聚合物/二氧化碳体系的动态相演变与结晶行为研究

发布时间：2022-01-05 15:23

　　资源的加速消耗和环境的严重破坏已成让整个社会开始前所未有的关注节能减排问题。对于以消耗石油和白色污染为代价的聚合物材加工行业,实现节能减排已经迫在眉睫。然而,由于长链分子的高构象熵、强的分子间相互作用效应和分子间的拓扑缠结,聚合物材料的成形成性过程存在工艺窗口窄、流动行为复杂和产品缺陷多等问题。上述问题的解决可使聚合物材料的加工技术进一步降能降耗、节省原料和提高产品质量。二氧化碳是一种无毒、廉价、生物兼容和可调性强的流体,将二氧化碳引入到聚合物加工工艺中,可以实现对聚合物微观凝聚态演变的干预和介观结构形成的调控,从而提升聚合物产品力学性能和服役性能。这种优势引起传统聚合物加工行业的高度重视,开发了包括聚合物发泡注塑工艺在内的多种二氧化碳辅助的聚合物成形工艺。此外,这种优势还吸引了众多科研工作者开展聚合物/二氧化碳体系的相关研究,探讨其在组织工程、药物输运、电磁屏蔽、超级隔热、吸声、吸油等领域中的应用潜力。目前,人们围绕聚合物/二氧化碳的二元体系,在聚合物流场中气体相的形态演变和聚合物在高压二氧化碳环境中的凝聚态演变等方面开展了许多研究工作。然而,仍存在诸多关键问题亟待研究和解决。气泡在... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：317 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－２聚合物发泡注塑成形系统示意图，１－注塑机，２－超临界流体发生装置，３－超临界流体??３??

Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?ｔｈｅ?ｄｕａｌ－ｓｔａｇｅ?ｄｕａｌ－ｍｏｄｅ?ｂｕｂｂｌｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｐｏｌｙｍｅｒ??ｆｏａｍｉｎｇ?ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ?ｍｏｌｄｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??为消除聚合物发泡注塑产品表面缺陷，迫切需要探明微小气泡形态演变规律、??掌握塑件表面各种缺陷形成机理。目前，关于表面螺旋纹、银纹等形貌的形成机??理己有多种假说，Ｃｈａ和ＹｏｃｍＰＨ人为螺旋纹是因聚合物熔体在模具表面冷却固??化过程中气体无法溢出而形成的。Ｐｉｅｒｉｃｋ等认为表面银纹是聚合物与模具型??腔表面之间的气泡受到拖拽作用形成的。Ａｎｄｒｅａｓ等［２１１的研究表明，突然的压力??降可使得聚合物在进入模具型腔时，熔体流动前沿内部过早发泡，这些气泡随泉??涌流场移动到聚合物熔体与模具表面之间，最终在塑件表面形成螺旋纹和银纹。??Ｃｈｅｎ等Ｐ，２３１也认为，制件表面银纹是气泡被泉涌流场运送到聚合物表面而形成??的。由上述研究可知，制件表面螺旋纹、银纹等缺陷的形成与聚合物发泡注塑充??填过程中的流场息息相关。然而，上述假说均未从理论上揭示球形气泡在聚合物??７??

化判据不同的两种排气边界条件。其一是型腔侧面的边界条件，另一个是型腔充??填末端的边界条件。??图２－１给出了注塑充填过程的２Ｄ和３Ｄ模型的边界示意图，其中，２Ｄ模型??中的ＣＤ线和３Ｄ模型中的ｅｆｇｈ面为入口边界，其边界条件记为／＾ｅｔ；?２Ｄ模型??中的ＡＣ和ＢＤ线以及３Ｄ模型中的ａｄｅｈ和ｂｃｆｇ面为型腔壁面边界，其边界条??件记为厂＾？；?３Ｄ模型中的ａｂｈｇ和ｃｄｅｆ面为型腔侧壁面边界，其边界条件记为??厂２Ｄ模型中的ＡＢ线和３Ｄ模型中的ａｂｅｄ面为型腔末端加强排气边界，??其边界条件记为／；ｅ？ｔ；２Ｄ模型中的ＡＢＣＤ面为空白边界，其边界条件记为厂ｅｍｐｔｙ。??其中，厂为无滑移边界条件，为实现模具排气功能的混合型边界??条件。表２－丨给出了本章建立的聚合物发泡注塑充填过程多相流数学模型的完整??边界条件，其具体边界条件施加方法如下：??（ａ）??ｃ??（ｂ）??图２－丨注塑充填过程２Ｄ、３Ｄ模型的边界示意图。（ａ）?２Ｄ模型

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3570592