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会计学第七章挤出成型过程的流变(liúbiàn)分析五、实行稳定挤出过程(guòchéng)的一些流变学考虑六、挤出成型过程(guòchéng)中的熔体破裂行为七、弹性记忆效应主要(zhǔyào)用于热塑性塑料的生产连续型材(一)螺杆挤出(jǐchū)机及挤出(jǐchū)原理挤压(jǐyā)系统辅机(二)挤出(jǐchū)成型的主要工艺参数(2)压力(yālì)(3)挤出(jǐchū)速率(三)螺杆(luóꞬǎn)的区域划分(1)加料(jiāliào)段(固体输送段)输送物料(四)螺杆(luóꞬǎn)的几何尺寸§7.1思考题二、物料(wùliào)在螺槽中的流动/(一)简化假定(jiǎdìng)和运动方程/由此,可得到(dédào)连续性方程为:熔料在螺槽中的流动(liúdòng)由以下4种流动(liúdòng)组成:3.横流(hénꞬliú)Q横流(hénꞬliú)正流、压力流、漏流在螺槽深度(shēndù)方向的速度分布,横流的流动方向,见下图。(二)螺槽内物料的速度(sùdù)分布及体积流量///根据速度分布可求得螺槽内物料的体积(tǐjī)流量为:/这种流动与螺槽侧壁的方向垂直,除引起(yǐnqǐ)物料在螺槽内发生环流外,主要是引起(yǐnqǐ)漏流。///将三部分体积流量(liúliàng)加在一起,得到在螺杆均化计量段中物料总体积流量(liúliàng):将式(7-58)重新改写,可得螺杆(luóꞬǎn)特性线为:对于给定(ɡěidìnɡ)螺杆,α、β和γ均为常数,当挤出稳定后,可以认为温度、转速都不变,η0也不变,因此,Q和Δp成线性方程。1.物料在机头中的流动及流速(liúsù)分布牛顿型流体通过任意形状(xíngzhuàn)的机头,流动速度为2.体积(tǐjī)流量流通(liútōng)系数K/稳定挤出状态,物料在螺杆部分的流动状态必须与在机头口型区的流动状态相匹配。即要求通过(tōngguò)螺杆的流量一定要与通过(tōngguò)机头口型区的流量相等,物料在螺杆的压力降也要与在机头口型区的压力降相等,即不难求出,这样(zhèyàng)的工作点满足:§7.3思考题上述讨论是在作了若干假定的基础上得到的,与实际挤出成型过程由一定出入。加工(jiāgōng)实际的非牛顿流体的工作特性曲线要复杂得多。/前一种修正采用(cǎiyòng)系数修正法,修正后的流量公式为:第二种修正主要采用非牛顿流体(liútǐ)的状态方程代替牛顿型流体(liútǐ)的状态方程。最多的是采用如下幂律方程:在挤出成型电线电缆、型材、轮胎、胶管等制品过程中,对制品的形状、尺寸(chǐcun)要求较严格。挤出流量的波动ΔQ要求控制在一定的范围内,即要求挤出成型过程应当稳定。将螺杆(luóꞬǎn)挤出机内的物料压力分布简化,均化段的实际压力降变为:由于均化段的实际压力降变为Δp′,因此螺杆部分体积(tǐjī)流量改写为:实行稳定(wěndìng)挤出的一些流变学措施3.调节机头系数K,小口径机头K值较小,u值较小,易实现稳定(wěndìng)挤出;§7.5思考题在实际的高分子材料成型加工过程及流变学测量中,物料流动状态受到诸多内部和外部因素影响,流场中常常出现不稳定流动。许多情况下,流场的边界条件存在一个临界值。一旦超越(chāoyuè),就会发生从层流到湍流,从平整到波动,从流线稳定到流线紊乱,从管壁无滑移到有滑移,破坏了事先假定的稳定流动条件。1.现象(xiànxiàng)人们通过各种(ꞬèzhǒnꞬ)聚合物的大量实验发现:2.类型(lèixíng)从流变曲线看,当发生熔体破裂时,两类材料(cáiliào)的流动曲线有明显的差别。(二)熔体破裂(pòliè)现象的机理分析对于(duìyú)LDPE型熔体/对于(duìyú)HDPE型熔体当剪切速率再增大时,熔体在模壁附近会出现“全滑动”,这时反而能得到(dédào)表面光滑的挤出物,即所谓的第二光滑挤出区。(三)影响熔体挤出破裂行为(xíngwéi)的因素1.口模形状、尺寸(chǐcun)的影响(2)口模的定型(dìngxíng)长度L2.挤出(jǐchū)工艺条件和物料性质的影响挤出速度越小,材料发生的弹性(tánxìng)形变小,且形变得以松弛的时间较长,因此熔体内的压力波动幅度较小。(3)平均(píngjūn)分子量(四)避免或减轻熔体(rónꞬtǐ)破裂的措施§7.6思考题这种挤出物的尺寸和断面形状(xíngzhuàn)与口型不同的现象,膨胀——收缩现象,称为弹性记忆效应,或称离模膨胀,又称巴拉斯效应。在恒切变速率下,物料的弹性回复行为(xíngwéi)取决于它在口型中的停留时间。这也说明了,当L/D较小时,入口效应为主;当L/D较大(jiàodà)时,则是剪切流动伴随的