频率对方腔内周期性混合行为的影响

基于涡量-速度法,得到了方腔内高粘度流体上下盖振动拖动作用下瞬时速度场数值解,采用4阶Runge-Kutta方法对示踪剂的界面形变进行数值积分追踪。结果表明,当振动频率为0.1 Hz,方腔内将发生混沌混合,当频率增加到0.5 Hz时,混合过程演变为常规的层流混合过程。混合过程Poincaré截面对比揭示了频率对KAM岛尺度影响。混沌混合经过一定的时间后,不同初始位置的示踪剂界面拉伸表现出自相似和渐近特性。     

聚合物加工成型技术创新研究进展

依据聚合物工业对加工过程节能降耗、废旧聚合物循环利用、可再生资源利用的重大需求,笔者在聚合物振动剪切形变加工成型方法和设备的基础上提出和研究了聚合物体积拉伸形变加工成型方法和技术,着重讨论了拉伸形变支配的叶片挤压系统的塑化输运过程、技术特征及混合特性.研究结果表明:这种新技术及其设备与传统螺杆塑化输运技术及其设备相比较,具有加工热机械历程缩短、加工能耗降低、混合混炼效果好、物料适应性广、制品质量高等优异的技术特点,且在聚合物多相多组分复合材料、聚合物/生物质复合材料等物料体系的加工方面具有显著优势.     

振动力场作用下单螺杆塑化熔融过程数值模拟

为研究振动力场对单螺杆挤出机中熔融过程的影响，根据“流动的固体”这一概念，利用流体动力学实现对整个熔融区域的求解，解决了相变以及固熔界面跟踪的问题，建立了简化的二维动态熔融模型．由于熔融过程是一个非等温相变过程，并且振动力场作用下聚合物具有依时性非线性黏弹特性，因此修正了具有松弛谱特性的Maxwell非等温黏弹本构模型，对动态熔融过程进行了模拟，并分析了振动频率与振幅对熔融行为的影响规律．     

猴耳环药渣/HDPE复合材料的制备与力学性能研究

对猴耳环药渣进行蒸汽爆破预处理得到猴耳环药渣纤维,与高密度聚乙烯复合制备复合材料,实现了猴耳环药渣废弃物资源的高值化利用。测试了复合材料的力学性能,用扫描电镜观察不同处理方式的猴耳环药渣以及所制备的复合材料拉伸断面的形貌,分析了经不同方式处理的猴耳环药渣的主要成分。结果表明,蒸汽爆破处理药渣可使纤维束解离出纤维细胞作为增强材料;蒸汽爆破次数会影响复合材料最终的力学性能。猴耳环药渣蒸汽爆破4次制备的复合材料的力学性能最优。     

叶片挤出机对PBS/木质素共混体系加工性及性能影响

采用以体积拉伸形变为主导的叶片挤出机制备聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/木质素可降解复合材料,考察了叶片挤出机加工温度(130~145℃)、加工转速(10~40 r/min)对复合材料停留时间、表观质量、力学性能以及微观形貌的影响.结果表明,复合材料停留时间随着加工温度的提升而逐渐减小,加工转速具有类似变化趋势;复合材料表观质量随加工温度影响不显著,但随加工转速影响剧烈;复合材料力学性能随加工温度变化不明显,而随加工转速影响程度不一;复合材料断面微观形貌在不同的加工温度下有细微变化,而在不同的加工转速下变化明显.以上结果与叶片挤出机的结构和固体输送有关,物料在拉伸流场作用下发生正位移输送和塑性能量耗散,提高了传质效率,在适当加工条件下引起组分间相互作用机制加强.综合考虑产品性能与经济成本,确定叶片挤出机制备PBS/木质素复合材料各段加工温度为115、125、135、125℃,加工转速为20 r/min.     

叶片挤出机制备中药渣纤维/回收ABS复合材料的结构与性能研究

利用基于拉伸流变的叶片挤出机制备中药渣纤维/回收ABS复合材料,并研究叶片挤出机的加工温度、加工转速对复合材料结构与性能的影响。研究结果表明,随着叶片挤出机加工温度的升高,中药渣纤维/回收ABS复合材料的拉伸强度和弯曲强度都呈现先增大后减小的趋势,并且在200℃时达到最大值,分别较最小值提高了19.48%、14.57%,冲击强度变化较小;叶片挤出机加工转速对复合材料综合力学性能的影响与加工温度类似,30rpm为最佳加工转速。从复合材料的SEM图可以看出,随着加工转速的提高,中药渣纤维在复合材料中的取向更加明显。     

剑麻纤维增强PBS复合材料的流变性能

植物纤维与聚合物复合体系不适宜用毛细管流变仪测量流变性能.为此,文中建立一种利用转矩流变仪测量流变特性的方法,利用该方法表征了不同剑麻纤维质量分数下,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合材料的流变性能,并测量实验后纤维的长径比,分析剑麻纤维质量分数和转速对复合材料中纤维长径比以及复合材料弯曲强度的影响.结果表明,由于纤维的解缠、断裂和取向,复合材料的剪切变稀现象随剑麻纤维质量分数的增加而更为明显.     

剑麻增强PBS复合材料流变性能研究

流变参数是加工成型植物纤维复合材料的重要参数之一,植物纤维与聚合物复合体系不适宜用毛细管流变仪测量流变性能。本文建立一种利用转矩流变仪测量流变特性的方法,表征了不同剑麻纤维含量下,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合材料的流变性能,并测量实验后纤维的长度和直径,分析剑麻纤维含量和转速对复合材料中纤维长度以及复合材料弯曲强度的影响。结果表明,由于纤维的解缠,断裂和取向,复合材料剪切变稀现象随剑麻纤维含量的增加而更为明显。     

高分子材料动态加工新技术

介绍了振动力场作用下高分子材料动态挤出成型、动态注射成型以及动态混炼成型的技术及装备,简要阐述了动态挤出中动态固体输送、动态熔融塑化、动态熔体输送过程的机理及实验研究成果,分析了脉动压力对注射过程的影响以及动态混炼过程中强制混炼、强制分散的原理,对各种动态成型技术辅以相应的制品性能测试.研究结果表明振动力场的引入在产量相同并保证甚至改善制品综合性能的同时,可有效缩短成型历程,降低功率消耗,因此高分子材料动态成型加工方法是一种新型的低能耗成型加工技术.     

脉振模压成型对UHMWPE中空制件结构与性能的影响

为了提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中空制件的机械性能和耐磨性能，采用自主研制的中空制件成型模具，在模压成型过程中引入脉冲振动，使物料在脉冲压力下实现成型，并通过拉伸测试、砂浆磨耗测试、热分析测试、密度测试和2D-WAXD(二维广角X衍射仪)测试，研究脉冲振动对制件微观结构及宏观性能的影响，同时与静态成型条件下的中空制件对比。结果表明：在致密化阶段施加脉冲振动可有效提高制品的致密化程度；在冷却结晶阶段施加脉冲振动时，制品的取向度与结晶度均得到提高。脉振条件下成型制件的拉伸性能和耐磨性能均优于静态条件下成型的制件。