微孔塑料挤出成型中气泡成核的聚合物刷子模型

气泡成核是微孔塑料连续挤出成型中的关键步骤之一 ,临界气泡核直径是影响制品中泡孔直径的主要因素 ,成核密度则是影响制品泡孔密度的主要因素。但现有的成核理论大都是以经典成核理论为基础的 ,而经典成核理论虽然给出了临界气泡核及成核速率的计算公式 ,但并没有考虑到聚合物的物性参数 ,并且不能计算临界气泡核半径的具体数值 ,所以其应用有很大的局限性。从聚合物刷子模型出发建立气泡成核的刷子模型 ,从而得出临界气泡核半径的计算公式 ,并分析温度、压力。

剪切流场中微孔发泡的气泡成核理论研究现状

分析了经典成核理论对于动态聚合物熔体中气泡成核的局限性 ;概括了剪切流场中气泡成核的研究进展 ,并对剪切流场中泡核拉伸模型、空穴成核模型进行了详细的分析和讨论 ,指出了其对气泡成核过程解释的不足 ;介绍了最新的气泡成核中的剪切能成核理论 ,该理论较完善地解释了剪切流场中气泡成核过程 ;最后指出了气泡成核研究的发展方向。

剪切流场中气泡成核理论的研究

针对经典成核理论在描述流场中气泡成核行为时的局限性 ,根据缝模流道中的剪切成核实验结果 ,提出了剪切流场下描述气泡成核的剪切能成核理论 ,并与文献中其它剪切促进气泡成核的解释进行了比较 ,从而进一步完善了剪切流场中的气泡成核理论。

超临界CO2/PS微孔塑料挤出成型中CO2浓度对气泡成核影响的数值模拟

通过CFD软件对超临界CO_2/PS均相熔体在快速降压口模中流动状态的数值模拟,研究了CO_2浓度对CO_2/PS均相熔体气泡成核的影响。结果表明:当其他工艺条件不变时,在CO_2溶解度范围以内,增加CO_2浓度有利于提高成核率,从而产生更多的气泡,但不利于小尺寸泡孔的生成。

剪切条件对采用超临界CO_2发泡时气泡成核的影响

从能量转换的角度分析了在采用超临界CO2 流体挤出发泡成型时剪切条件对气泡成核的影响 ,利用Taylor形变理论计算了气泡成核动力学条件的变化。

应力发白对AN/MAA共聚物气泡成核的影响

为减小丙烯腈(AN)/甲基丙烯酸(MAA)共聚物泡沫塑料的孔径,对 AN/MAA 共聚物进行应力发白处理,研究了应力发白对 AN/MAA 泡沫塑料泡孔孔径的影响,采用显微镜观察了应力发白共聚物在等速升温下的发泡过程,并探讨了应力发白提高气泡成核率的机理。结果表明,对可发泡 AN/MAA 共聚物进行应力发白,能够显著减小最终泡沫塑料的泡孔孔径,当密度为75 kg/m^3时,泡孔孔径由0.59 mm 减小到0.076 mm,且在应力发白前后泡孔孔径发生突变;应力发白处理使共聚物生成了新的气液相界面,减小了发泡成核的界面自由能变化,进一步减小了体系的吉布斯自由能变化,从而提高了发泡成核率。

拉伸作用对采用超临界CO_2发泡时气泡成核的影响

分析采用超临界CO_2流体挤出发泡成型时拉伸作用对聚合物分子自由体积的影响,以及由此引起的对气泡成核的影响。利用具有不同入口收敛角的锥型挤出口模进行了验证,结果显示,拉伸作用可增加气泡的成核数目,减小气泡的平均直径。

微孔塑料气泡成核的聚合物刷子模型

气泡成核是微孔塑料连续挤出成型中的关键步骤之一,但现有的成核理论大都是以经典成核理论为基础的,而经典成核理论虽然给出了临界气泡核及成核速率的计算公式,但并没有考虑到聚合物的物性参数,并且不能计算临界气泡核半径的具体数值,所以其应用有很大的局限性。文章从聚合物刷子模型出发建立气泡成核的刷子模型,从而得出临界气泡核半径的计算公式,并分析温度、压力、聚合物分子量等对临界气泡核半径的影响。

PS/超临界CO_2微孔塑料挤出成型中温度对气泡成核的影响

通过计算流体动力学软件对聚苯乙烯(PS)/超临界CO2均相熔体在快速降压口模中流动状态的数值模拟,研究了口模温度对PS/CO2均相熔体气泡成核的影响。结果表明,当其它工艺条件不变、口模温度在微孔塑料发泡温度以上时,口模温度越低,越有利于微孔发泡,即形成小尺寸、大密度的泡孔。

塑料发泡中复杂流场流体动能气泡成核理论

气泡成核、长大与固化定型是泡沫塑料成型的三个基本过程,而气泡成核是最关键的一步。本文分析指出了经典成核理论对于动态聚合物熔体中气泡成核分析的局限性,对静态熔体和复杂流场熔体的气泡成核过程分别进行了能量描述,在此基础上建立了塑料发泡中复杂流场流体动能气泡成核理论,以期对塑料发泡中气泡成核过程进行更加全面的描述并更好地指导发泡过程。最后指出了气泡成核研究的发展方向。

十六烷/超临界CO_2混合体系气泡成核的分子动力学模拟

研究了十六烷/超临界二氧化碳(CO_2)混合体系的气泡成核过程。采用全原子分子动力学方法,选择等温-等压系统,使体系的粒子数、压力(P)和温度(T)保持不变,采用exp-6力场描述原子间的相互作用,采用距离判别法识别气泡核,根据气泡成核过程的分子位形跟踪气泡的形成过程。结果表明,降低十六烷/超临界CO_2混合体系的P,首先形成了低密度的气泡核,然后CO_2分子不断地进入气相,直至系统内部形成含有大量气相分子的气泡。

泡沫塑料成型过程中超声波振动对气泡成核的影响

综述了在泡沫塑料成型过程中超声波振动对气泡成核行为的影响，分别用经典成 核理论和分子聚团理论解释了超声波振动作用下的气泡成核现象，提出可以从能量的角 度进一步深入研究超声波振动对气泡成核的影响。

气泡成核过程的格子Boltzmann方法模拟

利用精确差分格子Boltzmann模型探讨水在特定温度下的亚稳态及不稳定平衡态,获得等温相变过程中形成气泡和液滴的条件,模型预测结果与理论解符合良好.在该等温模型的基础上耦合能量方程,通过调节流体-壁面相互作用力获得不同的气泡与固壁间接触角,从而建立了一种新的描述气液相变的格子Boltzmann理论模型.利用该新模型模拟不同流体-壁面相互作用力下凹坑气泡成核过程,再现了气泡成核过程中的三阶段特性;探讨了接触角、曲率半径及气泡体积随气泡成核过程的变化关系,获得了与文献结果定性符合的曲率-气泡体积关系曲线.

超临界CO_2/PS微孔塑料挤出成型中成核数对气泡核自由长大的影响

以超临界CO2 为发泡剂,研究了PS微孔塑料挤出成型中气泡核自由长大的机理,选用球形模型为表征气泡长大的物理模型,利用Dewitt本构方程、守恒定律和理想气体状态方程导出了气泡核自由长大阶段的数学模型。通过此数学模型着重对气泡成核数与气泡核自由长大平均半径之间的关系进行了数值模拟预测,并以实验验证了其正确性,结果表明:当其他加工条件不变时,增加气泡的成核数,气泡长大的平均半径将变小。因此,在制备微孔塑料时,我们可以通过增加气泡的成核数来改善制品的泡孔结构。

光电催化过程中氧气泡成核—生长—脱离特性研究

光电催化过程中的气泡动力学特性是研究气液两相流动行为的重要参数,对光电分解水的效率及反应过程中的传热、传质产生重要影响。本文针对TiO_2光电极表面析出氧气泡的动力学特性展开研究,通过独立设计的实验系统,得到了氧气泡整个演化过程的生长规律符合d∝(?)~s,气泡形成10 ms以内x为0.5～0.85,10 ms之后x≈0.33,捕捉到了气泡成核初期的图像,得到了光学手段能观察到的气泡成核时间和空间尺度,给出了激光功率和恒定偏压对气泡脱离直径的影响规律。

微孔发泡的气泡成核理论研究现状

对经典成核理论进行了探讨,分析了其在描述流场中气泡成核时的局限性;详细讨论了国内外关于剪切流场中气泡成核的理论模型,并指出了气泡成核研究的未来发展方向。

亲水/疏水复合凹槽壁面上气泡成核的分子动力学模拟研究

本文采用分子动力学方法研究亲水/疏水性复合壁面凹槽壁面对气泡成核的影响,并对比其与单一亲水性或单一疏水性凹槽壁面在成核行为、成核率等方面的差异。结果表明:液体氩在不同润湿性凹槽壁面加热下均产生明显的气核,但成核现象存在差异;固–液传热效率随着亲水性的增强而提高,而壁面附近液体原子所受的势能束缚随疏水性增强而降低,亲水/疏水性复合壁面凹槽可利用其亲水侧高效传热与疏水侧低相变能垒的优势,提高被加热液体的成核率。

电解水过程中微电极制备研究进展

电解水过程中产生的气泡会影响电解槽的稳定运行,了解气泡的成核、生长和脱离的规律是对气泡进行有效管理的前提。气泡生长是一个通过相界面的传质过程,从单气泡尺度模拟其演化行为,可以帮助深入理解电极表面气液传质过程,以及气泡的生成对局部流场和浓度场的影响关系,从而实现控制电解槽稳定运行、降低能耗以及提高电流效率等目的。实现单气泡生长行为的可视化,微电极的制备是必不可少的,微电极能够稳定且呈周期性的产生单个气泡。目前制备微电极的方法主要为铂丝嵌入环氧树脂法、光刻和电化学共沉积法、纳米盘电极法和印刷电路板法等,本文对这几种微电极制备方法的研究现状进行了阐述分析,不同学者制备微电极的实验结论存在差异,需要实验进行验证;目前微电极制备技术仍然无法对气泡的成核阶段进行可视化研究。未来,研究在电化学控制下气泡成核过程的可视化,并使用更快的电化学仪器来研究气泡的成核动力学将是重点。

剪切流场对塑料发泡成核行为的影响

本文着重讨论了剪切流场对成核行为的影响,对宏观规律进行微观分析。通过剪切流场对高聚物熔体中分子取向排列的影响,在熔体中形成大量均匀分布的成核点,这不仅为开发优质泡体提供了理论依据,也是为国外正在加紧开发的微孔发泡技术提供参考。

高温透明铝电解槽中50 cm^(2)石墨阳极上气泡析出行为

铝电解阳极气泡行为对研究电解质流场模拟和阳极效应都至关重要。本文采用高温透明电解槽观测了底面积为50 cm^(2)(10 cm×5 cm)的石墨阳极上的气泡行为,实验温度为924℃。结果表明:在阳极电流密度为0.3~1.7A/cm^(2)范围内,最大气体覆盖率在48%~65%之间,与工业电解槽炭阳极上的最大气体覆盖率相近,低于文献中小尺寸阳极上观测到的60%~100%。通过SEM/EDS分析发现,气泡成核的优先位置与炭阳极表面的层状结构位置吻合,层状碳结构对CO_(2)气泡润湿性好于致密碳结构,并抑制二氧化碳气泡的滑动,促进大气泡的生成。