王明
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沈佳斌
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杜芹
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许双喜
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李姜
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陈光顺
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郭少云
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.06.007
用自行设计的微纳多层共挤出体系制备了三元乙丙橡胶/聚苯乙烯(EPDM/PS)交替多层复合材料.偏光显微镜和扫描电镜分析表明,所制备的复合材料具有规则层状交替结构.与同组分的一般共混样品相比,64层EPDM/PS交替复合材料表现出不同的拉伸断裂行为:初期的PS断裂行为和后期的EPDM拉伸行为.EPDM和PS层保持了较好的连续性,且EPDM层阻止了PS层裂纹向相邻PS层的发展,使64层样品与同组分的一般共混样品相比具有较高的拉伸强度和杨氏模量.讨论了在PS相中加入相容剂苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)对64层EPDM/PS交替复合材料力学性能的影响,发现SEBS的加入提高了PS相的韧性,并且改善了EPDM层与PS层界面的相互作用.
关键词:
复合材料
,
聚苯乙烯
,
三元乙丙橡胶
,
相容剂
,
微纳多层
,
共挤出
,
力学性能
张敏
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黄传真
,
孙胜
,
贾玉玺
,
梁天将
高分子材料科学与工程
建立了两种聚合物熔体流经矩形流道共挤出的三维数值计算模型，采用有限元方法数值模拟了共挤出成型过程及胀大过程，得到了速度场、压力场、应力场，并利用数值计算方法得到了共挤出流动过程的可恢复弹性形变场，分析了挤出胀大率以及可恢复弹性形变的变化过程。结果表明，在共挤出流动的胀大段，共挤出界面的形状和位置发生了改变；经矩形流道共挤出得到的挤出胀大末端截面形状为不对称的鼓形；在共挤出界面附近可恢复弹性形变值存在极值，运用数值方法计算可恢复弹性形变可以对流动过程中可能存在的缺陷进行预测。
关键词:
聚合物
,
共挤出
,
挤出胀大
,
可恢复弹性形变
,
有限元方法
张敏
,
黄传真
,
贾玉玺
高分子材料科学与工程
建立了气辅条件下两种聚合物在矩形流道中共挤出流动的三维非等温数值分析模型。用粘弹性流体模型（PTT模型）描述熔融聚合物的特性,Arrhenius方程表示流动对温度的依赖性,并且考虑聚合物相对于流道壁面的滑移以及不相容聚合物熔体间滑移的边界条件。用有限元方法数值模拟了聚合物成型过程,将计算结果与普通共挤出成型流动进行了对比分析。结果表明,气垫层的加入,将使聚合物熔体的压力降减低20%～40%;使流道出口处的速度场分布均匀,速度场的最大值下降约50%;气垫区聚合物的自由流动还将对共挤出界面的形状和位置有一定的影响。
关键词:
粘弹性流体
,
共挤出
,
气辅成型
,
有限元模拟
张敏
,
孙胜
,
贾玉玺
高分子材料科学与工程
以HDPE/LDPE共挤出型材为例,用有限元方法对非牛顿流体在共挤出流道内的等温流动进行了二维数值模拟.分析了模具流道收敛角、入口体积流量以及模具结构形状对流道内压力场、速度场以及界面偏移的影响.结果表明:当流道收敛角在0°＜α＜90°区间变化时,角度的大小对熔体界面影响不大;但当流道收敛角为90°时,共挤出区开始段出现流动死角.流道入口平流区可以使流道内的压力场均匀,有降低流道压力降的作用.HDPE/LDPE两种聚合物熔体共挤出时,其入口流率比对界面位置的影响很大.
关键词:
共挤出
,
数值模拟
,
非牛顿流体
,
聚合物
张敏
,
孙胜
,
贾玉玺
,
赵国群
高分子材料科学与工程
采用有限元方法模拟了非牛顿流体在共挤出过程中的挤出胀大现象,分析了模具流道收敛角、模具内壁的表面质量以及平直段长度对共挤出聚合物挤出胀大的影响.结果表明:当流道收敛角α在0°～30°区间变化时,角度的大小对两种熔体的挤出胀大率均有一定的影响;当30°≤α≤90°时,角度的变化对熔体挤出胀大率几乎没有影响.模具内壁的表面质量对挤出胀大率影响较大,改善模具壁面质量可以有效地减小挤出胀大率.适当增加流道出口平直段长度可以显著减小挤出胀大率.
关键词:
挤出胀大
,
数值模拟
,
共挤出
,
非牛顿流体
,
聚合物
喻琴
,
万芬
,
高万里
,
李姜
,
郭少云
高分子材料科学与工程
利用共挤出设备,制备了导电层（石墨填充聚丙烯PPGr）和绝缘层（聚丙烯PP）叠合的层状复合物,同时制备了PPGr普通共混物。比较了层状材料与普通共混材料在结构形态、电学性能、力学性能和电磁屏蔽性能方面的差异。研究发现,普通共混物电阻率为2.04×103Ω.cm时,在低频区（500 MHz－2 GHz）和中间频段区（2 GHz－18 GHz）内的最大屏蔽值都为34dB,而层状材料电阻率为2.79×105Ω.cm时,在上述频率区间的屏蔽效果分别达到49dB和56dB。力学性能测试表明层状材料的断裂伸长率和拉伸强度也优于普通共混材料。文中提出了层状复合物中电磁波的内部多重反射机理来解释这一实验现象。
关键词:
聚丙烯
,
石墨
,
共挤出
,
电磁屏蔽复合材料
王建峰
,
张先龙
,
吴宏
,
郭少云
高分子材料科学与工程
通过微纳层状共挤出技术制备了聚丙烯(PP)和PP/POE交替多层共混物.通过扫描电镜、差示扫描量热分析、动态力学分析以及力学性能测试对比研究了交替多层共混物和PP/POE普通共混物的结构与力学性能的关系.结果表明,与舍有相同乙烯-辛烯共聚物(POE)含量的普通共混物相比,交替多层共混物的低温冲击强度(-40℃)、弯曲强度和弯曲模量都得到了明显的提升.由于在交替多层结构中刚性的PP层和韧性的PP/POE层能够相互支撑,使得材料获得了优异的综合性能.
关键词:
聚丙烯
,
共挤出
,
低温韧性
,
交替多层结构
,
结构-性能关系
张敏
,
黄传真
,
孙胜
,
贾玉玺
高分子材料科学与工程
建立了两种聚合物熔体在圆柱形流道中共挤出流动的三维数值计算模型,采用有限元方法数值模拟了复合棒材(LDPE/PS)的共挤出成形过程,并对共挤出界面的形状、入口与出口的速度、流动过程的压力降以及入口流量对界面的影响等进行了分析.结果表明,在对接棒材的共挤出过程中,当入口流量相同时,共挤出界面偏向低黏度熔体一侧;入口流量较小的变化即引起共挤出界面的形状与位置较大的变动,在对接棒材的成形过程中为获得稳定的流动,须严格控制入口流量的变化.最后将数值计算得到的界面与实验结果进行了对比,表明数值计算的结果与实验结果是一致的.
关键词:
广义牛顿流体
,
共挤出
,
有限元模拟
,
复合型材
