首页> 中文学位 >超临界流体扩散机理研究和聚丙烯仿藤条发泡制品开发
【6h】

超临界流体扩散机理研究和聚丙烯仿藤条发泡制品开发

代理获取

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1.1 聚合物发泡过程中气泡扩散机理和聚丙烯发泡概述

1.2 聚合物发泡过程气泡扩散的研究进展

1.2.1 非相容两相体系流动的研究进展

1.2.2 气体在聚合物熔体中扩散的研究进展

1.3 聚丙烯仿藤条发泡的相关研究进展

1.3.1 聚丙烯仿藤条发泡的研究现状

1.3.2 塑料制品表面质量的研究进展

1.3.3 挤出发泡塑料制品的弯致裂纹简介及相关研究

1.4 本课题研究内容、目的及意义

1.4.1 研究目的及意义

1.4.2 关键点和难点

1.4.3 研究内容及本课题研究框架

第二章 简单剪切场中气体扩散混合的理论分析与数值模拟

2.1 引言

2.2 简单剪切场中气泡分裂时间的相关推导

2.2.1 气泡分裂的模型与假设

2.2.2 第j次分裂时间的推导

2.2.3 分裂终止的判据

2.2.4 气泡分裂阶段总时间的计算

2.3 简单剪切场中气泡分裂时间的VOF模拟

2.3.1 VOF简介

2.3.2 物理模型与控制方程

2.3.3 模拟结果与讨论

2.4 气泡物理扩散阶段所需时间的计算

2.4.1 静态物理扩散所需时间的计算

2.4.2 剪切场中物理扩散所需时间的修正

2.5 气泡扩散总时间的计算及举例

2.6 气泡扩散理论对发泡单螺杆设计的指导

2.6.1 气泡扩散总时间对发泡单螺杆设计的指导作用

2.6.2 具体体系发泡螺杆的均化段设计

2.7 气体溶解时间和螺杆优化设计的VB界面开发

2.8 本章小结

第三章 聚丙烯仿藤条发泡制备技术开发

3.1 聚丙烯仿藤条发泡制备技术中工程问题的科学化

3.2 塑料挤出制品表面粗糙度的影响因素研究

3.2.1 实验条件

3.2.2 结果与讨论

3.2.3 挤出制品表面租糙度与工艺参数和结构参数关系的函数拟合

3.3 挤出发泡制品表面弯致裂纹的研究

3.3.1 实验条件

3.3.2 弯致裂纹的影响因素研究

3.3.3 弯致裂纹的理论模型

3.3.4 泡孔结构对弯致裂纹的影响

3.4 本章小结

第四章 聚丙烯仿藤条发泡实验装置的搭建及其发泡工艺研究

4.1 聚丙烯仿藤条发泡实验装置的搭建

4.1.1 低流率超临界CO2计量泵送系统的原理及构建

4.1.2 挤压系统和温控系统的设计

4.2 实验条件

4.2.1 实验原料

4.2.2 实验设备及工艺流程

4.2.3 性能测试与表征

4.3 结果与讨论

4.3.1 温度对PP仿藤条发泡的影响

4.3.2 CO2含量对PP仿藤条发泡的影响

4.4 本章小结

第五章 全文总结

5.1 结论

5.2 本文不足之处与展望

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介

展开▼

摘要

超临界流体(SCF)在高聚物熔体中的溶解是物理发泡过程中熔体-气体均相体系形成的关键,聚丙烯仿藤条产品的开发对表面质量、发泡质量提出非常高的要求。本文针对以上两个问题,对气泡在聚合物中的溶解和以此为理论基础的聚丙烯仿藤条发泡制品的开发进行了系统的研究。在发泡过程中,气体在熔体中的溶解包含两个阶段:分散混合阶段与物理扩散阶段。在分散混合阶段,建立了简单剪切场中气泡分裂所需时间的物理和数学模型,其正比于两相界面能,反比于剪切速率的平方、界面黏度,还与分裂次数有关;在物理扩散阶段,则建立了物理扩散时间与气泡平衡粒径、剪切速率和扩散系数的定量关系。根据气体在聚合物熔体中的溶解时间和熔体的轴向运动速度,理论计算了发泡螺杆均化段的最小长度和开槽段的适宜长度,从而确保均相体系的形成和熔体输送的效率。
  本文以PP/CO2和PS/CO2体系为例,分别计算不同条件下的气体溶解时间和均化段、开槽段长度,结果表明螺杆转速对分散混合时间的影响不显著,所需开槽段长度较短;物理扩散时间随转速的增加而迅速下降;相同转速下PS/CO2体系的物理扩散时间比PP/CO2体系的大很多,均化段所需要的长度也更长。研究了PP挤出制品表面粗糙度Ra值的影响因素,结果表明加工温度的升高和剪切速率的减小均能够降低Ra值;而当口模长径比增加时, Ra值增加;在配方方面,PE和磨砂剂的加入会使Ra值增加,硅酮母粒的加入会使Ra值下降。提出采用“弯致裂纹系数”表征挤出发泡制品对折时产生裂纹的严重程度,产生裂纹的条件是形变量超过屈服伸长率。结果表明,拉伸速度对PP制品屈服伸长率的影响不大,PE的加入会适当提高材料的屈服伸长率,另外,泡孔尺寸存在某一优化值,此时的屈服伸长率达到最大,弯致裂纹系数达到最小。搭建了低流率、高压力和高精度的CO2计量泵送系统和低倍率聚丙烯仿藤条发泡实验系统。探讨了聚丙烯仿藤条发泡的最优温度区间和注气量,结果表明,当发泡温度为165~170℃且注气量为1%时,可以得到较好的产品质量。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号