向日葵视频在线下载_向日葵视频网站_向日葵小视频APP污_向日葵视频污污下载

一、引言    微孔塑料是指泡孔的平均直徑小于30μm（微米）的發(fā)泡塑料[1]。與普通塑料相比，其具有質(zhì)輕、省料、能吸收沖擊載荷、比強度等優(yōu)點外，還具有優(yōu)異的機械和物理性能，如較高的沖擊強度和韌性，良好的隔音性能，很低的導電系數(shù)和導熱系數(shù)等。常用的微孔塑料成型的主要方法有三種：間歇式成型、連續(xù)擠出成型和注射發(fā)泡成型。由于連續(xù)擠出法生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，能夠滿足微孔塑料工業(yè)化生產(chǎn)的需要。以超臨界CO2（即溫度和壓力均在其臨界點Tc=31.1℃，Pc=7.3Mpa之上的CO2流體）為發(fā)泡劑，進行微孔塑料擠出發(fā)泡成型是目前國內(nèi)外最常用的成型方法，其包括如下幾個具體步驟[2-6]：（1）聚合物/氣體均相體系；（2）均相氣泡核的形成；（3）極小部分氣泡核的生長；（4）均相氣泡核自由長大；（5）氣泡長大并相互擠壓；（6）氣泡繼續(xù)長大為密排的六方結構。二、建立氣泡核自由長大階段的數(shù)學模型泡孔成核后，內(nèi)部的壓力立即與飽和壓力相同。因此如果聚合物基體很柔軟能發(fā)生粘彈性-塑料變形，泡孔將試圖。假定泡孔的擴張一直繼續(xù)到內(nèi)部壓力等于表面力和粘彈性空壁平衡時所需壓力時，可以計算最終泡孔尺寸。同時，假定氣體擴散速率很低，且在泡孔生長期間，沒有氣體從塑料制品中擴散出去，即如有N個泡孔成核，則最終制品有N個泡孔。本文選用如下球形模型為描述氣泡長大的物理模型，如圖-1所示。其中R（t）—氣泡半徑；S(t)—球半徑；r—徑向坐標。為了建立表征微觀細胞長大過程的數(shù)學模型，簡化計算公式，對球形模型作如下假設：①聚合物熔體不可壓縮；②氣泡和壁殼體在整個長大過程中是球心固定的同心球；③氣泡內(nèi)的氣體為理想氣體；④等溫；⑤忽略球形模型同周圍環(huán)境的質(zhì)量交換；⑥泡核與泡核間的氣體不互串、不擴散；⑦忽略慣性和重力的影響。利用Dewitt本構、守恒定律和理想氣體狀態(tài)方程可得如下氣泡核自由長大階段的控制方程組：τ+λ+ =-4η（1）P--P-3dr=0（2）PR=PR（3）式中，P-氣泡核的初始壓力；R0-氣泡的初始半徑；&-氣泡半徑增長率；P-氣泡內(nèi)氣體壓力；σ-熔體的表面張力；P-周圍熔體對球形模型的壓力；τrr-剪切應力張量；λ-松弛時間；η0-零剪切粘度。采用隨體坐標變換x=r3-R(t)3將方程組簡化，然后進行離散將方程組化為代數(shù)方程組，根據(jù)初始條件和邊值條件，用Matlab語言編程上機數(shù)值模擬，得到離散解，再進一步應用插值方法便可從離散解得到整個區(qū)域（0.1秒）上的近似解。其數(shù)值模擬結果如論結果如圖-1至圖-3：其中（圖-1）中的參數(shù)：含氣2%曲線參數(shù)：模口溫度110℃，成型初始壓力Ps=4Mpa，Mmol=44×10-3kg/mol，Rmol=8.3143J/mol.k，σ=0.0278N/m，η0=4×103N?s/m2，λ=0.9s，τrr,0=3.2×103N/m2，ρP=920kg/m3，T=383.16K,n=4.2×1013個/m3,k0=4.2455×10-15m3,R0=11.29×10-6m,Pg0=4.0049×106Pa，Pf0=3.9955×106Pa含氣4%曲線參數(shù)：Ps=4.5Mpa,n=2.5×1014個/m3，K0=5.9110×10-16m3,R0=7.139×10-6m,Pg0=4.5078×106Pa,Pf0=4.4959×106Pa,其它同含氣2%。含氣6%的曲線參數(shù)：Ps=5Mpa,n=8.8×1014個/m3，K0=1.4674×10-16m3,R0=4.994×10-6m,Pg0=5.0111×106Pa,Pf0=4.9974×106Pa,其它同含氣2%。含氣8%的曲線參數(shù)：Ps=6Mpa,n=2.3×1014個/m3，K0=5.2897×10-16m3,R0=3.706×10-6m,Pg0=6.0150×106Pa,Pf0=5.9976×106Pa,其它同含氣2%。（圖-2）中參數(shù)：成核數(shù)8.8×108個/cm3曲線，即（圖-1）中含氣6%曲線。成核數(shù)2×109個/cm3曲線：K0=6.4579×10-17m3,R0=3.798×10-6m,Pg0=5.0146×106Pa,Pf0=4.9974×106Pa。（圖-3）中參數(shù)：成型初始壓力5MPa曲線：即（圖-1）中含氣6%曲線。成型初始壓力10MPa曲線：K0=6.4579×10-17m3,R0=3.798×10-6m,Pg0=5.0146×106Pa,Pf0=4.9974×106Pa。三、實驗研究    以PS（牌號：Grade 1160；商標：LAC－QRENE；批號：850308118；固體密度：0.92g/cm3；阿托菲納（三水）聚苯乙烯有限公司生產(chǎn)）和超臨界CO2為原料，在Φ45且L/D=42的單螺桿擠出機上進行實驗。其結果如圖-4至圖-9。四、結果討論     在其他加工成型條件不變的情況下，當注入到擠出機筒中的超臨界CO2含量增加時，制品的氣泡平均半徑將依次減少。根據(jù)經(jīng)典成核理論，可以認為聚合物中CO2含量增加，將提高氣泡成核所需的熱力學不穩(wěn)定程度，從而增加氣泡的數(shù)目，減少泡孔的平均半徑。    但當注入到擠出機機筒中的超臨界CO2含量過高（超過其溶解度），CO2已經(jīng)不能溶解在聚合物熔體中，而是以高速氣流的形式從機頭噴射出去聚合物熔體反而堵塞在機筒中，制品質(zhì)量就下降。 作者： 伍海尉 趙良知