单螺杆挤出进料段非塞流固体输送的挤出压力研究

摘要

采用单螺杆连续高效成型纯UHMWPE制品，长期以来被国内外行业人士认为是不可能的事。本研究室通过多年对UHMWPE管材挤出成型的研究，发明了一种能实现纯UHMWPE管材连续高效的挤出成型方法，其挤出成型速度达到12m/h以上，该技术是目前世界上成型纯UHMWPE管材效率最高的原创技术，逐渐得到国内外同行的关注和认可。但目前该技术在生产过程的稳定性、挤出压力精确形成等方面还有待于做更深入的试验研究，以期达到产业化生产的目标。
　　 在挤出压力形成理论方面：1.挤出压力是保证正常挤出的基本条件之一，挤出压力必须满足P3max>pN；2.机筒成型法挤出纯UHMWPE时，挤出压力在固体输送段形成，其中在进料段，可认为物料按层流方式沿着螺槽前行，当物料进入压缩段将很快被压实为固体塞。在进料段，物料是松散状态的粉料，该段挤出压力的形成采用非塞流理论；在压缩段，挤出压力的形成采用Darnell-Mol经典固体塞理论。要得到精确的挤出压力形成理论，必须对进料段和压缩段挤出压力形成机理进行深入客观的研究。
　　 本论文对纯 UHMWPE树脂原料粉末在进料段的挤出压力形成理论展开研究，首次提出了非塞流n层模型的理论。该理论的建立对完整建立机筒成型法单螺杆挤出压力理论奠定了一定基础，同时对机筒成型法装配结构参数设计具有指导意义。

目录

文摘

英文文摘

第1章 引言

1.1 选题背景及其意义

1.1.1 机筒成型法

1.1.2 本论文研究重点

1.2 关于机筒成型法挤出纯超高分子量聚乙烯的挤出压力理论的探讨

1.2.1 有关理论的简要分析

1.2.2 分析问题的方法

1.2.3 关于挤出压力的设想

第2章 单螺杆挤出的固体输送理论

2.1 单螺杆挤出理论

2.1.1 挤出理论的研究方法

2.2 单螺杆挤出加料段的固体塞理论

2.2.1 达涅耳-莫耳理论的基本假设

2.2.2 固体塞运动分析和固体塞微块受力分析

2.3 固体粒子的压实和挤出压力

2.3.1 压实

2.3.2 封闭导管中的流动

2.3.3 机械位移流动

2.3.4 辅以拖曳的稳态机械位移流动

2.3.5 直槽中稳定拖曳引起的流动

第3章 非塞流理论和固态散粒体塑料的性能

3.1 非塞流理论和粉体的固有特性

3.1.1 单螺杆挤出的非塞流理论

3.1.2 粉体的固有特性

3.1.3 非塞流阶段与散粒体

3.2 固体粒子的某些独特性质

3.2.1 固体粒子

3.2.2 固体-固体（干）摩擦

3.2.3 塑料的内摩擦因数和外摩擦因数

3.2.4 屈服轨迹

3.3 固态散粒体塑料的物理性能

3.3.1 树脂性能对挤出过程的影响

3.3.2 固态散粒体塑料的物理性能

第4章 非塞流固体输送段的挤出压力

4.1 单螺杆挤出固体输送段非塞流的n层模型

4.1.1 物理模型

4.1.2 数学模型

4.2 单螺杆挤出固体输送段非塞流的n层模型的求解问题

4.2.1 基本方程的建立

4.2.2 基本方程的求解算例

4.2.3 小结

4.2.4 总结

第5章 非塞流固体输送进料段挤出压力的数值模拟

5.1 关于k的m次方程根与各个参数的关系

5.1.1参 数ψ的取值与k的m次方程根的关系

5.1.2 摩擦系数f的取值与k的m次方程根的关系

5.2 非塞流固体输送进料段的挤出压力及其影响因素

5.2.1 非塞流固体输送进料段的挤出压力及其影响因素

第6章 结论

6.1 研究的主要内容

参考文献

附录

攻读硕士期间发表的学术论文