天然胶原的稳态流变性能和数学模拟

用旋转流变仪研究胶原溶液的稳态流变性能,讨论了浓度和温度的变化对胶原溶液流动曲线的影响。实验数据显示胶原溶液的剪切粘度随着剪切速率的增大而降低,表明胶原溶液具有明显的假塑性。同一剪切速率下,温度升高,胶原溶液的剪切粘度降低;浓度增大,剪切粘度增大。用幂律方程、Carreau方程和Cross方程对胶原溶液的流动曲线进行数学拟合,结果表明幂律方程,Carreau方程和Cross方程都能准确地描述胶原的流动曲线,其中幂律方程的粘度指数K和非牛顿指数n的变化能准确反映胶原假塑性的变化;Carreau方程和Cross方程的参数比幂律方程多,其拟合得到的曲线和实验数据吻合得更好。但在本实验条件下,Carreau方程和Cross方程预测的零剪切粘度η0和无穷剪切粘度η∞不准确。

羧甲基纤维素对铜版纸涂料流变行为的影响

通过在铜版纸面涂涂料中增加羧甲基纤维素用量来改善涂料流变性和保水性,对涂料的稳态剪切流变行为进行了研究。结果表明,随着剪切速率的增加,涂料表现出剪切稀化,呈现假塑性流体特性;另外,在同一剪切速率下,增加羧甲基纤维素加入量,涂料的表观粘度变大。采用两参数的Bingham,三参数的Herschel-Bulkley及四参数的Carreau方程对涂料的流变曲线进行了数学拟合。结果表明,Carreau方程能够准确地描述涂料的流变曲线,Herschel-Bulkley方程次之,而Bingham方程拟合效果较差。根据Carreau方程拟合结果,羧甲基纤维素加入量为0.5%,0.8%和1.0%时,涂料的零剪切粘度分别为100.8,155.7,161.8 Pa·s,极限粘度相应为0.03170,0.03934和0.05764 Pa·s,这说明羧甲基纤维素对铜版纸涂料具有明显的增稠作用。另外,涂料流动特性指数均小于1.0,呈现明显的假塑性流体特性,这与剪切稀化的实验流变结果吻合。

聚苯乙烯熔体通过矩形收缩口模的研究

在回顾了文献工作的基础上,本文使用Carreau本构方程模拟聚苯乙烯熔体的流变特性,用基于控制容积法的SIMPLEC算法求解二维流体力学基本方程,研究了聚苯乙烯熔体在矩形收缩口模中的不可压、非等温、稳态流动,获得了速度、压力、粘度、应力和温度的分布。计算结果可用于高分子注射过程中的口模设计。