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分析聚丙烯/玻璃微珠复合材料挤出胀大的定量模型

王克俭  孙重晓  
【摘要】:粒子填充聚合物在工程上应用越来越多,掌握其加工性能非常重要。出口胀大是非牛顿流体力学和高分子流变学的研究热点之一,基于流体本征性能来很好定量预测挤出胀大行为是长期的挑战性课题。本文在,赵晶等建立的缠结聚合物挤出胀大理论的基础上,考虑填充复合材料是粒子分布于分子缠结网络的特点(解缠-再缠结转变、再线团-解线团转变的双重分子动力学),改进而发展了描述填充复合材料在长毛细管的挤出胀大行为的模型。与原模型一致,应用于复合材料时可以写成应力、应变和毛细管长径比的多种形式。针对文献中聚丙烯/玻璃微珠体系,发现理论预测结果与实验数据吻合得很好,说明模型具有一定的合理性。挤出胀大比是材料参数、毛细管长径比和剪切速率或剪切应力的函数。数据分析发现,所建立的原模型不能描述纯低密度聚乙烯的短毛细管的挤出胀大,这是因为此时入口效应非常重要,入口时分子链拉伸取向没有充分松弛,而原模型是假设入口效应可以忽略的。通过应用其他简单的表达式能够解决这个问题,这些表达式与原模型是协调的。当然,该研究还需要通过各种工况下更多聚合物复合材料的行为分析来检验和完善。

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