高分子熔体和浓溶液流变性能的研究

基于多重缠结网络结构模型和高分子链上缠结点在流动中可进行动态解缠和再缠结的多重蠕动机理,用统计力学和动力学相结合的方法,分别计算出了缠结链组的末端距分布函数;处于缠结状态下高分子链构象统计分布函数;受力下聚合物熔体粘弹性形变自由能和解除外力下高分子挤出体可回复性粘弹性形变自由能,提出了高分子挤出体可回复形变的粘弹性分子理论。推导出的高分子熔体的回忆函数、简单剪切流下的本构方程和物料函数,并采用一种新的方法测定出物料的四种参数： η0、 GN0、 n′和 a。对于高分子挤出体,可回复性粘弹性形变由快速弹性形变和慢速粘弹性形变两者组成,当把两种形变量的复合结构参数－分子链的反式构象分数引入两种形变自由能表达式后,就从理论上得到了可回复形变量同挤出胀大比间的定量表达式,从而建立起一个具有分子链结构参数的新的挤出胀大比方程,可回复形变量同挤出条件（温度、挤出速率和量以及口模长径比不同的挤出机）和树脂结构特征（分子量及分布）的关系式以及在特殊情形下的简化表达式,并用几种高分子熔融体系的挤出胀大比和可回复性形变量的实验数据对理论进行验证,理论方程同实验数据较好的符合。     

预辐射聚丙烯反应挤出接枝丙烯酸的研究

利用电子束(EB)预辐照方法和反应挤出技术制备了聚丙烯接枝丙烯酸共聚物PP-g-AA. 采用化学滴定、红外光谱、偏光显微镜(PLM)、DSC和广角X射线衍射(WAXD)对接枝产物进行了表征. 研究结果表明, 接枝率随辐照剂量增加而增大并逐渐达到平台值, 但随单体浓度增大而表现为线性增加, 接枝链能起到异相成核作用, 从而提高了结晶速率并细化了球晶. 同时, 熔体流动速率(MFR)和力学性能测试结果表明, 预辐射和挤出过程造成了PP严重降解, 据此可认为接枝反应主要发生在聚丙烯断裂分子链的末端.     

聚合物挤出过程中的数值模拟技术

介绍了计算流体力学中常用的数值计算方法,并从螺杆挤出过程、口模的设计以及挤出胀大等方面综述了数值模拟技术在聚合物挤出过程中的应用,最后针对聚合物挤出过程数值模拟发展的方向作了简要论述。     

反应挤出苯乙烯/丁二烯共聚物的微观结构及力学性能

在双螺杆挤出机中以有机锂为引发剂,以丁二烯(B)与苯乙烯(S)为混和单体,采用本体一步合成法制备了S/B共聚物。采用双氧水在四氧化锇催化下对聚合物分子链进行氧化降解,1H-NMR和FT-IR分析表明共聚物中的双键被全部氧化并发生断裂,而共聚物中聚苯乙烯的链节并未被破坏。利用18角度小角激光光散射仪(MALLS)联用凝胶渗透色谱(GPC)对氧化降解后的聚苯乙烯碎片进行分析证明:共聚物分子是由1条1×104~4×104分子量的聚苯乙烯嵌段连接着数10个S-B嵌段的结构。TEM分析表明调节反应过程中的工艺条件可以控制共聚物的织态结构。此外对共聚物的力学性能也进行了研究。     

反应挤出聚烯烃接枝改性研究进展

聚烯烃通过接枝改性可以有效地扩大其应用范围。本文简介了近几年反应挤出中聚烯烃接枝体系的组成和接枝机理，讨论了影响因素及其存在的副反应，同时介绍了接枝产物在增容改性等方面的应用。     

顺丁橡胶挤出过程中熔体不稳定流动的研究

<正> 在高聚物挤出过程中,当挤出速率在一定条件下增大到某一数值时,挤出物表面将出现竹节状或鲨鱼皮状、扭曲等现象,此即为熔体破裂或不稳定流动。它严重影响着高聚物制品的外观质量,并限制了生产速率的进一步提高。所以,深入探讨不稳定流动产生的机理,进而建立判定不稳定流动的临界条件,对指导高聚物压出成型加工过程参数的选择及过程控制,具有实际意义。     

缠结高分子液体在管中挤出胀大动力学理论：一组新的增长和最终挤出胀大比方程

基于O-W-F本构方程和自由回复机制，从Poioeuille流出发建立了一种新的缠结高分子液体挤出胀大动力学理论，该理论能有效地预测高分子流体的动静态挤出胀大行为同高分子粘弹性参数和成型条件间的相关性. 基于稳态剪切量可分解为自由“回复线团”和“不可回复热耗”两部分事实，定义了一个稳态剪切下自由“回复线团”和“不可回复热耗”的配分函数和它们两者间分配指数上可回复和不可回复构象分数，从而在理论上得到了瞬时、推迟和最终三者可回复形变量和可回复线团量同配分函数、分配指数上可回复构象分数、分子粘弹性参数和成型条件     

旋转挤出加工制备高性能聚合物管

聚合物管主要用于流体压力输送,要求环向强度高,耐应力开裂性能好,使用寿命长。我们借鉴天然管竹子因竹纤维轴向排列使其轴向破裂易,横向破裂难的结构特点,提出形成偏离轴向的增强相结构可以显著提高聚合物管的性能,自行设计研制了新型的聚合物管旋转挤出装置,通过芯棒和口模独立可调的旋转运动与轴向速度可调的挤出/牵引运动的不同组合,形成与常规挤出不同的应力场,并通过管内外壁双冷技术调控聚合物管中温度场,从而在聚合物管中形成和定构不同层次的偏离轴向排列的增强相结构(如取向分子、串晶、原位成纤诱导形成串晶、外加纤维等),大幅度提高聚合物管的环向强度和耐应力开裂性能,如旋转挤出聚乙烯管形成偏离轴向串晶结构,使其环向拉伸强度和裂纹引发时间分别比常规挤出聚乙烯管提高78%和544%。我们还从理论上分析了旋转挤出中聚合物的流变行为,得到其流动速率数学表达式,阐明旋转挤出形成偏离轴向增强相结构的机理。旋转挤出加工为制备高性能聚合物管提供新设备、新技术、新理论。本文简要总结了我们通过旋转挤出制备高性能聚合物管的一些研究工作。     

变阻流区厚度的T型模具流道设计方法

热塑性塑料片材或流涎膜常用T型模具挤出成型,采用等歧管半径和等阻流区厚度的流道结构时,通常采用增加歧管半径或减小阻流区厚度的方法提高熔体出口流率沿流道宽度方向的均匀性,前者有利于降低挤出压力,但熔体停留时间显著增加,而后者有利于降低熔体停留时间,但挤出压力急剧增大。基于对流道中熔体流动的分析,采用沿流道宽度方向减小歧管半径的结构减小熔体停留时间,沿流道宽度方向增加阻流区厚度的结构降低挤出压力,在满足沿流道宽度方向熔体出口流率均匀的条件下,利用流变学理论推导了阻流区厚度沿流道宽度方向变化的微分方程,对该方程进行数值求解并拟合可得到阻流区厚度。与等歧管半径和等阻流区厚度的流道相比,变歧管半径和变阻流区厚度的流道可以显著降低挤出压力和熔体停留时间。同时,通过对歧管尺寸和形状的设计,在不显著增加挤出压力的情况下能够显著降低熔体停留时间,而通过阻流区长度和厚度的设计,在不增加熔体停留时间的情况下调整挤出压力以适应不同的成型要求。     

塑料异型材挤出口模内的压力降计算

本文根据挤出机理，对口模内的流动行为进行适当的简化和假定，建立了挤出口模内流动分析的数学模型，并采用横截面／假想区域法实现了复杂异型材挤出口模内压力降的数值计算，数值分析结果与三维有限元解的对比，取得了满意的效果．