Numerical study of the effect of flow rate and temperature on parison swell and sag in extrusion

Swell and sag drawdown significantly influence the high density polyethylene parison. Nu- merical simulations of the flow field of a HDPE melt were performed using the finite element method for the die of plastic pipe extrusion and parison formation. The constitutive equation of Carreau law was used to describe the polymer melt in the flow domain. The distributions of the velocity, shear rate, viscosity, pressure, thickness and radius are presented with Polyflow. The effect of flow rate and temperature on extrusion swell and parison sag was investigated. The results show that the thickness of the parison increases with increasing flow rate. The thickness and radius of the parison are more sensitive to changes in flow rates than to changes in temperatures.

聚丙烯/聚乙烯共混物环状型坯挤出膨胀和垂伸的研究

利用双螺杆挤出机将聚丙烯分别与不同熔体流动速率的聚乙烯进行共混,通过环状型坯挤出,研究了共混物的型坯膨胀和垂伸情况。结果表明,聚丙烯与较高熔体流动速率的聚乙烯共混后,其型坯直径膨胀的变化范围较宽,垂伸较明显。

塑料挤出吹塑的机理问题

采用不同的方法对挤出吹塑过程的型坯成型、型坯吹胀与制品冷却三阶段的机理问题进行了研究。采用人工神经网络方法预测了受模口温度和挤出流率影响的型坯成型阶段的膨胀。利用建立起来的神经网络模型预示的膨胀与实验结果很吻合,且可在一定范围内,预示不同工艺条件下型坯的直径膨胀和壁厚膨胀,为型坯的直径和壁厚的在线控制提供了理论依据。基于薄膜近似和neo-Hookean本构关系,建立了描述型坯自由吹胀的数学模型,并通过实验方法获得了型坯吹胀的瞬态图象。

塑料挤出吹塑的机理问题

挤出吹塑过程由型坯成型、型坯吹胀与制品冷却三个阶段构成。采用不同的方法对该三阶段的机理问题进行了研究。采用神经网络方法预测了受模口温度和挤出流率影响的型坯成型阶段的膨胀。利用建立起来的神经网络模型预示的膨胀与实验结果很吻合 ,且可在一定范围内 ,预示不同工艺条件下型坯的直径膨胀和壁厚膨胀 ,为型坯的直径和壁厚的在线控制提供了理论依据。基于薄膜近似和neo Hookean本构关系 ,建立了描述型坯自由吹胀的数学模型 ,并通过实验方法获得了型坯吹胀的瞬态图象。比较发现 ,理论预示的型坯轮廓分布与实验观察结果较吻合。该模型还可预示型坯的自由吹胀对材料性能、型坯尺寸和工艺条件等的依赖性。基于ANSYS有限元软件 ,对吹塑制品的三维冷却进行了模拟 ,预示了制品厚度方向任一位置的瞬态温度分布 ,并可预示成型工艺参数、制品壁厚、塑料与模具材料的热性能以及吹塑模具冷却的强度与时间等对吹塑制品冷却的影响 。

改性聚乙烯醇挤出吹塑型坯膨胀研究

采用在线流变仪对改性聚乙烯醇（PVA）进行剪切粘度测试。结果表明，在测试的剪切速率范围内（50—650s^-1），改性PVA熔体的剪切粘度为200～600Pa·s，与吹塑级高密度聚乙烯的剪切粘度相当，因而可用于吹塑中空容器。研究了模口间隙、挤出流率和模口温度对改性PVA型坯膨胀的影响。结果表明，挤出流率增加、模口间隙减小、模口温度降低均可不同程度地提高型坯的直径膨胀和壁厚膨胀。