高剪切速率对PCL/RGO附生结晶行为影响的原位研究

以聚己内酯(PCL)/还原氧化石墨烯(RGO)复合材料为研究对象,利用同步辐射小角X射线散射(SAXS)和广角X射线衍射(WAXD)原位分析了75 s^(‒1)的高速率剪切作用前后的附生晶体结构演变及其对本体晶体形成的影响.研究结果表明,在剪切后降温160 s后,PCL分子链开始在RGO表面附生,形成表面结晶层,同时形成部分PCL本体晶体;在200~480 s的等温结晶阶段,大量PCL本体片晶生成并形成规整的周期结构.较高的剪切速率使体系的黏度降低,因此在较高的剪切温度下PCL分子链更容易由伸直链转变为无规线团,不利于PCL分子链在RGO表面形成表面结晶层.在剪切速率为75 s^(‒1)时,70℃的剪切温度更有利于PCL分子链在RGO表面附生形成表面结晶层.

三层共挤出吹膜机头流道的流场分析

三层共挤吹塑薄膜可将产品的多种特性在挤出过程中进行复合,并能大幅度地降低成本,因而其应用越来越广泛。以 LDPE/HDPE/LDPE 三层共挤出薄膜为例,确定了三层共挤吹膜机头的流道结构,使用 ICEM CFD 对机头流道划分全六面体网格,采用 POLYFLOW 对机头流道内等温流动过程进行求解并分析了压力场、速度场和剪切速率场。机头流道流场的研究结果表明,层分配流道压力降较高,共挤出流道压力降较低;层分配流道存在滞留区,熔体汇入共挤出流道后,相邻层熔体的速度分布向该层速度分布方式不断变化;层分配流道中,沿螺旋槽轴线方向,剪切速率逐渐降低,随着层数的增加,共挤出流道壁面上的剪切速率减小。

同向双螺杆支撑元件的流场模拟

对比分析了啮合同向双螺杆挤出机新型滑动支撑元件和滚动支撑元件的结构特点,通过Polyflow流场模拟,得出了2种支撑元件的压力分布与剪切速率分布,基于流体动力学原理及流变学原理分析了支撑元件的压力场与剪切速率场,重点讨论了物料的熔体流动速率对2种支撑元件压力消耗的影响。结果表明:支撑元件属于耗压元件,与双头螺纹元件相比,3种元件的流道出口-入口压差绝对值大小关系为双头螺纹元件>>滑动支撑元件>滚动支撑元件;与捏合块元件相比,3种元件流道的加权平均剪切速率大小关系为捏合块元件>>滚动支撑元件>滑动支撑元件,支撑元件对物料的分散混合不会造成明显的影响;支撑元件更适用于加工高熔体流动速率物料的螺杆组合。

啮合异向双螺杆挤出机仿真研究

采用Solidworks三维建模软件建立了啮合异向双螺杆螺纹元件与啮合同向双螺杆螺纹元件的物理模型。运用Polyflow软件对聚乳酸流体进行三维流体仿真,从聚乳酸流体的剪切速率、黏度、压力和速度等4个方面,对比研究啮合异向双螺杆挤出机螺纹元件与啮合同向双螺杆挤出机螺纹元件对聚乳酸流体的加工效果。研究结果表明,聚乳酸流体在啮合同向双螺杆挤出机螺纹元件中,受到的剪切速率大、轴向运动速度慢而获得了较好的混合效果;聚乳酸流体在啮合异向双螺杆挤出机螺纹元件中,轴向流动速度较快,挤出效果好。