微孔塑料连续挤出的机理研究及装备

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1、四川大学硕士学位论文微孔塑料连续挤出的机理研究及装备材料加工工程研究生：陈怡指导教师：刘廷华，申开智教授微孔发泡塑料(microcellularfoam，简称MCF)是指一种泡孔直径在0．1～lOp．m，泡孔密度在109～1015个／cm3左右的新型泡沫材料。以其独特的微孔形态和优异的性能，受到了广泛的关注。超临界C02(SupercriticalCarbondioxide，简称sC．C02)由于其传质系数高，可实现微孔塑料所需的很高的成核速率等优点，而取代传统的发泡剂，用于微孔塑料的挤出发泡。本论文采用se．C02作为物理发泡剂

2、，SC．，C02与聚合物熔体在双螺杆挤出机的强烈混合作用下形成气体／聚合物均相体系，均相体系通过齿轮熔体泵的增压作用产生很大的压力，流出熔体泵之后的体系压力瞬间释放，产生很大的压力降及压力降速率，从而造成体系极大的热力学不稳定性。在自行设计的发泡机头中，该热力学不稳定性引发气泡成核，泡孔长大并定型。本文基于分子动力学和分子热运动的理论，从宏观热力学和微观分子运动论的角度阐述了气泡成核及长大的过程，分析了成核与长大竞争的机理，为探讨微孔挤出发泡工艺技术条件提供了理论指导。通过制定的微孔发泡工艺流程、过程参数和实验装置，研究了螺杆组合

3、、螺杆转速、C02进气量及熔体和口模的温度对微孔塑料形态、尺寸和结构的影响。关键词：MCF挤出成型sc．C02成核动力学竞争机理发泡机头快速释压微孔塑料连续挤出的机理研究及装备StudyonTheoryandEquipmentforExtrusionMicrocellularFoamingFormationPolymerProcessingEngineeringPostgraduate：YiChenSupervisor：Prof．TinghuaLiu&KaizhiShenMierocellularfoams(MCF)，typica

4、llydefinedasfoamedplasticswithacellsizebetween0．1。10umandacelldensitybetween109-10”cells／era3，havearousedtremendousresearchinterestbecauseoftheiruniquepropertiesandoutstandingperformance．SupercriticalCarbondioxide(SC—COD，asapossiblereplacementoftraditionalphysicalfoam

5、ingagents，havehighdiffusivityinpolymermeltsandcangethighnucleationrate．Inthisresearch，SC·C02wasaddedtoatwin-screwextruderasphysicalfoamingagenttogetpolymer／gassolution．Micro·cellnucleationhasbeensuccessfullypromotedusingagearpumpwherethermodynamicinstabilityisinducedb

6、yarapidpressuredropinthisflowingpolymer／gassolution．Thearticlebasedonthemoleculesthermomotionanddynamics，theprocessofnucleationandcellgrowthwasillustratedindetailfrombothmacroscopicallythermo-chemistryandmicrocosmicmoleculesdynamics．Thecompetitiontheoryandmechanismwas

7、analyzedtosupplytheextrusionfoamingformation．Theauthordesignedandmadeupatechnicalprocessingchart，operationparametercontrolandexperimentalsetup．Theeffectsofthescrewelements。screwrotationrate，gasamountandthetemperatureofthemeltandthedieonthefoamconfigurationwerethorough

8、lystudied．KeyWords：MCF．ExtrusionFormation，SC-C02，NucleationTheory,Competitiontheory,foaminghead，RapidpressuredropⅡ四川大学硕士学位论文