南昌大学科技成果——聚合物气体辅助挤出成型工艺及装置
聚合物反应挤出技术及其应用研究进展
聚合物反应挤出技术及其应用研究进展何明;尹国强【摘要】The general principle, advantages, and disadvantages of polymer reactive extrusion technique （REX） briefly introduced. controlled degrada The latest applications progress of REX in bulk polymerization, grafting, blending modification tion were discussed. were , and%聚合物反应挤出技术是一门将聚合反应与挤出成型结合在一起的新兴工艺，简述了聚合物反应挤出技术的原理及特点，综述了聚合物反应挤出技术在本体聚合、接枝反应、反应共混、以及可控降解等方面的应用研究新进展。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2012(040)014【总页数】3页(P8-10)【关键词】聚合物;反应挤出;接枝;共混【作者】何明;尹国强【作者单位】仲恺农业工程学院绿色化工研究所,广东广州510225;仲恺农业工程学院绿色化工研究所,广东广州510225【正文语种】中文【中图分类】TQ320.66传统上聚合物制品的生产需要经过聚合反应与加工成型两个相互独立的过程，这导致了聚合物制品生产工艺流程长、能耗高、浪费大，环境污染严重，从而增加了制造成本［1］。
随着数控技术与计算机模拟技术的高速发展，以及人们对化学热力学、化学动力学、聚合物流变学等学科研究的不断加深，将聚合反应和加工过程有机结合的聚合物反应加工技术引起来研究者的广泛关注。
反应加工技术作为一门新兴工艺，它的出现丰富了聚合物生产工艺，成为高分子科学发展的必然。
聚合物反应加工技术主要包括反应挤出(REX)和反应注射(RIM)两种工艺，目前国内外研究与开发的热点集中在反应挤出领域［2－4］。
南昌大学科技成果——薄壁注塑制品成型过程CAD、CAE技术集成
南昌大学科技成果——薄壁注塑制品成型过程CAD/CAE技术集成项目研究内容该项目通过对注塑成型CAD/CAE技术的研究，建立了进行“薄壁注塑制品成型过程CAD/CAE技术集成”研究的数学模型，提出了多型腔复杂注塑制品成型CAD/CAE集成的模具工程设计与分析的关键技术和实现方法，研究开发了从CAD/CAE集成设计与分析到物理试验一整套系统方法，取得了与实际产品成型过程一致的技术研究成果，所研究开发的基于特征参数化的CAD建模方法和有限元建模CAE 分析的集成技术在工程产品制造中得到成功实现和应用。
具体包括：（1）多型腔、并具有复杂曲面特征的注塑模具CAD参数化特征设计技术研究；（2）面向Top-Down的注塑模具结构设计与装配；（3）薄壁注塑产品CAD实体模型数据信息转换技术；（4）多型腔注塑产品成型过程CAD/CAE集成分析技术；（5）计算机仿真及其产品成型生产试验。
技术特点（1）基于CAD平台，开发出了多型腔不对称复杂形状注塑产品CAD设计与总体结构装配的技术；（2）为注塑成型工艺过程提供合理、经济的工艺方案，提高产品一次试模的成功率，缩短产品的试制开发周期；（3）提高了多型腔、并具有复杂曲面特征的注塑产品成型分析的精度，能准确预测产品注塑成型缺陷，降低废品率和生产成本；（4）开发出了多型腔注塑制品成型CAD设计的产品几何特征及其拓扑关系与复杂曲面类注塑制品成型CAE集成分析的关键技术和实现方法；（5）为模具数字化设计与制造提供了实用技术，确保注塑件成型质量。
市场预测本项目技术成果能提高产品一次试模的成功率，达到了降低废品率和生产成本，缩短产品的试制开发周期的目的。
对准确预测产品注塑成型缺陷、提高注塑产品成型质量有重要实用价值。
本项目的成果在技术方法、研究手段、实现途径上比从底层做重复的研发有明显的技术优势和使用价值，使用的人力成本、投入的财力均较低。
该成果的获得将有利于提高对注塑制品成型质量的预测和控制，并产生可观的经济效益和社会效益，因而本项目的成果具有广阔的推广应用前景。
复杂壳体类塑料件气体辅助注射成型工艺参数优化研究
Ａｂ ｔ ａ ｔ： ｈ ｎ ｈ ｓｃ ｌ ｒ Ｖ ｏ ｔｃ ｂｎ ｔ ｓｕ ｅ ｓａ ｘ ｍｐ ｅ ａ ｄ Ｍ ｏ ｄ ｏ ２ ０ ｓ ｆ ｒ ｓｕ ｅ ｏ ｓｒ ｃ Ｔ ｅ２１ｉ ｃ ｅ ｏ ｏ Ｔ ｆ ｎ ａ ｉ ｅ ｓ ｄ ａ ｎ ｅ ａ ｌ ｎ ｌ ｆ ｗ ０１ ｏ ｔ ｒ ｉ ｌ ｗａ ｅｉ ｓ ｄ ｆ ｒＣＡＥ ｐ ａ ｆ ｒ ． ｌ ｔｏ ｍ
根 据 所 要 优 化 的 目标 ， 分 别对 其 建 立 分 目标 先
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第４ 卷， 期 ０ 第７
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中国 分 类 号 ： Ｑ３ ０６ Ｔ ２． ３ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ １３ ３ （０ ２０ ．０ ６０ １ ０ －５ ９２ １）７０ ３ ．５
Ｐ ｏ ｅｓ ａ ａ ｔｒ ｔ ｚ ｔ ｎｏ ｓａｓ ｔｄＩｊｃｉｎＭｏｄｎ ｆ ｏ ｌｘＳ ｅ ａｔ ｒ ｃ ｓ Ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ Ｏｐｉ ａｉ ｆ ｍｉ ｏ Ｇａ－ｓｉ ｅ ｅｔ ｌｉｇｏ ｍｐｅ ｈ ｌＰ ｒｓ ｓ ｎ ｏ Ｃ ｌ
南昌大学科技成果——环已基烷氧基硅烷的制备方法
南昌大学科技成果——环已基烷氧基硅烷的制备方法
技术内容和用途
本专利技术主要是合成环已基烷氧基硅烷，其中一个极其重要产品为甲基环已基二甲氧基硅烷，是一种重要的有机硅中间体，也是一种用途广泛的硅烷偶联剂。
它除可以有烷氧基硅烷偶联剂的一般特性，广泛用在涂料、橡胶、塑料、树脂和粘接剂等方面，在石油化工行业又是一种重要的电子型助剂，用来提高聚丙烯等浓度。
国内市场巨大。
国外市场依赖产品质量和价格优势，也有竞争力。
工艺流程及特点
利用环己烯与甲基二氯硅烷在催化剂作用下合成甲基环己基二氯硅烷，再与甲醇醇解，得到甲基环己基二氯硅烷再经精馏得到99.9%的纯品。
产品质量高于国内和日本的产品。
本技术特点在于：电子催化助剂采用空气。
空气流速与催化剂浓度有个最佳比例，反应为常压，反应温度较低，生产装置较普通（要求不高）。
投资要求有一个300-500m2的厂房、有水、电、气供应，有10个左右的熟悉化工操作和生产的员工。
年产几十吨，共需投资120万元，其中购置生产装置60-70万元，50-60万元流动资金。
推广应用情况已在本省和其它地区得到推广应用，并形成了产业化规模，产生较好的经济效益。
知识产权情况专利号：ZL01133686.2。
合作方式技术转让。
聚合物气体辅助挤出中气体流动对熔体截面的影响
聚合物气体辅助挤出中气体流动对熔体截面的影响黄益宾１,２㊀余㊀忠１㊀熊爱华３㊀章㊀凯１１．上饶师范学院江西省塑料制备成型重点实验室,上饶,３３４００１２．南密西西比大学聚合物与高性能材料系,哈蒂斯堡,３９４０１３．江西农业大学工学院,南昌,３３００３１摘要:将聚合物熔体和低速热空气均视作不可压流体,针对一聚苯乙烯(P S)片材的全气体辅助挤出,建立了描述其气体熔体两相分层流动的三维有限元模型,采用黏弹应力分离法(E V S S )和非协调流线迎风法(S U )等有限元方法,利用P o l y F l o w 求解器对气体辅助流道中气体和熔体流动进行了计算,分析了熔体截面变化的规律及原因.研究结果表明:气体辅助流道内,气体对熔体有拖曳作用;沿挤出方向,熔体速度逐渐增大,而截面积逐渐减小,都在口模出口面上达到极值,同时截面形状有微小改变;口模出口面上熔体沿挤出方向的速度随入口气体体积流率的增大而近似线性增大,熔体截面积则近似线性减小.关键词:气体辅助挤出;不可压缩流体;入口体积流率;有限元方法中图分类号:T Q ３２０．６６D O I :１０．３９６９/j．i s s n ．１００４ １３２X．２０１７．０７．０１９E f f e c t s o fG a s F l o wo n M e l t C r o s s S e c t i o n s i nP o l ym e rG a s Ｇa s s i s t e dE x t r u s i o n HU A N G Y i b i n １,２㊀Y UZ h o n g １㊀XI O N G A i h u a ３㊀Z H A N G K a i １１．J i a n g x iK e y L a b o r a t o r y o f P o l y m e rP r e p a r a t i o na n dP r o c e s s i n g ,S h a n gr a oN o r m a l U n i v e r s i t y ,S h a n g r a o ,J i a n gx i ,３３４００１２．S c h o o l o f P o l y m e r a n dH i g hP e r f o r m a n c eM a t e r i a l s ,U n i v e r s i t y of S o u t h e r n M i s s i s s i p p i ,H a t t i e s b u r g,M S ,３９４０１３．S c h o o l o fE n g i n e e r i n g ,J i a n g x iA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,N a n c h a n g,３３００３１A b s t r a c t :F o r t h e f u l l yg a s Ｇa s s i s t e de x t r u s i o no f a p o l y s t yr e n es h e e t ,a３Df i n i t ee l e m e n tm o d e l w h i c hd e s c r i b e dt h e g a s Ｇm e l ts t r a t i f i e df l o w w a se s t a b l i s h e d w i t ht h e p o l y m e r m e l ta n dl o w s p e e d h e a t e d a i r b o t hb e i n g c o n s i d e r e d a s i n c o m p r e s s i b l e f l u i d ．N u m e r i c a l c o m p u t a t i o n s o f t h e f l o w s i n g a s Ｇa s s i s t e d c h a n n e lw e r e p e r f o r m e db y P o l y F l o ws o l v e rw i t hs o m eF E M ss u c ha se l a s t i c Ｇv i s c o u s Ｇs pl i t Ｇs t r e s sm e t h o d (E V S S ),s t r e a m l i n e Ｇu pw i n d (S U )m e t h o de t c ．T h ee f f e c t l a w so f g a sf l o w o n m e l t c r o s s s e c t i o n sw e r e a n a l y z e d ．T h e r e s u l t s s h o wt h a t i n t h e g a s Ｇa s s i s t e dc h a n n e l s t h em e l t i s t o w e db yg a s l a y e r ．A l o n g t h e g a s Ｇa s s i s t e d c h a n n e l s ,t h em e l t v e l o c i t yi ne x t r u s i o nd i r e c t i o n i n c r e a s e s ,a n d t h e m e l t s e c t i o n a l a r e a d e c r e a s e s ,b o t hw i t h f l o wd i s t a n c e a n d g r a d u a l l yr e a c h a n e x t r e m e v a l u e a t d i e e x i t ．O n t h e o u t l e t p l a n e ,t h em e l t v e l o c i t yi n e x t r u s i o nd i r e c t i o n i n c r e a s e s ,a n d t h em e l t s e c t i o n a l a r e a d e Ｇc r e a s e s ,b o t hw i t h g a s v o l u m e i n f l o wr a t e a n d i na na p p r o x i m a t e l y l i n e a rw a y．K e y wo r d s :g a s Ｇa s s i s t e d e x t r u s i o n ;i n c o m p r e s s i b l e f l u i d ;i n f l o wv o l u m e r a t e ;f i n i t e e l e m e n tm e t h Ｇo d (F E M )收稿日期:２０１６０５２０基金项目:江西省青年科学基金资助项目(２０１２２B A B ２１６０１２);国家留学基金资助项目(２０１３０８３６０１７１);江西省２０１５年度百人远航工程资助项目(２０１５１４１)０㊀引言气体辅助(简称 气辅 )挤出是一种新型挤出成形技术,基于完全滑移无黏着的挤出机理,气体辅助挤出能极大地改善传统挤出中存在的挤出胀大等问题.近年来,国内学者对气辅挤出中聚合物熔体的流动开展了较多研究[１Ｇ３],但这些研究大都侧重熔体流动,而较少考虑气体层对熔体的影响,在数值研究中更是用完全滑移的边界条件代替气体层的作用,这使得研究结果并不能真实地反映流道内熔体的流动及截面变化情况.黄兴元等[４]在塑料棒材的气辅挤出实验中发现在气体流率较小情况下,棒材直径会随气体流率增大而减小.本文第一作者[５]在矩形截面塑料型材的气辅共挤实验中也发现熔体截面积减小的现象.由于上述实验中气辅口模开口均垂直地面朝下,且熔体受重力拉伸作用亦会导致截面积减小,因而相关实验结果无法准确反映气体层对挤出熔体截面的影响规律.当前水平放置的气辅挤出系统尚不成熟,要对口模出口处熔体截面进行准确测量非常困难,因而数值模拟仍是对熔体截面变化进行研究的最好方法.在空气流速较慢的情况下(马赫数M a ＜０．３),因气体密度变化微小,在流体力学中通常可视作不可压缩流体[６Ｇ７],对用于定性分析的计算结果影响很小.７７８ 聚合物气体辅助挤出中气体流动对熔体截面的影响黄益宾㊀余㊀忠㊀熊爱华等Copyright©博看网 . All Rights Reserved.本文采用有限元方法,将气体视作不可压缩广义牛顿流体,作为单独一相,以入口气体体积流率为主要参考变量,利用P o l y F l o w 求解器计算气体和塑料熔体分层流动过程,并分析熔体截面的变化及其原因.１㊀研究方法１．１㊀几何模型和网格划分为截面尺寸为１５mmˑ４mm 的片材气辅挤出口模建立简化几何模型,如图１所示,设定气垫层厚１．５mm ,流道长１５mm .因矩形截面关于Y Z 平面对称,故只建立１/２的流道模型.模型中,A B C O G F E D A 面为气体入口,D E F G D 面为熔体入口,D J K E D 面㊁E K L F E 面和G M L F G 面为气体和熔体间界面,J K L M J 面为熔体出口,H I N P M L K J H 面为气体出口,AHP O A 面为对称面,其他面为壁面,流道为全气辅流道.采用八节点全六面体单元将求解区域离散,靠近入口㊁出口㊁壁面及气体熔体界面处网格适当加密,网格总数为１６５００,熔体层网格数为７２００,气体层网格数为９３００.(a)三维几何模型(b)截面尺寸图１㊀几何模型和截面尺寸F i g ．１㊀G e o m e t r y mo d e l a n d s i z e １．２㊀基本假设和控制方程气辅挤出过程为气体熔体两相分层稳态流动过程,气体通常为热空气.假设聚合物熔体不可压缩,忽略气体在流道内的微小密度变化,认为气体层不可压缩,气体与熔体间互不相溶,忽略气体熔体间的黏滑效应及表面力,由于聚合物的高黏性,忽略惯性力和质量力对流动的影响,采用能较好反映流体黏弹特性的P h a n T h i e n ＧT a n n e r 本构方程(P P T 本构方程)[８Ｇ１０]来描述聚合物熔体的流动特性.将气体视为广义牛顿流体,其黏度为恒定值,由于气体密度很小,故可忽略其惯性力.忽略流体流动过程产生的热效应,假设流动为等温流动.在上述条件下,简化的流场控制方程如下:连续性方程为Ñ v k ＝０㊀㊀k ＝Ⅰ,Ⅱ(１)动量方程为－Ñp k ＋Ñτk ＝０㊀㊀k ＝Ⅰ,Ⅱ(２)P T T 本构方程为τ＝２η０s D ＋E (３)(１＋ελη０t r E )＋λ[(１－ξ２)E Δ＋ξ２E Ñ]＝２η０(１－s )D (４)式中,v 为速度矢量;p 为流体静压力;τ为总偏应力张量;Ⅰ㊁Ⅱ分别表示气体和聚合物熔体;Ñ为哈密顿算子;η０为零切黏度;D 为形变速率张量;λ为松弛时间;ξ为和第二法向应力差性能相关的参数;ε为和拉伸黏度性能有关的参数;s 为零切黏度中纯黏性分量的占比;E 为τ的黏弹分量;E Δ表示下随体时间导数;E Ñ表示上随体时间导数;t r E 为方阵E 的迹.１．３㊀边界条件边界条件设定可参见图１,用f n ㊁f s ㊁v n 和v s 分别表示边界面熔体的法向应力㊁切向应力㊁法向速度和切向速度,F s l i p 为滑移系数,v w a l l 为壁面切向速度.设定入口处熔体和气体均为全展流,根据给定的流率可以计算出全展流的速度场作为入口速度边界条件.AHP O A 为对称面,对称面上需满足边界条件f s ＝０,v n ＝０.在无外力牵引的情况下,口模出口面上气体和熔体的法向力f n ＝０,切向速度v s ＝０.在忽略表面张力和滑移的情况下,气体熔体间界面应满足运动学条件:v s Ⅰ＝v s Ⅱ,v n ＝０和动力学条件f s Ⅰ＝f s Ⅱ.１．４㊀参数设定和主要算法本文模拟所用塑料熔体为聚苯乙烯(P S ),其P T T 本构参数如表１所示,通常实验所用气体均为经加热的干燥空气,假设其温度恒定为１９０ħ,黏度值为２．６３８ˑ１０－５P as [１１].设定入口熔体体积流量q V ,m为１．８ˑ１０－７m ３/s ,入口气体体积流量q V ,g分别为３．３ˑ１０－４m ３/s ㊁６．６ˑ１０－４m ３/s ㊁１．６５ˑ１０－３m ３/s ㊁３．３ˑ１０－３m ３/s ㊁４．９５ˑ１０－３m ３/s 和６．６ˑ１０－３m ３/s .对应的入口气体平均流速分别为５m /s ㊁１０m /s ㊁２５m /s ㊁５０m /s ㊁７５m /s 和８７８ 中国机械工程第２８卷第７期２０１７年４月上半月Copyright©博看网 . All Rights Reserved.１００m /s .使用黏弹应力分离法(E V S S )㊁流线迎风法(S U )以及M i n i Ｇe l e m e n t 法求解应力场和速度场,采用N e w t o n ＧR a ph s o n 法进行迭代.采用三维优化网格法进行全局网格重置,对松弛时间λ采用参数渐变法,使计算更易于收敛.表１㊀P T T 本构方程参数[１２]T a b ．１㊀M a t e r i a l p a r a m e t e r s f o r P T Tc o n s t i t u t i v e e qu a t i o n [１２]η０(P a s )λ(s )ξεsP S ２７０００．２０．１８０．２３０．１２２㊀结果与讨论２．１㊀熔体截面变化分析传统挤出中聚合物熔体挤出口模后会有挤出胀大,而对于完全气辅挤出(采用全气辅流道的气辅口模),理论上不会发生挤出胀大,口模内外的熔体截面也不会有形状和尺寸的变化,这也是几乎所有采用壁面滑移条件代替真实气体相的数值研究得到的结论.流道内真实气体层对熔体截面的影响是本文关注的重点,故所有熔体截面及其分析均限于气辅流道内.取q V ,m ＝１．８ˑ１０－７m ３/s ㊁q V ,g ＝６．６ˑ１０－３m ３/s 时模拟所得数据进行分析.由入口面至出口面,每隔２．５mm 取一截面,如图２所示.计算各截面面积,可得到沿流动方向的熔体截面积变化曲线,如图３所示.由图３可知,在入口处至Z ＝７．５mm 截面处,熔体截面积减小较快,之后变化减缓,由Z ＝１２．５mm 截面至出口面,截面积仅减小０．１mm ２,逐渐趋于稳定.在口模出口处,熔体图２㊀熔体各截面示意图F i g ．２㊀C r o s s s e c t i o n s o f p o l ym e rm e l t 图３㊀熔体截面积随流动距离变化曲线F i g．３㊀M e l t s e c t i o na r e a v s f l o wd i s t a n c e 截面积达到最小值.图４为口模出口面上熔体截面(白色背景)和入口面上熔体截面(灰色背景)的Z 向投影图.由图４可看出,相较入口面,熔体截面尺寸有较明显变化,测得X 向尺寸减小２．８％(０．４２mm ),最终尺寸为１４．５８mm ,Y 向尺寸为减小３％(０．１２mm ),最终尺寸为３．８８mm ,其截面积为５６mm ２,若用挤出胀大率的计算公式[１３]计算,可得挤出胀大率为－６．６７％.挤出胀大率的计算公式为B ＝S ２－S １S １(５)式中,B 为挤出胀大率;S ２为挤出胀大后型材截面的面积;S １为共挤口模截面积.图４㊀出口面与入口面上熔体截面对比F i g ．４㊀C o m pa r i s o no fm e l t s e c t i o nb e t w e e n i n l e t p l a n e a n d o u t l e t p l a n e挤出胀大率为负值表明挤出熔体在出口面上不仅没有胀大,反而出现收缩现象,这与笔者在气辅挤出相关实验中发现的挤出熔体截面积减小的现象一致,这说明在相关实验中,熔体自身重力并非是影响其截面积的唯一因素,气体流动是导致截面积减小的另一因素.此外,需要注意的是,出口处熔体截面积５６mm ２是由后处理软件计算得到的准确值,若假设截面形状不变,仍然为矩形,根据所测得矩形长宽尺寸,手工计算得截面积为５６．６m m２,这与前者不相符,故可知出口面上熔体截面形状有微小变化,不再是规则的矩形.若设定q V ,m 为１．８ˑ１０－７m ３/s 不变,设定q V ,g分别为３．３ˑ１０－４m ３/s ㊁６．６ˑ１０－４m ３/s ㊁１．６５ˑ１０－３m ３/s ㊁３．３ˑ１０－３m ３/s ㊁４．９５ˑ１０－３m ３/s 和６．６ˑ１０－３m ３/s,观测其出口处截面积变化,可得其截面积随入口气体流率的变化曲线,如图５所示.由图５可知,出口处熔体截面积随入口气体流率增大而减小,这与黄兴元等[４]的实验结论一致,不仅如此,两变量间还呈现出近似线性的函数关系.２．２㊀熔体速度场分析由前述分析知熔体截面形状有非常微小变化,这种变化是由于熔体在口模流道宽度方向(X轴方向)及高度方向(Y 轴方向)的细微流动造成的.由于其速度值几近于零,在流道较短的情况９７８ 聚合物气体辅助挤出中气体流动对熔体截面的影响黄益宾㊀余㊀忠㊀熊爱华等Copyright©博看网 . All Rights Reserved.图５㊀出口处熔体截面积随入口气体体积流量变化曲线F i g ．５㊀M e l t s e c t i o na r e a o no u t l e t p l a n e v s ga s i n f l o w 下,对熔体截面影响很小,故只分析熔体在挤出方向上的速度(即Z 向速度v Z )分布.选取对称面㊁口模入口面㊁Z ＝７．５mm 处熔体截面及口模出口面４个有代表性的截面进行分析,结果如图６所示.图６a 为对称面上的Z 向速度分布云图,由图可看出,Z 向速度由入口处的２．９９３mm /s,逐渐增大至出口处的３．２１６mm /s.计算图２所示(a)对称面上v Z 分布(b )口模入口面上熔体的v Z 分布(Z ＝０)(c )Z ＝７．５mm 截面上熔体的v Z分布(d )口模出口面上v Z 分布(Z ＝１５mm )图６㊀熔体Z 向速度分布云图F i g ．６㊀v Z d i s t r i b u t i o no f p o l ym e rm e l t 各截面的Z 向平均速度v －Z ,可得图７所示v －Z 随流动距离L 的变化曲线,由此曲线可知,由入口面到Z ＝１０mm 截面,v －Z 增大较快,且呈较好线性,之后增速减缓,由截面Z ＝１２．５mm 至出口面,v －Z 只增加０．００４６mm /s .图６b 为入口面上的v Z 分布云图,由图可看出,入口面上各处v Z 分布总体上较均匀,速度最大值与最小值之间相差０．０２４mm /s,最大值位于截面４个角部区域,口模宽度方向上有速度梯度,v Z 沿X 轴由中央向两侧逐渐增大.图６c 为流道中段Z ＝７．５m m 处熔体截面的Z 向速度分布云图,截面上v Z 增大,但速度最大值与最小值之间差值减小为０．００８m m /s .图６d 为出口面上熔体的v Z 分布云图,由图看出,出口面上各处v Z 最大值与最小值之间相差０．０１mm /s ,其分布特点改变,v Z 沿X 轴由中央向两侧逐渐减小,速度最大值位于截面中央靠近上下底面处.图８是出口熔体截面上的v －Z 随q V ,g的变化曲线,由图看出,v －Z 随入口气体流率q V ,g 的增大而线性增大.图７㊀熔体截面Z 向平均速度随流动距离L 变化曲线F i g．７㊀C u r v e o f v －Z v s f l o wd i s t a n ce 图８㊀出口面熔体Z 向平均速度随入口气体体积流率变化曲线F i g ．８㊀C u r v e o f v －Z a t o u t l e t v s q V ,g上述分析表明,熔体在流道内受到高速气体层的拖曳作用,使熔体由表层到芯层间有较明显速度梯度,沿流体流动方向,熔体Z 向速度逐渐增大,且截面上Z 向速度最大值由角部区域逐渐移至中央靠近上下底面位置.通过图７和图３,图８和图５之间的对比分析,发现熔体v Z 越大,０８８ 中国机械工程第２８卷第７期２０１７年４月上半月Copyright©博看网 . All Rights Reserved.其截面积越小,这是因为在熔体入口流率保持不变的情况下,其Z向速度越大,其截面积必然越小.随气体入口流率增大,气体拖曳作用增强,口模出口处熔体截面上v Z越大,导致其截面积越小.３㊀结论气辅流道内聚合物熔体受到气体的拖曳作用,其Z向速度会逐渐增大,而截面积则逐渐减小,在口模出口面上其速度达到最大值,截面积达到最小值,截面形状有微小改变.口模出口面上熔体Z向速度随入口气体流率的增大近似线性增大,而熔体截面积则近似线性减小.本文研究结果明确了气辅挤出中气体流动对熔体截面产生影响的原因及规律,对气辅挤出制品截面尺寸的控制及气辅挤出口模的设计有重要参考价值.参考文献:[１]㊀L I A N G R F,MA C K L E Y M R．T h eG a sＧa s s i s t e dE x t r u s i o no f M o l t e n P o l y e t h y l e n e[J]．J o u r n a lo fR h e o l o g y,２００１,４５(１):２１１Ｇ２２６．[２]㊀柳和生,卢臣,黄兴元．塑料异型材气辅挤出成型实验[J]．高分子材料科学与工程,２０１０,２６(７):９３Ｇ９６．L I U H e s h e n g,L UC h e n g,HU A N GX i n g y u a n．E xＧp e r i m e n to f G a sＧa s s i s t e d E x t r u s i o n o ft h e P l a s t i cP r o f i l ew i t ha n I r r e g u l a r S e c t i o n[J]．P o l y m e rM a t eＧr i a l sS c i e n c e&E n g i n e e r i n g,２０１０,２６(７):９３Ｇ９６．[３]㊀柳和生,黄兴元,周国发,等．气体辅助聚合物挤出中的二维等温粘弹流动的数值模拟[J]．应用基础与工程科学学报,２００６,１４(４):５１４Ｇ５２２．L I U H e s h e n g,HU A N G X i n g y u a n,Z HO U G u o f a,e ta l．N u m e r i c a lS i m u l a t i o n of T w o D i m e n s i o n a lI s o t h e r m a lV i s c o e l a s t i cP o l y m e rF l o wi n G a sＧa s s i s t e dE x t r u s i o n[J]．J o u r n a lo fB a s i cS c i e n c ea n d E n g iＧn e e r i n g,２００６,１４(４):５１４Ｇ５２２．[４]㊀黄兴元,柳和生,周国发,等．气体辅助挤出中影响气垫形成及稳定性因素分析[J]．塑性工程学报,２００５,１２(５):１０１Ｇ１０４．HU A N GX i n g y u a n,L I U H e s h e n g,Z HO U G u o f a,e t a l．T h e I nf l u e n c eF a c t o r so nt h eS e tu p a n dS t aＧb i l i t y o fG a sL a y e r i nG a sA s s i s t e dP o l y m e rE x t r uＧs i o n[J]．J o u r n a l o fP l a s t i c i t y E n g i n e e r i n g,２００５,１２(５):１０１Ｇ１０４．[５]㊀黄益宾．聚合物气体辅助共挤成型的理论和实验研究[D]．南昌:南昌大学,２０１１．H U A N G Y i b i n．T h e o r e t i c a la n d E x p e r i m e n t a lS t u d yo n P o l y m e r G a sＧa s s i s t e d C oＧe x t r u s i o n[D]．N a nＧc h a n g:N a n c h a n g U n i v e r s i t y,２０１１．[６]㊀彭小勇,顾炜莉,柳建祥,等．低速气体流动不可压缩性理论解析[J]．南华大学学报(自然科学版),２００４,１８(３):３４Ｇ３５．P E N GX i a o y o n g,G U W e i l i,L I UJ i a n x i a n g,e t a l．A T h e o r e t i c a lA n a l y s i so fI n c o m p r e s s i b i l i t y o ft h eL o wS p e e dG a s F l o w[J]．J o u r n a l o fN a n h u aU n i v e rＧs i t y(S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y),２００４,１８(３):３４Ｇ３５．[７]㊀J O N E SSA．A d v a n c e dM e t h o d s f o r P r a c t i c a l A p p l iＧc a t i o n s i nF l u id Me c h a n i c s[M]．R i j e k a:I n T e c h．,２０１２:７１Ｇ７２．[８]㊀柳和生,涂志刚,熊洪槐．聚合物熔体粘弹性本构方程[J]．高分子材料科学与工程,２００２,１８(１):２２Ｇ２５．L I U H e s h e n g,T U Z h i g a n g,X I O N G H o n g h u a i．V i s c o e l a s t i cC o n s t i t u t i v eE q u a t i o no f P o l y m e rM e l t s[J]．P o l y m e r M a t e r i a l s S c i e n c e&E n g i n e e r i n g,２００２,１８(１):２２Ｇ２５．[９]㊀T H I E N N P,T A N N E R RI．A N e w C o n s t i t u t i v eE q u a t i o nD e r i v e d f r o m N e t w o r kT h e o r y[J]．J o u r n a lo fN o nＧn e w t o n F l u i d M e c h a n i c s,１９７７,２(４):３５３Ｇ３６５．[１０]㊀F O R T I N A,Z I N E A．C o m p u t i n g V i s c o e l a s t i cF l u i dF l o wP r o b l e m s a t L o wC o s t[J]．J o u r n a l o fN o nＧn e wＧt o nF l u i dM e c h a n i c s,１９９２,４５(２):２０９Ｇ２２９．[１１]㊀邓小珍．塑料异型材气体辅助共挤出成型的实验和理论研究[D]．南昌:南昌大学,２０１４．D E N G X i a o z h e n．E x p e r i m e n t a l a n d T h e o r e t i c a lS t u d y o nG a sＧa s s i s t e dC oＧe x t r u s i o no fP l a s t i cP r oＧf i l ew i t h a n I r r eg u l a r C r o s sＧs e c t i o n[D]．N a n ch a n g:N a n c h a n g U n i v e r s i t y,２０１４．[１２]㊀邓小珍,柳和生,黄益宾,等．气辅共挤出界面位置对挤出胀大的影响[J]．高分子材料科学与工程,２０１３,２９(９):１１４Ｇ１１８．D E N G X i a o z h e n,L I U H e s h e n g,HU A N G Y i b i n,e t a l．I nf l u e n c e o f I n t e r f a c e P o s i t i o n o nD i e S w e l l i nG a sＧa s s i s t e d C oＧe x t r u s i o n M o l d i n g P r o c e s s e s[J]．P o l y m e rM a t e r i a l sS c i e n c e&E n g i n e e r i n g,２０１３,２９(９):１１４Ｇ１１８．[１３]㊀黄益宾,柳和生,黄兴元．聚合物双组分复合共挤成型的挤出胀大研究[J]．应用基础与工程科学学报,２０１０,１８(４):６５７Ｇ６６５．H U A N G Y i b i n,L I U H e s h e n g,H U A N G X i n g y u a n．S t u d y o nE x t r u d a t eS w e l l i nP o l y m e rB i c o m p o n e n tC o e x t r u s i o nP r o c e s s[J]．J o u r n a lo fB a s i cS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g,２０１０,１８(４):６５７Ｇ６６５．(编辑㊀袁兴玲)作者简介:黄益宾,男,１９７８年生.上饶师范学院江西省塑料制备成型重点实验室副教授㊁副主任,美国南密西西比大学高分子及高性能材料系博士后研究人员.主要研究方向为高分子材料成型.发表论文２１篇.EＧm a i l:h y b１２６＠１２６．c o m.余㊀忠,男,１９８４年生.上饶师范学院江西省塑料制备成型重点实验室讲师.熊爱华,男,１９７４年生.江西农业大学工学院讲师㊁博士.章㊀凯,男,１９８０年生.上饶师范学院江西省塑料制备成型重点实验室讲师㊁博士.１８８聚合物气体辅助挤出中气体流动对熔体截面的影响 黄益宾㊀余㊀忠㊀熊爱华等Copyright©博看网 . All Rights Reserved.。
南昌大学科技成果——聚合物气体辅助挤出成型工艺及装置
南昌大学科技成果——聚合物气体辅助挤出成型工艺及装置项目研究内容及用途本项目采用一种气体辅助挤出成型技术，其技术关键是通过气体辅助控制系统精确控制气体压力，采用气体辅助挤出口模使聚合物挤出时在口模内壁形成一层稳定的气垫膜层，从而实现挤出由非滑移粘着剪切口模挤出机理转化为完全滑移非粘着剪切口模挤出机理，将口模壁面对挤出熔体的阻力降到最低限，从而达到减小挤出胀大、降低口模压降和制品内应力、提高制品表面和内在质量的目的。
聚合物气体辅助挤出成型技术可应用于各种聚合物的挤出成型加工，如管材、板材、片材、棒材、电线电缆等，尤其适合于异型材挤出成型。
技术性能及特点本项目组对气辅挤出无论是实验和数值模拟的研究，在系统性和研究深度方面都有很大提高，主要表现在：（1）在气辅挤出成型的影响因素上，通过实验和数值模拟研究了辅助气体压力、温度、流量、口模尺寸等对气辅挤出的气垫膜层形成和稳定性、对挤出胀大和挤出口模压降等的影响。
（2）在挤出口模的类型上，研究了缝形口模、圆形口模、方形口模和L形截面口模的气辅挤出中，不同工艺参数、不同物性参数条件下的气辅挤出，得到了不同截面口模、不同工艺参数和物性参数时的各种场量分布，并通过对场量的分布分析，提出了气辅挤出成型技术的工艺条件和气辅挤出口模的设计准则。
（3）在接近实际工况上，研究了三维非等温过程的气辅挤出。
（4）在对挤出胀大率和口模压降这两个主要指标上，国外的研究结果为采用气辅挤出，口模压降降低24%，挤出胀大率由传统的33%降为13%，该项目的研究结果为口模压降降低25-40%，挤出胀大率由传统挤出的10-28%降到1%以下。
应用前景气体辅助挤出成型通过在口模内壁建立稳定的气垫膜层，减小挤出口模对挤出熔体的流动阻力，实现完全滑移非粘着剪切挤出，从而减小挤出胀大、降低口模压降和制品内应力，为实现精确、高速和低能耗挤出创造了条件，该技术可应用于各种聚合物挤出，尤其适合于异型材挤出成型，在汽车、电气、建材等工业领域具有广阔应用前景。
气体辅助挤出成型技术在塑料异型材中的应用
稳定性及尺寸精度 。 由于气辅挤 为气垫 完全 滑移非 粘着 剪切 口模挤 出方式 ， 能够 产 生减粘 降 阻的效果 ， 证 异型材 保 型坯稳定 均匀地 从模 头 挤 ， 头 流动 平衡 且 横 向 流动最 模 小， 降低了 口模流动 的不稳定 性 ， 挤 制 品的离模 膨 胀基本 消除 ， 提高了制品形状稳定性及尺寸精度 。 （） ２ 解决传统挤 出时熔体 挤 出破 裂等 问题 ， 为挤 Ｈ 速度 ｛ 的提 高创造条件 。在 实 际生产 中常 常会碰 到 当挤 出速 度超
术
摘要
概述 塑料 异型材 的应用及其特点 、 气体辅 助挤 出成型技 术的机理 。介 绍 气体 辅助挤 出技 术在 塑料 异型
材 中应 用的关键及研 究现状 ， 出气体辅助挤 出技术应 用于塑料异 型材将 有利 于提 高制品 的形状及 尺寸精度 、 指 减小
制 品的 内应 力、 高生产效率 、 小压力降、 提 减 降低能耗 、 节约成本。 关键词 气体辅 助挤 出成型 塑料异型材 应用 而在气辅挤出过程 中， 聚合物熔体 和 口模壁之 间形成 了一 层
蚀性环 境设 置街 头商亭 、 岗楼 和淋浴棚 等。
图 １ 聚合物熔体在 口模 内流动过程的示意图
２ 气辅技术在异型材挤 出中的应用优势 传统塑料 异型材 的成型机 理是对 塑料原材 料进行 升温
（） ４ 家具 构件 。南硬质塑料 异型材组装的各种家具具有 结 构新 颖 、 拆装方便 、 防腐防蛀 等特点。
维普资讯
卢臣， ： 等 气体辅助挤出成型技 术在 塑料异型材 中的应用
７ ７
气 体 辅 助 挤 出成 型 技 术在 塑 料 异 型 材 中的应 用
南昌大学科技成果——汽车覆盖件成形模拟及工艺参数优化
南昌大学科技成果——汽车覆盖件成形模拟及工艺
参数优化
研究内容
1、通过汽车覆盖件计算机模拟，获得成型过程的材料流动、应力、应变分布等信息，预测成型过程中可能出现的断裂、起皱、缩颈等；
2、从参数化CAE、参数化CAO、入手，将有限元分析有关数据参数化。
对前处理进行参数化包括：几何模型的参数化；有限元网格划分的参数；约束边界条件及载荷的参数化；材料性能的参数化等。
对后处理进行参数化，主要目的是帮助用户从大量的分析数据中迅速提取出用户所关心的信息。
3、通过PFEA（参数化有限元分析）进行板料成型数值模拟，获得训练样本，用神经网络（NN）技术建立板料成型多参数映射关系模型，采用遗传算法（GA）对成形条件进行多参数组合优化，实现了拟生建模和优化。
市场预测
本项目研究成功，有助于摆脱目前汽车工业、航天工业、石化工业等诸多领域复杂、大形塑性成型模具被迫依赖进口的不利局面和改变我国几乎无独立开发新车型的能力的局面，有利于推动我国制造业信息化的进程。
推广应用情况
该成果成功应用于江铃五十铃有限公司新款五十铃（J116）中的
前车门成型工艺参数优化、J117车地板设计参数及工艺参数优化、匹卡车第一横梁设计参数及工艺参数优化等生产实际问题，取得了很好的经济效益和社会效益。
合作方式技术转让。
南昌大学科技成果——高纯度二十八烷醇制备技术及应用研究
南昌大学科技成果——高纯度二十八烷醇制备技术
及应用研究
项目研究内容
二十八烷醇是世界公认的抗疲劳物质，具有独特的生理功能。
是一种新型功能性食品添加剂，可广泛应用于各种保健食品、药品、化妆品以及动物饲料中。
近些年来，二十八烷醇的制备与产品开发已经成为国内研究的热点。
本研究以榨糖滤泥为原料，对二十八烷醇的制备及纯化进行了研究，以制定从蔗糖中制备二十八烷醇工艺，并分离纯化二十八烷醇。
工艺流程
滤泥→粗醋→精制蔗蜡→制备二十八烷醇→纯化二十八烷醇→测定二十八烷醇含量。
本工艺采用超临界CO2萃取、经醇相皂化处理后在含乙醇的二元溶剂中进行重结晶、纯化制备二十八烷醇，通过“外标标准曲线法”测定二十八烷醇含量，其产物得率为24%，二十八烷醇含量为66.50%。
性能指标
甘蔗蜡二十八烷醇转化率≥15%；二十八烷醇得率≥10%；二十八烷醇纯品含量≥95%；重金属（铅）不得检出；灰分≤0.4。
推广应用前景
本产品可作为健康食品和保健饮料的添加剂，在食品新产品开发，特别是在保健食品的开发方面，具有十分重要的应用前景。
甘蔗是一种可循环的生物资源，利用甘蔗榨糖废弃物生产高附加
值的二十八烷醇产品，将该生产技术转化为工业化，在向消费者提供保健食品的同时，可提高资源的利用及改善环境，并可以增加社会就业机会。
本中心已与江西维多生命科技有限公司合作，共同研发了“佰立欣”胶囊产品，这是我国第一个应用二十八烷醇开发并上市销售的保健食品。
合作方式技术转让、技术入股。
聚合物反应挤出技术及其应用研究进展
广
州
化
工
Ｖｏ． ０ Ｎｏ １ １４ ． ４
Ｇ ａ ｇｈ ｕ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｎ ｕ ｔ ｕ ｎ ｚ ｏ ｈ ｍｉａ ｄ ｓｒ Ｉ ｙ
聚 合 物 反 应 挤 出技 术 及 其 应 用 研 究 进 展
何 明 ，尹 国强
（ 仲恺 农业 工程 学院绿 色化 工研 究所 ，广 东 广 州 ５ ０ ２ ） １２ ５
ＨＥ ｉ ｇ， Ｙ Ｎ ｏ —ｑ ａ ｇ Ｍ ｎ Ｉ Ｇｕ ｉｎ
（ｎｔｕｅｏ Ｇ ｅｎＣ ｅ ｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｚ ｏ ｇａ Ｕ ｉ ｒｉ ｆ ｇｉ ｌ ｒｌ Ｉｓｔｔ ｆ ｒｅ ｈ ｍ ｃ ｇ ｅ ｎ ， ｈ ｎｋ ｉ ｎｖ ｓｙｏ ｒ ｕｔ ａ ｉ ａＥ ｎ ｉ ｅ ｔ Ａ ｃ ｕ ａｄＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｇ ａｇ ｏ ｇＧ ａ ｇｈ ｕ５ ０ ２ ， ｈｎ ） ｎ ｎｉ ｅｉ ， ｕｎ ｄ ｎ ｕ ｎｚｏ １２ ５ Ｃ ｉａ ｎ ｎ
加 工 过 程 有 机 结 合 的聚 合 物 反 应 加 工 技 术 引 起 来 研 究 者 的 广 泛 关注 。反应加工技术作 为一 门新兴 工艺 ， 的出现 丰富 了聚合 它
机 的前部机头经 口模挤 出 ， 再经冷却 ， 切成粒 子或直 接成型 为制 品 。用 于 反 应 挤 出 的螺 杆 通 常 由数 段 不 同 规 格 的 螺 纹 块 或 捏 合 块套在心轴上组合 而成 ， 以针对 不 同的工艺 要求 和聚 合反 应 可 特点进行排列组合 ， 从而保证反应的顺利进行 。
产 品
１ 聚 合 物 反 应 挤 出技 术 的 原 理及 特 点
１ １ 反 应 挤 出技术 的原 理 ．
反 应 挤 出技 术 就是 将 聚 合 反 应 与 挤 出 成 型 结 合 在 一 起 的 新
南昌大学聚合物材料期末考试终极解码.
第1章通用塑料1.1概述1.1.2.1塑料的类型和特性以合成树脂为主要成分（基材），按需要加入适当助剂，组成配料，借助成型工具，在一定T、P条件下，可塑化成一定形状、而且在常温下能保持形状的一类材料1.1.2.2塑料分类（1）按化学组成分类PE、PP、EP、PC（2）按塑料组分数目单一组分PE、PP、PS、PA 多组分PVC（3）按受热性行为①热塑性塑料：在特定的温度范围内可反复加热软化、熔融流动，冷却时凝固变硬的塑料；原因：树脂分子链线性或支链结构，不含可以产生链间反应基团，加热不产生交联反应形成链间化学键，在加工中仅发生物理变化主要性能特点：可熔、可溶主要优点：加工成型方便，可再生主要缺点：刚性、耐热性较差②热固性塑料：成型后不能再加热软化重复加工的塑料产生原因：树脂加工前为线性结构并含有反应基团或双键，加工中发生化学交联反应，成为三维网状结构主要性能特点：不熔、不溶主要优点：耐热性高，受压不容易变形主要品种：PF、EP、UP、UF、MF、PI、有机硅（4）按使用范围和用途分类①通用塑料：非结构材料PE、PP、PVC、PF、EP②工程塑料：结构材料PA、PC、POM、PPS、PI1.1.2.3塑料特性（1）优点：质轻、电气绝缘性好、力学强度范围广、优良防腐蚀性、隔热性能好、成型加工性能好、减震、消音、良好透光性、着色性好（2）缺点：①耐热性较低，使用温度不高；②力学强度不如金属；③长期使用性能较差；易发生蠕变、疲劳、结晶④大多数品种易燃；产生黑烟、有毒气体⑤较易老化；变色、开裂、机械强度下降⑥热膨胀性比金属、陶瓷大1.1.3 塑料组成及其作用多组分塑料基体材料树脂、辅助材料添加剂1.1.3.1 合成树脂主要作用：1）决定塑料的基本特性；2）粘接作用用量：40—100%1.1.3.2 添加剂添加目的:改善材料加工成型性能和制品使用性能，降低成本，延长使用寿命添加剂主要品种：热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、增塑剂、润滑剂、增强剂、填充剂、着色剂、改性剂、交联剂、发泡剂、阻燃剂、抗静电剂、防霉剂、软化剂、防粘剂、光泽剂、脱模剂、开口剂等（1）对助剂基本要求：功能上有效，塑料加工、使用条件下稳定，与树脂结合稳固，不渗析和喷霜，无毒无味，价格适宜渗析: 塑料中助剂向相接触的其它材料中发生迁移的现象喷霜: 塑料中助剂向制品表面迁移的现象易发生喷霜助剂品种：增塑剂、润滑剂（2）稳定剂：老化：长期储存或使用过程中，性能随时间逐渐劣化的现象老化现象：变色、发粘、变脆、龟裂、变形、粉化、斑点、霉变、物理力学性能降低稳定剂：抑制或减缓塑料老化作用的物质三大类稳定剂：抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂①抗氧剂能延缓或抑制塑料自动氧化速度，延长其使用寿命的物质。
气辅共注射成型工艺的实验研究
全 自动螺纹直射式 注塑机 ：Ｔ 一１０ １ Ｉ ６ Ｆ型 ， ｒ 香港 华大机械有限公司； 气辅设备 ： 北京中拓机械有限责 任公司 ； 采取相应 的措施在该注塑机上实现不 同熔 体 的顺序注射 ， 以氮气 瓶为气源 ， 采用气 针进 气方
式。
气过程 ， 它是利用高压气体在共注射成型熔体内部 产生中空截面 ， 完成充填过程 ， 并利用气体保压以消
维普资讯
匡唐清 ， ： 等 气辅共注射成型工艺的实验研究
２ ３
迟时间对材料分布及气体在熔体 中穿透 的影 响规
律。在芯皮层材料中加入不同颜色的色母粒进行塑 化注射， 并采用逆光照射 以便观测由不同的芯皮层
材料 组合 所成 型制件 中的材料 分 布及气 体 的穿透情
高密度聚 乙烯 （ Ｄ Ｅ ： Ｄ ０Ｏ Ａ， 国石油 Ｈ Ｐ ） Ｈ ６７Ｅ 中 独 山子石化 公 司 ； 聚丙烯（ Ｐ ：ＰＡ０ Ｌ 印度尼西亚 Ｔｉ ｌ Ｐ ）Ｐ Ｃ １ ， ｒｏ ｐ ｙ公
司；
图 １ 实验制件模 型
２ 结 果与讨 论
为考察材料的流变性能 、 注射 量和气体注射延
国家 自然科学基金 资助项 目（０７０６ 、 ２２４ １ ）江西 省跨世纪 学术
带头人培养计划项 目 、 省 自然科学 基金资助项 目 江两
收稿 日期 ：０ ６ ０ ． ８ ２ ０ ．２ ２
聚苯乙烯（ Ｓ ：Ｐ Ｓ２ ， Ｐ ）Ｇ Ｐ５ ５ 辽宁盘锦 乙烯有 限责
任公 司 ； （ 烯 睛／ 二 烯／ 乙 烯 ） 聚 物 （ Ｂ ： 丙 丁 苯 共 Ａ Ｓ）
除制件表面缩痕 ； 相对于气辅注射成型工艺而言 ， 气
辅 共注 射成 型工 艺 的注 塑 阶段 是 多种 材料 顺 次或 同
聚合物成型新工艺
1、聚合物成型新工艺原理：动态注射成型技术假如在注射成型过程中引入振动，使注射螺杆在振动力的作用下产生轴向脉动，则成型过程料筒及模腔中熔体的压力将发生脉动式的变化，改变外加振动力的振动频率与振幅．熔体压力的脉动频率与振幅也会发生相应的变化，熔体进入模腔进行填充压实的效果也必定会发生相应的变化。
通过调控外加振动力的振动频率与振幅．能够使注射成型在比较低的加工温度下进行，或者者是能够降低注射压力与锁模力，从而减小成型过程所需的能耗，减小制品中的残余应力，提高制品质量。
分类：在机头上引入机械振动；机头引入超声振动；在挤出全过程引入振动振动力场对挤出过程作用的机理挤出过程中的振动力场作用提高了制品在纵向与横向上的力学性能，同时使二者趋于均衡这种自增强与均衡作用是聚合物大分子之间排列与堆砌有序程度提高的结果，也是振动力场对聚合物熔体作用的结果，能够解释为是振动力场作用使聚合物熔体大分子在流淌过程中发生平面二维取向作用而产生“拟网结构”的结果。
在振动塑化挤出过程中，由于螺杆的周向旋转与轴向振动，聚合物熔体受到复合应力作用，在螺槽中不仅受到螺槽周向剪切力作用，而且也受到轴向往复振动剪切力作用。
由于轴向振动作用具有交变特征，因此，与周向剪切作用的复合作用在空间与时间维度上进行周期性变化，能够把这种复合作用描述成空间矢向拉伸时也不可能解离。
在纵向上由于有牵引拉伸作用，取向程度较高，大分子链、片晶较多地沿拉伸方向排列，因而其力学性能较高；其他方向上因拟网结构被固化，也出现部分大分子取向，表现为制品的横向力学性能的提高与纵横向性能趋于均衡；而在薄膜挤出吹塑时，制品厚度小，由于轴向振动分量作用减弱了纵向流淌剪切与拉伸的诱导取向作用，动态挤出时的薄膜制品的纵向拉伸强度较稳态挤出时有所下降。
总说：在高分子材料成型加工过程中引入振动，会对高分子材料成型过程产生一系列影响。
振动力场能量的引入并不是能量的简单叠加，而是利用高分子材料成型过程在振动力场作用下表现出来的非线性特性，降低成型过程能耗，提高产品质量，是一种新型的低能耗成型方法。
南昌大学科技成果——聚丙烯酰胺反相乳液相迁移聚合中试工艺及产品在污泥脱水中的应用
南昌大学科技成果——聚丙烯酰胺反相乳液相迁移聚合中
试工艺及产品在污泥脱水中的应用
项目研究背景及内容
由于我国水资源短缺的加剧和环保意识的觉醒，我国水处理用聚丙烯酰（PAM）市场年增长率达到15%。
而目前聚丙烯酰胺的生产主要采用水相聚合工艺，产品的质量和品种无法满足废水资源化市场对高质量聚丙烯酰胺产品的需求。
该项目通过相迁移体系的建立、聚合参数的优化、反应器的放大设计和工艺参数控制，建立了相迁移体系中生产聚丙烯酰胺产品中试工艺路线。
并进而以污泥脱水过程为对象，开发了相应的聚丙烯酰胺产品，提高了污泥的脱水处理效率。
性能指标
1、建立可以生产具有不同分子量、电性、电荷密度以及分子结构的聚丙烯酰胺产品的相迁移乳液聚合工艺路线；
2、设计100L中试反应器；
3、产品固含量不低于35%，乳化剂用量不高于4%；
4、聚合反应单体转化率不低于98%，活性单体残余率低于0.05%；
5、最终产品为稳定性很好的乳液体系，室温存储5个月不发生相分离；
6、每吨干污泥聚丙烯酰胺用量（干重）不高于2.5kg；
7、脱水污泥含水量小于80%，污泥悬浮固体回收率不小于97%。
市场预测
日处理10万吨中小型污水处理厂污泥脱水用聚丙烯酰胺絮凝
剂年需求量在134.1吨，年预算费用在536.4万元。
配合我国废水资源化进程的深入，高质量聚丙烯酰胺产品具有非常广阔的市场前景。
应用情况
产品经上海闵行水质净化厂试用，具有沉降速度快，使用量少，污泥回收率高等优点，应用综合性能达到或优于同类进口产品性能指标。
具有良好的经济效益和社会效益。
合作方式
在产业界寻求合作伙伴，进行中试科研成果的产业化过程。
挤出成型新进展
挤出成型新进展一、挤出成型新工艺随着聚合物加工的高效率和应用领域的不断扩大和延伸, 挤出成型制品的种类不断出新, 挤出成型的新工艺层出不穷, 其中主要有反应挤出工艺、固态挤出工艺、共挤出工艺、木塑复合材料挤出工艺、精密挤出工艺、气体辅助成型、微孔发泡挤出成型工艺。
（1）反应挤出工艺反应挤出工艺是20 世纪60 年代后才兴起的一种新技术, 是连续地将单体聚合并对现有聚合物进行改性的一种方法, 因可以使聚合物性能多样化、功能化且生产连续、工艺操作简单和经济适用而普遍受到重视。
该工艺的最大特点是将聚合物的改性、合成与聚合物加工这些传统工艺中分开的操作联合起来。
反应挤出成型技术是可以实现高附加值、低成本的新技术, 已经引起世界化学和聚合物材料科学与工程界的广泛关注, 在工业方面发展很快。
与原有的挤出成型技术相比, 它有明显的优点: 节约加工中的能耗; 避免了重复加热降低了原料成本; 在反应挤出阶段, 可在生产线上及时调整单体、原料的物性, 以保证最终制品的质量田〕。
反应挤出机是反应挤出的主要设备, 一般有较长的长径比、多个加料口和特殊的螺杆结构。
它的特点是熔融进料预处理容易; 混合分散性和分布性优异; 温度控制稳定; 可控制整个停留时间分布; 可连续加工; 未反应单体和副产品可以除去; 具有对后反应的限制能力; 可进行粘流熔融输送; 可连续制造异型制品。
2 固态挤出工艺固态挤出是使聚合物在低于熔点的条件下被挤出口模。
固态挤出一般使用单柱塞挤出机, 柱塞式挤出机为间歇式操作。
柱塞的移动产生正向位移和非常高的压力, 挤出时口模内的聚合物发生很大的变形, 使得分子严重取向, 其效果远大于熔融加工, 从而使制品的力学性能大幅度提高。
固态挤出有直接固态挤出和静液压挤出两种方法〔川。
在直接固态挤出中, 预成型的实心圆棒状物料〔29J 被放人料筒, 柱塞直接接触固体物料, 推动物料从口模中挤出。
在静液压挤出中,挤出所需的压力由柱塞经润滑液传递至料锭, 料锭形状与口模相配合以防止润滑液漏失。
南昌大学科技成果——反应性共混制备可生物降解共聚酯
南昌大学科技成果——反应性共混制备可生物降解共聚酯项目研究内容
传统塑料降解性能和生物相容性差，使用后由于不能生物降解照成严重的“白色污染”。
本项目利用自制的低聚乳酸（OLA）与现有的芳香族聚酯聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）以及第二组分聚乙二醇进行反应性共混，得到可生物降解脂肪/芳香共聚酯；通过对原料、投料比以及反应条件的选择，使力学性能、生物降解性以及生产成本最优，成膜透明性能很好。
技术特点
与同类普通塑料具有相当或相近的力学性能和加工性能；具有很好的生物降解性能；PETG40L30和PETG55L15共聚酯组织工程支架具有很好的细胞相容性；制备工艺简单，操作容易，便于加工，无需添加任何催化剂，产品成本低。
应用前景
本项目可完全生物降解脂肪/芳香共聚酯从实用性、环保性、经济性等多方位综合考虑，具有推广应用的条件。
因此苯项目无论在产品性能还是生产成本方面都具有较强的市场竞争力，将具有显著的社会和经济效益。
项目符合国家节能减排产业政策，其工艺及性能指标达到国际先进水平。
合作方式
技术入股、技术转让。
聚合物气辅共注成型工艺的实验研究
聚合物气辅共注成型工艺的实验研究
周国发;孙倞;钟序光
【期刊名称】《工程塑料应用》
【年(卷),期】2007(35)11
【摘要】针对气辅共注成型中多相分层流动存在着各分层界面应力间的相互耦合,使得其成型过程具有特殊的流动输运规律和动力学特征,对气辅共注成型工艺进行了系统的实验研究.通过实验研究了熔体注射温度、气体填充量和气体延迟时间3种工艺参数对气辅共注成型的影响规律,并在此基础上通过理论分析揭示了工艺参数时气辅共注成型的影响机理.
【总页数】4页(P27-30)
【作者】周国发;孙倞;钟序光
【作者单位】南昌大学环境科学与工程学院,南昌,330031;南昌大学环境科学与工程学院,南昌,330031;南昌大学环境科学与工程学院,南昌,330031
【正文语种】中文
【中图分类】TQ32
【相关文献】
1.熔体注射温度对聚合物气辅共注成型过程影响的试验研究 [J], 周文彦;周国发
2.气体注射控制参数对聚合物气辅共注成型过程影响的试验研究 [J], 周国发;刘岑
3.气辅共注射成型工艺的实验研究 [J], 匡唐清;柳和生;周国发;李贵金
4.气体注射控制参数对聚合物气辅共注成型过程影响的实验研究 [J], 周国发;胡全连
5.气辅共注成型工艺中气道截面影响的CAE研究 [J], 匡唐清;柳和生;周国发;李贵金
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气辅注塑技术研发实现突破
气辅注塑技术研发实现突破
佚名
【期刊名称】《国外塑料》
【年(卷),期】2009(27)11
【摘要】南昌大学柳和生教授承担的第二批江西省主要学科跨世纪学术和技术带头人培养计划项目——气体辅助注塑成型技术研究及气辅注塑成型机研制项目，日前在南昌通过江西省科技厅主持的验收。
该项目的研制成功，为推动我国注塑成型技术进步，为塑料制品企业改进气辅注塑工艺，奠定了扎实的理论和实验基础。
【总页数】1页(P76)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.追加辅助气道结构实现气辅注塑成型的仪表板本体 [J], 陈荣章;朱静
2.我国气辅注塑技术研发获得突破 [J],
3.一种热流道系统实现A级表面的气辅注塑成型 [J],
4.气辅注塑技术研发获重大突破 [J],
5.我国气辅注塑技术研发获重大突破 [J],
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南昌大学科技成果——聚合物气体辅助挤出成型工
艺及装置
项目研究内容及用途
本项目采用一种气体辅助挤出成型技术，其技术关键是通过气体辅助控制系统精确控制气体压力，采用气体辅助挤出口模使聚合物挤出时在口模内壁形成一层稳定的气垫膜层，从而实现挤出由非滑移粘着剪切口模挤出机理转化为完全滑移非粘着剪切口模挤出机理，将口模壁面对挤出熔体的阻力降到最低限，从而达到减小挤出胀大、降低口模压降和制品内应力、提高制品表面和内在质量的目的。
聚合物气体辅助挤出成型技术可应用于各种聚合物的挤出成型加工，如管材、板材、片材、棒材、电线电缆等，尤其适合于异型材挤出成型。
技术性能及特点
本项目组对气辅挤出无论是实验和数值模拟的研究，在系统性和研究深度方面都有很大提高，主要表现在：
（1）在气辅挤出成型的影响因素上，通过实验和数值模拟研究了辅助气体压力、温度、流量、口模尺寸等对气辅挤出的气垫膜层形成和稳定性、对挤出胀大和挤出口模压降等的影响。
（2）在挤出口模的类型上，研究了缝形口模、圆形口模、方形口模和L形截面口模的气辅挤出中，不同工艺参数、不同物性参数条件下的气辅挤出，得到了不同截面口模、不同工艺参数和物性参数时的各种场量分布，并通过对场量的分布分析，提出了气辅挤出成型技术的工艺条件和气辅挤出口模的设计准则。
（3）在接近实际工况上，研究了三维非等温过程的气辅挤出。
（4）在对挤出胀大率和口模压降这两个主要指标上，国外的研究结果为采用气辅挤出，口模压降降低24%，挤出胀大率由传统的33%降为13%，该项目的研究结果为口模压降降低25-40%，挤出胀大率由传统挤出的10-28%降到1%以下。
应用前景
气体辅助挤出成型通过在口模内壁建立稳定的气垫膜层，减小挤出口模对挤出熔体的流动阻力，实现完全滑移非粘着剪切挤出，从而减小挤出胀大、降低口模压降和制品内应力，为实现精确、高速和低能耗挤出创造了条件，该技术可应用于各种聚合物挤出，尤其适合于异型材挤出成型，在汽车、电气、建材等工业领域具有广阔应用前景。
合作方式技术转让、技术入股。