学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

塑料薄膜内微通道成型的压力调控及数值模拟

作　者: 曹佳培
导　师: 许忠斌
学　校: 浙江大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 微通道塑料薄膜挤出微通道成型空隙率数值模拟机理
分类号: TQ320.721
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 8次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

设计和搭建了微通道塑料薄膜挤出成型装置和注射气体供应装置。开展了注射气体压力调节控制塑料薄膜内的微通道成型的实验研究。分别对单孔微通道塑料薄膜和28孔微通道塑料薄膜进行了系统实验,并进行了相应的数值模拟。实验研究发现,调节注射气体压力是一种控制塑料薄膜内微通道尺寸和微通道薄膜空隙度的有效而简便的方法。微通道成型过程中塑料熔体挤出对外界气体有一定的抽吸作用。实验研究得到了单孔和28孔微通道薄膜的微通道尺寸与注射气体压力的关系,并且建立了预测28微通道尺寸和薄膜空隙度的经验公式。采用Polyflow(?)对单孔和28孔的微通道塑料薄膜加工过程进行了数值模拟,结果证实了注射气体压力对微通道成型的影响,显示了实验难以观察到的微通道挤出成型过程中的变形过程,分析其与聚合物的挤出胀大现象相关。数值模拟结果的微通道尺寸误差随着注射气体压力的增大而增大,速率分布的结果不够准确,但有一定的参考价值。基于实验和数值模拟结果,对不同注射气体压力条件下微通道成型过程中出现的一些现象进行了机理分析。由于尺度效应和挤出机头的结构设计,外界气体只能由机头内注射针头进入。微通道抽吸力是由于塑料熔体的聚合物熔体本身的结构刚度的作用的结果,熔体内气体压力与熔体结构刚度之间力的平衡实现了微通道的稳定挤出成型。重点分析了28孔微通道塑料薄膜的平均水力直径和空隙度随着注射气体压力指数增长及微通道尺寸增长速率不一致现象的原因。研究注射气体压力调控微通道塑料薄膜内的微通道结构,为微通道塑料薄膜的制造及应用奠定了基础。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-10
1 绪论  10-18
  1.1 多微通道结构材料  10
  1.2 塑料加工方法  10-11
  1.3 微通道塑料薄膜研究背景  11-16
    1.3.1 微通道塑料薄膜简介  11-13
    1.3.2 微通道塑料薄膜研究进展  13-15
    1.3.3 微通道塑料薄膜应用的研究进展  15-16
  1.4 课题的提出及主要研究内容  16-18
2 塑料薄膜内微通道成型的压力调控实验  18-30
  2.1 实验装置  18-27
    2.1.1 简介  18
    2.1.2 注射气体供应装置  18-20
    2.1.3 微通道塑料薄膜挤出机头模具  20-24
    2.1.4 数据采集系统  24-27
  2.2 实验步骤  27-28
  2.3 微通道塑料薄膜测量  28-30
3 数值模拟  30-34
  3.1 流体动力学基本控制方程  31
  3.2 基本假设  31
  3.3 本构方程  31-32
  3.4 几何模型和边界条件  32-34
4 实验和数值模拟结果及讨论  34-46
  4.1 单孔微通道塑料薄膜  34-38
  4.2 28孔微通道塑料薄膜  38-42
  4.3 机理分析  42-46
    4.3.1 注射气体压力小于等于外界大气压时气体抽吸机理  42-43
    4.3.2 注射气体压力大于外界大气压下微通道成型机理  43-46
5 结论和展望  46-48
  5.1 结论  46
  5.2 展望  46-48
参考文献  48-52
攻读硕士期间发表及录用的学术论文  52-53
作者简介  53

塑料薄膜内微通道成型的压力调控及数值模拟

内容摘要

全文目录

相似论文