塑料电磁动态塑化挤出机的挤出功率研究与模拟

本文采用自行修正的Tanner本构方程研究了塑料电磁动态塑化挤出机中熔体输送挤出功率对振动力场的响应。建立了振动力场作用下熔体输送挤出功率的理论模型,以此为基础模拟塑料电磁动态塑化挤出机的挤出功率,并进行了实验研究,结果表明理论模拟能够在一定范围内反映实际情况,为塑料电磁动态塑化挤出设备的设计和生产应用提供重要的理论指导依据。     

PP/棉秆皮纤维复合材料非等温结晶行为的研究

采用差示扫描量热法(DSC)研究了纯聚丙烯(PP)及PP/棉秆皮纤维复合材料的非等温结晶行为;研究了不同棉秆皮纤维含量对PP/棉秆皮纤维复合材料结晶行为的影响;并分别采用Avrami模型、Ozawa模型和Mo模型描述了PP/棉秆皮纤维复合材料的非等温结晶动力学.结果表明:PP结晶速率随棉秆皮纤维含量的增加而提高;棉秆皮纤维的存在提高了PP的结晶度,纤维含量对结晶度的影响较小.Avrami和Mo模型能够较好描述PP/棉秆皮纤维复合材料的非等温结晶动力学过程,而Ozawa模型则不适合.     

振动力场下单螺杆挤出机中聚合物熔体三维流动模拟

根据塑料电磁动态塑化挤出过程中熔体输送的实际情况，对三维模型进行简化，运用CAE技术模拟了叠加轴向振动与叠加圆周方向振动的两种振动力场作用下，聚合物溶体在螺槽中的流动情况，并与稳态挤出过程进行了对比。     

单螺杆挤出机中三维流动有限体积数值模拟

Based on the vortex-velocity method,the dimensionless control equations of three-dimensional flow in single screw extruder were developed,and a new simulation method for the flow of non-Newtonian fluids was presented.A staggered grid arrangement was used,in which the dependent variables were located at different mesh points in the computational domain.The discretization scheme was second-order accurate,resulting from the use of central differencing.The simulation concerned the incompressible fluid obeying power law and the application of the finite volume method to the geometrical configuration of channel with aspect ratio up to 13.The distributions of velocities and stresses were investigated for different longitudinal pressure gradients.It was found that the distributions of velocities and stresses agreed well with the result of the two-dimensional approximation over 84% width scope owing to the large aspect ratio of the cross-section of the channel.The output decreased linearly with the increase of the longitudinal pressure gradients as observed in dimensionless forms.In addition,the center of the recirculating region in the channel cross-section drifted upward with the increase of longitudinal pressure gradients,which had positive influence on mixing performance.     

脉动注射对螺线槽模腔熔体流动性能的影响

采用阿基米德螺线槽模具对脉动注射充模过程中聚合物熔体的流变行为进行了实验研究,分析了振动力场对聚合物熔体充模流动性及模腔不同位置聚合物熔体充模压力的影响。结果表明,振动力场的引入有利于降低聚合物熔体的表观粘度,改善熔体的流动性,减小熔体在充模过程的压力损失。这种效果尤其对表观粘度高的聚合物熔体更为明显。     

PBS/蔗渣复合材料的制备与性能

用蒸汽爆破后的甘蔗渣纤维(BF)与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)制备复合材料,研究温度以及蒸汽爆破预处理对复合材料力学性能的影响,并通过红外光谱和电子扫描电镜分析其作用机理.结果表明:随着温度的升高,纤维的分散性、BF与PBS的界面粘结性能及复合材料力学性能提高,温度为200℃时复合材料的拉伸性能最佳,在温度为230℃时弯曲性能和冲击性能达到最佳;而蒸汽爆破预处理可提高纤维素的含量,增大纤维比表面积,使复合材料的力学性能得到改善.     

几种中药渣/PP复合材料的制备与性能

对几种中药渣(山芝麻,葫芦茶,三叉苦,广霍香)进行蒸汽爆破处理,以马来酸酐改性无规共聚聚丙烯(MAPP)作为相容剂,与聚丙烯(PP)复合制备复合材料,实现几种中药渣废弃物资源的高值化利用。分析了各药渣的主要成分,用扫描电镜(SEM)观察药渣及复合材料拉伸断面的形貌。结果表明,蒸汽爆破处理药渣可使纤维束解离出纤维细胞作为增强材料;药渣纤维的种类影响复合材料的拉伸和弯曲性能,选用木质化程度高、半纤维素含量低、杂细胞少的药渣有利于制备出综合性能较好的复合材料。     

连续式蒸汽爆破对PBS/棉秆皮纤维复合材料拉伸性能的影响

采用连续式蒸汽爆破装置对含水量分别为20%、30%、40%及50%的棉秆皮纤维进行预处理,并制备预处理后棉秆皮纤维填充量分别为20%、30%、40%及50%的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/棉秆皮纤维复合材料标准拉伸样条。从外观形态、扫描电镜观察方面分析棉秆皮纤维含水量对其蒸汽爆破改性效果的影响;通过扫描电镜观察分析复合材料拉伸断面形貌,从拉伸强度、拉伸模量及断裂伸长率三方面研究了连续式蒸汽爆破对PBS/棉秆皮纤维复合材料拉伸性能的影响。结果表明,连续式蒸汽爆破预处理方法能有效改善棉秆皮纤维与PBS基体的界面黏结;爆破前纤维含水量及爆破后纤维填充量对PBS/棉秆皮纤维复合材料拉伸性能起决定性作用;综合考虑,当爆破前纤维含水量为40%、爆破后纤维填充量为40%时,PBS/棉秆皮纤维复合材料拉伸性能最佳。     

多物理场耦合叶片塑化单元聚合物混合性能研究

阐述了聚合物叶片注塑成型机的结构组成和工作原理,通过叶片塑化单元转子模型及本构方程的表征,分析了该单元聚合物熔体拉伸流动特性和混合性能。结果表明,叶片塑化单元的流场为拉伸与剪切复合流场,混合指数值高达0.945,叶片两边的强拉伸流场区域黏度值较低,具有较强的拉伸作用,可以提高聚合物的塑化混合性能和熔体流动性;叶片单元的混合指数多分布在0.5~0.6之间,而螺杆元件的混合指数多分布在0.4~0.5之间,螺杆元件在产生拉伸流场方面远低于叶片单元;动态时叶片塑化单元的拉伸速率比稳态时的大,随着振动强度的增加,该单元拉伸速率和平均拉伸混合效率提高,但是动态时的振动强度不宜过大。因此,采用叶片塑化单元及多物理场耦合开发的叶片注塑成型机优于传统注塑成型机。     

蒸汽爆破预处理植物纤维增强生物质复合材料的研究进展

综述了生物质复合材料增强体植物纤维研究现状,大长径比植物纤维作为复合材料增强体已成为研究热点;介绍了复合材料基体发展及现状,可降解塑料成为基体研究最新发展方向;最后重点讨论了蒸汽爆破技术的发展及其在预处理植物纤维增强生物质复合材料的研究进展与应用现状,而连续式蒸汽爆破预处理方法的工业化推广将是未来研究重点。