速度、温度和剪切速率的分布;利用粒子示踪法(PTA)对不同结构和不同螺杆转速的修正Maddock混炼元件流场内聚合物熔体所经历的混合过程进行模拟,并对结果进行了统计学分析;通过比较平均解聚功等参数对不同结构和不同螺杆转速下修正Maddock混炼元件的分散混合效果进行分析研究,并借助实验进行验证。结果表明,等腰反向型修正Maddock混炼元件对聚合物熔体的剪切作用和分散混合性能最好;适当提高螺杆转速可以有效地促进物料的分散混合。     

螺杆轴向移动对塑化流场均匀性影响的三维仿真研究

采用Polyflow软件对相同工艺条件下螺杆挤出机和往复式螺杆注塑机塑化时计量段流道内熔体进行了三维非等温流动模拟。比较两者中温度场、黏度场、速度场及压力场分布。结果表明,挤出螺杆塑化时的温度和黏度分布更加均匀;注射螺杆后退有利于提高熔体输送能力,但挤出螺杆塑化更稳定。     

振动场作用下双波螺杆混炼性能数值模拟

借助于三维数值模拟思想,对双波螺杆混炼段构建物理简化模型,并应用聚合物流动分析软件POLYFLOW及粒子示踪法对比研究该混炼段在稳态与动态条件下的混炼性能。结果表明,双波螺杆螺槽的特殊结构导致熔体粒子各流场参数波动周期性变化;引入振动场可使熔体粒子受到的压力和作用力降低,并可使流场获得稳定的黏度;存在最佳振动强度,使得波状螺槽内熔体粒子受到剪切作用达到最大值及粒子受力实现稳定降低。     

沟槽机筒单螺杆挤出机塑化特性的实验研究

采用剖分式机筒单螺杆挤出机实验平台,对熔融段沟槽机筒单螺杆挤出机塑化过程中熔融起始点、熔融长度、熔体温度/压力等塑化性能及产量进行了实验研究,比较了不同物料在不同工艺条件下对沟槽机筒单螺杆挤出机塑化特性的影响。结果表明,增大螺杆转速或提高机筒温度,塑化过程实际所需熔融长度增加,但对熔融起始点影响不大;熔融段机筒沟槽内熔体温度和熔体压力随螺杆转速增大无明显变化;随螺杆转速增大,沟槽机筒单螺杆挤出机挤出产量呈线性增加,表现出良好的挤出特性。     

聚碳酸酯熔融挤出后的物性变化

利用配有BM分离型螺杆的单螺杆挤出机研究了聚碳酸酯(PC)颗粒在不同条件下经熔融挤出后的特性黏数([η])和熔体流动速率(MFR)的变化.结果发现:在300℃以下的挤出温度、不同螺杆转速下对烘干的PC树脂挤出加工时,基本不会改变PC的[η]和MFR,因而难以用测定[η]或相对分子质量的方法判别PC是新料还是回收料;在120℃,-0.1 MPa干燥1.0 h可保证把料彻底烘干,延长干燥时间可促进PC料的固相缩聚,提高[η],有利于PC的加工;经多次热加工的PC树脂或PC含有少量水分时,挤出产物的[η]明显下降,MFR显著变大,不利于加工.     

壁面滑移条件下UHMWPE单螺杆挤出过程有限元模拟

在壁面滑移条件下建立了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)单螺杆挤出过程有限元模型,模拟了不同滑移系数对挤出成型过程的影响。由Navier线性滑移定律建立了螺杆壁面熔体所受剪切应力与熔体滑移速度之间的关系,基于Polyflow软件,采用不同滑移系数对单螺杆计量段内UHMWPE熔体的三维等温流动开展了有限元模拟,获得了熔体的速度、压力的分布规律。结果表明:滑移系数增大,沿着螺槽方向的速度和垂直于螺槽方向的速度明显增大,螺杆的均化质量和挤出产量明显提高;但熔体在螺槽间的压力降增大,易导致挤出过程不稳定。     

Sc-CO_2辅助聚合物挤出中螺杆结构对熔体压力的影响

采用Polyflow软件对双螺杆挤出机内不同螺杆元件所形成流道中的熔体流动进行了模拟,分析了不同螺杆元件的建压能力。结合超临界二氧化碳(Sc-CO2)辅助挤出的螺杆组合原则,对不同螺杆元件组合的螺杆结构进行了挤出实验;并通过对熔体压力的模拟值与实际测量值的比较,分析了不同螺杆结构对熔体压力的影响;另外还针对不同材料的挤出加工确定了相应的螺杆结构。     

挤出压力波动与熔体挤出畸变的关系

采用双筒毛细管流变仪研究挤出压力与熔体挤出畸变的关系。结果表明,高速挤出时挤出压力因流动应力集中效应而发生波动;压力波动分口模内压力波动和入口压力波动2类;不同结构聚合物熔体在流场的应力集中效应不同,因此发生压力波动的位置和性质不同;压力波动的信号特征和强度直接与挤出畸变特征和强度关联。