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Indexed by:期刊论文

Date of Publication:2012-08-20

Journal:机械工程学报

Included Journals:EI、PKU、ISTIC、CSCD、Scopus

Volume:48

Issue:16

Page Number:21-29

ISSN No.:0577-6686

Key Words:聚合物熔体;入口修正;微通道;剪切黏度;黏度模型

Abstract:研究微尺度效应下聚合物熔体黏度时,发现不同入口修正方法获得的剪切黏度随特征尺寸变化的规律不同,这对于聚合物微成型理论和技术尤为重要.采用直径分别为1 000μm、500μm、350μm的毛细管口模,在相同试验条件下分别用零口模法和Bagley法两种入口修正方法,研究高密度聚乙烯(High density polyethylene,HDPE)、短链支化的聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚甲基丙烯酸甲脂(Polymethylmethacrylate,PMMA)和聚苯乙烯(Polystyrene,PS)四种材料的剪切黏度变化规律.结果发现,两种方法获得的PMMA和PS黏度随口模直径变化的规律相反,指出传统入口修正方法在测量微尺度黏度时存在局限.基于入口收敛流动特征,提出一种考虑微尺度效应下压力影响的测量方法,并用该方法给出四种材料剪切黏度随口模直径变化的真实规律.试验剪切速度范围内,四种材料剪切黏度均随口模直径的减小而减小,平均变化幅度为9.9％～38.3％,并从分子结构角度揭示四种材料黏度变化程度不同的机理.基于黏度变化规律,采用唯象性方法建立适用于宏一微观尺度下的黏度模型.试验结果表明该模型的理论预测结果与试验结果平均误差小于3.7％,验证了模型的正确性和有效性.