剪切条件下聚苯乙烯/超临界CO 2 均相体流变特性的研究

发布时间：2024-05-22 02:31

　　超临界流体发泡连续挤出成型工艺是目前工业化生产微孔塑料的主要方式,而超临界二氧化碳(Supercritical Carbon Dioxide,ScCO2)得益于优异的溶解、扩散性能和成本优势,成为微孔塑料成型中理想的发泡剂。聚合物/ScCO2均相体的形成是微孔塑料成型的关键,其形成快慢关系到后续的气泡成核、生长以及定型。温度、压力、超临界流体质量分数以及挤出机螺杆转速等工艺条件会影响到聚合物/ScCO2均相体的流变特性,而均相体的流变特性则会直接影响泡孔成核及其生长过程,进而影响最终制品的泡孔尺寸和密度。为明确不同的工艺参数对聚合物/ScCO2均相体流变性能的影响,并为实际加工工艺过程的制定提供指导意见,以聚苯乙烯(PS)/ScCO2为研究对象从理论预测和实验探究两方面进行研究:(1)搭建测量PS/ScCO2均相体剪切黏度的实验装置,利用该装置进行不同温度、不同压力、不同剪切速率及不同CO2含量时的黏度测量,分析不同温度、压力、剪切速率以及CO2质量分数等条件对PS/ScCO2均相体流变特性的影响规律,并从机理上进行分析。(2)利用Carreau模型和Cross-Carreau模型对实...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 不同工艺条件对聚合物流变性能影响的实验研究
        1.2.2 聚合物熔体黏度的理论研究
        1.2.3 聚合物/ScCO₂均相体流变性能的实验研究
        1.2.4 ScCO₂在聚合物中溶解度的测量研究
    1.3 课题研究内容
第二章 PS/ScCO₂均相体流变特性的实验研究
    2.1 实验装置
        2.1.1 实验装置的介绍
        2.1.2 实验装置的工作原理
        2.1.3 CO₂质量分数的计算
        2.1.4 锥形混合元件的工作原理与均相体黏度的计算
    2.2 实验过程
        2.2.1 实验安排
        2.2.2 实验原料
        2.2.3 实验步骤
    2.3 实验结果与分析
        2.3.1 CO₂质量分数对PS/ScCO₂均相体流变性能的影响
        2.3.2 压力对PS/ScCO₂均相体流变性能的影响
        2.3.3 温度对PS/ScCO₂均相体流变性能的影响
        2.3.4 剪切速率对PS/ScCO₂均相体流变性能的影响
    2.4 本章小结
第三章 PS/ScCO₂均相体黏度预测模型
    3.1 黏度模型
        3.1.1 幂律模型
        3.1.2 Carreau模型
        3.1.3 Cross-Williamson模型
        3.1.4 Cross-Carreau模型
        3.1.5 Ellis模型
        3.1.6 Bingham流体
        3.1.7 其他模型
        3.1.8 模型初步选择
    3.2 模型的选择分析
        3.2.1 Carreau模型的参数确定
        3.2.2 Carreau模型的预测结果
        3.2.3 Carreau模型的误差分析
        3.2.4 Cross-Carreau模型的参数确定
        3.2.5 Cross-Carreau模型的预测结果
        3.2.6 Cross-Carreau模型的误差分析
    3.3 模型评价与确定
    3.4 本章小结
第四章 PS/ScCO₂均相体流变性能的理论预测分析
    4.1 压力对均相体流变性能的预测分析
    4.2 温度对均相体流变性能的预测分析
    4.3 剪切速率对均相体流变性能的预测分析
    4.4 CO₂质量分数对均相体流变性能的预测分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3980265