Page 50 - 《橡塑技术与装备》2017年10期（5月塑料）
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橡塑技术与装备（塑料）                              CHINA RUBBER/PLASTICS  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT (Plastics)


           对单腔微管的挤出过程进行了数值模拟，模拟所得微                           有 较 大影响，且微流道尺寸越小，影响效果越明显。
           流道内熔体的压力值与实验结果基本一致，证实了新                           肖兵等    [49~50]  基于纯黏本构模型研究了微细流道中聚合
           的壁面滑移模型的正确性。赵丹阳等                [32]  数值分析了聚      物熔体的流动行为，结果表明，壁面滑移和管壁厚度
           氨酯熔体在双腔微管流道内流动的均匀性，结果表明，                          对微细流道中熔体的流动行为均有明显影响，提高流
           影响双腔微管流道内熔体流动均匀性显著程度由强到                           道壁面光滑程度和适当增加管壁厚度均有利于改善微
           弱的各参数分别是 ：分流角、内筋定型段长度、压缩                          细挤出制品质量。柳和生等            [51]  则将气体辅助工艺应用
           角和压缩比，并根据确定的最佳流道结构参数，设计                           到微管挤出成型过程，结果表明，气体辅助工艺在微
           制造了双腔微管挤出模具，挤出实验结果验证了数值                           尺度效应下，仍然较好地消除熔体的挤出胀大行为，
           结论的正确性。                                           使得口模出口处熔体的速度场均匀一致，剪切速率接
               2012~2014 年，傅志红等       [33~35]  通过数值模拟的       近零值，且熔体的口模压降降为普通微管挤出的一半。
           方法研究了表面张力、牵引拉伸和壁面滑移等因素对                               2016 年，Z.  Ren 等   [52~53]  研究了微流道长径比
           微挤出成型的影响，研究结果表明，由于微尺度效应                          （L/D）对熔体压力的影响及熔体压力、温度和 L/D 等
           的影响，相关工艺参数对成型的影响有别于传统的大                           对微流道中壁面滑移速度的影响，L.  Meng 等               [54]  研究
           尺度挤出成型。M. Ansari 和 H.  Uematsu 等        [36~37]  对  了微流道直径大小对 PP 熔体黏度和壁面滑移速度的
           高密度聚乙烯（HDPE）在毛细管中流动行为的研究                          影响，结果表明，微流道中熔体的流动行为有别于宏
           结果表明，熔体在毛细管中的挤出过程仍存在明显的                           观尺度流道中的流动行为，且微流道直径的大小对熔
           口模压降和挤出胀大行为，且挤出物的挤出胀大率和                           体的流动行为也存在明显影响。
           扭曲变形程度均随着剪切速率的增大而增大。G.  B.
           Jin 等  [38~42]  设计制造了聚合物中心对称单腔微管、轴                3 结论与展望
           对称双腔异型微管和周边均匀分布五腔异径微管的挤                               微尺度效应对聚合物熔体在微流道中的流动行为
           出成型口模，并进行了实验研究和分析，获得了挤出                           有较大影响，宏观条件下研究所得的成型机理不能简
           成型工艺参数对聚合物微管截面尺寸和形状精度的影                           单地应用于微挤出成型过程 ；此外，现有对于聚合物
           响规律。肖建华等        [43]  使用毛细管流变仪系统研究了微              微挤出流动行为的研究大多数是基于纯黏本构模型进
           通道中润滑剂用量及滑润剂结构对 PP 熔体微挤出成                         行的，未考虑聚合物熔体的高弹性对成型过程的影响，
           型表面变形及熔体黏度的影响。J.  H.  Kim 等             [44]  采用  实际流动过程中，聚合物熔体的弹性作用对微流道中
           不同的本构模型预测了微流道中熔体的速度分布、口                           流动行为的影响不容忽视。进一步明确微流道中聚合
           模压降及挤出胀大行为，结果表明，PTT 黏弹本构模                         物熔体的流动行为，揭示聚合物微挤出成型流变学机
           型能更好地描述微流道中熔体的流变行为。A. Adam                        理，探明聚合物微挤出制品质量影响因素及规律，达
           等  [45]  研究了超声波对 1  mm 微狭缝中聚合物熔体流动                到优化成型工艺，改善微制品质量的目的，需要广大
           的影响，结果表明，在相同条件下，超声波对微挤出                           从事聚合物成型加工的科技工作者共同努力。
           成型的影响远大于熔体温度和压力的影响，他们对微
           注射成型的研究则表明，超声波本身对微注射成型影                           参考文献 ：
                                                             [1]   E. B.Brousseau, S.S.Dimov,D.T.Pham. Some recent advances
           响不大，但能加强口模温度、注射压力和温度对成型
                                                                 i n m ul t i -m a t e ri a l  i m c ro-a nd na no-m a nufa c t uri ng[J].
           的影响。Y.  Chan 等    [46]  研究了微挤出成型过程中聚合                 The International Journal of  Advanced Manufacturing
           物液 - 固两相共存区的应力分布情况，研究结果表明，                            Technology，2010, 47(1~4):161~180.
                                                             [2]   J.Wang,A.Olah, E.Baer.Continuous micro-/nano-fiber
           在微流道中，当水平方向距离远大于垂直方向距离时，
                                                                 composites of polyamide 6/polyethylene oxide with tunable
           以剪切应力为主，当水平方向距离远小于垂直方向距
                                                                 mechanical  properties  using  a  novel  co-extrusion  technique
           离时，以法向应力为主，当水平方向距离与垂直方向                               [J]. Polymer，2016, 82:166~171.
           距离接近时，法向应力与剪切应力共存。                                [3]   M. Heckele, W. K. Schomburg. Review on micro molding of
               2015 年，L.  Meng 和 H. Tian 等  [47~48]  对聚合物        thermoplastic polymers[J]. Journal of Micromechanics and
                                                                 Microengineering，2004, 14(3):R1~R14.
           熔体在不同构型的微流道中流动行为的研究结果表                            [4]   X.-X.Yan, J.-Q.Liu,S.-D.Jiang, et al. Fabrication and testing
           明，微尺度效应对熔体的剪切速率和挤出胀大率均                                analysis of tapered silicon microneedles for drug delivery

           ·30·                                                                             第 43 卷  第 10 期
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