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超临界流体微孔注射成型中均相溶液黏度模型的研究

作　者: 郭星
导　师: 李海梅
学　校: 郑州大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 超临界流体流变性能数值模拟微孔注塑黏度模型
分类号: TQ320.662
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

微孔塑料由于在制品和工艺方面的优越性,得到了世界研究人员的关注聚合物熔体/超临界流体均相溶液的流变性能对微孔注塑成型工艺的设置和制品质量影响很大,一直是微孔注塑成型研究中的重点。本文主要研究了加入超临界流体后聚合物熔体的黏度变化情况。通过对实验数据的分析研究了温度,剪切速率对黏度的影响。对模拟软件微孔成型分析模块所使用的模型进行分析验证,确定自定义材料分析时所用的黏度模型。利用实验数据修正Cross-WLF黏度模型的参数,并比较了修正的Cross-WLF模型和Cross-WLF模型在描述聚合物熔体/超临界流体均相溶液黏度变化方面的优缺点。最后分别模拟分析了不同模具温度,熔体温度和注射速率下薄板制品的微孔发泡过程。通过比较分析得出这三个因素对制品成型质量的影响。完成的工作主要如下：首先,对现有的注塑成型模拟软件的传统注塑成型分析模块、微孔注塑成型分析模块所用的数学模型进行分析,确定每个分析模块所采用的黏度模型。通过数值分析结果发现：微孔注塑成型模拟软件(Moldflow mucell模块)用的是修正的Cross-WLF黏度模型(模型2),虽能描述超临界流体/聚合物熔体均相溶液的黏度,但无法反映温度和剪切速率对流变性能的影响；对于自定义材料性能的聚合物进行微孔注塑成型模拟,发现自定义材料的黏度模型与传统的实心注塑成型相同,无法表征SCF对黏度的影响。第二,在实验结果的基础上,完善了基于模具型腔内黏度变化的黏度修正模型(模型1),该模型可准确描述温度和剪切速率对黏度的影响,并比较了模型2与模型1的异同。第三,分别使用两种模型进行模拟分析,并对比分析气泡的尺寸,以及模具温度对气泡尺寸的影响。通过和实验数据的比较得出基于两种模型的分析结果的优劣。最后分别模拟分析不同模具温度,熔体温度和填充速率下薄板制品的微孔发泡过程。比较分析了这三个参数变化对成型质量的影响,并分析了引起这种变化的原因。

超临界流体微孔注射成型中均相溶液黏度模型的研究

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