Page 81 - 《橡塑技术与装备》2022年12期
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理论与研究                                                  黄水华 等·气体辅助技术对聚合物共挤成型的影响


                    自气辅挤出成型技术问世以来，气辅挤出口模的                         共挤段。结果表明，2 种熔体料间界面已黏合密实，
                设计及改进越来越引起业界研究人员的重视。气辅挤                           可有效避免气辅共挤出制品的表面产生气槽。不同工
                出口模的设计主要有孔隙进气法和缝隙进气法２种。                           况条件下，改进设计后的Ｌ形截面双层共挤口模能避
                气辅挤出口模流道的合理设计是保证和提高气辅挤出                           免制品表面产生气槽。
                制品品质的关键。在孔隙进气法和缝隙进气法之外，
                南昌大学的黄兴元        [15]  等采用缝隙进气法设计了圆棒形              4 结论
                和Ｔ形异型材气辅挤出口模 , 并进行了实验研究。结                             气辅共挤技术相比较传统共挤技术有着很多优
                果表明，气体辅助技术能有效提高塑料棒材和异型材                           势，气体辅助挤出技术的应用能显著改善传统挤出中
                挤出制品的品质。2011 年 , 黄益宾           [16]  等采用缝隙进       的缺陷 , 能有效解决挤出制品的离模膨胀、内应力及
                气法设计了矩形异型材气辅共挤口模，用于塑料双层                           翘曲变形 , 还能降低能耗等。综上可知 , 将气辅挤出技
                ( 叠层 ) 共挤成型。                                      术应用于聚合物的共挤出 , 必将有助于解决传统共挤
                    但是结果表明，气体辅助技术虽然能有效改善甚                         出中的问题 , 还能提高制品的表面质量和生产率。
                至消除传统共挤成型过程中存在的离模膨胀、黏性包                               同时，适当的气体压力、气体长度、管壁厚度、
                围等内在缺陷，但因口模结构问题（即气体入口位置                           模型改进等因素的改进和控制，都有助于成型物的品
                为 2 种熔体汇合处），气辅共挤出制品表面容易产生气                        质提高，减少挤出膨胀等问题。经过一定的实验以确
                槽，当气体压力增大时，甚至出现２种塑料熔体界面                           定最为合适的气体压力、长度、宽度等设置，可以更
                无法结合的现象，大大降低了制品的外观品质和力学                           好的契合气辅共挤的流程，从而改善挤出物的成型，
                性能。                                               否则甚至可能会加剧挤出物的变形。
                    邓小珍   [17]  在此基础上借鉴黄益宾等有关矩形截
                面异型材双层气辅共挤口模的设计经验，将口模内熔                           参考文献 :
                                                                  [1]  刘希春．橡胶加工设备与模具 [M]. 化学工业出版社，
                体表面与口模壁面之间的气垫层单独作为一层，而不
                                                                      2014:9-15.
                是简化为完全滑移边界条件，可分析气体流动状态对                           [2]   R.F.Liang,M.R.Mackley.The gas-assisted extrusion of molten
                挤出制品的影响，结果有助于气辅共挤口模的改进设                               polyethylene[J].JournalofRheo-logy,2001,45(1):211-218.
                                                                  [3]   尹智龙，邓小珍，黄兴元 . 聚合物气辅共挤成型机理研究 [J].
                计。采用有限元法建立Ｌ形截面异型材三维非等温黏
                                                                      江西科学，2009,27(01):136-139.
                弹气－液－液共挤流动理论模型进行数值模拟。
                                                                  [4]   柳和生，万齐访，黄兴元，等 . 气辅对 L 形异型材包覆共挤胀
                                                                      大影响的数值模拟 [J]. 中国塑料，2015,29(03):79-85.
                                                                  [5]   邓小珍，柳和生，黄益宾，等 . 气体辅助对聚合物异
                                                                      型材多层共挤成型的影响 [J]. 高分子材料科学与工程，
                                                                      2013,29(05):137-140.
                                                                  [6]   ArdaD,MackleyM.Sharkskininstabi litiesandtheef fec
                                                                      tofslipfromgas - assistedextrusion[J].R - heologicaAc
                                                                      ta,2005,44(4):352-359．
                                                                  [7]   任重，黄兴元，柳和生，等 . 气体压力对聚合物气辅挤出
                                                                      成型影响实验及模拟 [J]. 四川大学学报 ( 工程科学版 )，
                                                                      2016,48(01):200-207.
                                                                  [8]   ZhongRen,XingyuanHuang.Numerical study on the influence
                                                                      of gas flow rates on the gas-assisted extrusion deformation
                                                                      of plastic micro-tubes[J].Journal of Physics:Conference
                                                                      Se-ries,2019,1213(4):1-4.
                                                                  [9]   Ren,Z,Huang,X,&Xiong,Z.Numerical study on the effect of
                     图 4 L 型截面双层气辅共挤流道的几何结构                           gas layer width on th-e gas-assisted extrusion forming of
                                                                      plastic pipes[J].IOP Conference Series:Materials Science
                    如图 4 所示，与黄益宾等的矩形截面气辅共挤口
                                                                      and Engineering,2018,423:12-33.
                模结构相比，该改进型根据数值模拟结果，为避免气                           [10]  Ren,Z.,Huang,X.Y. Effects of Gases  Temperature on the
                辅共挤制品表面 2 种熔体界面结合处产生气槽，在共                             Viscosity and Flow Veloci-ty of Melt in the Gas-Assisted
                                                                      Extrusion  Forming of Plastic Micro-Tube,Materials Science
                挤过渡段的收敛流动区后增加了一段 5  mm 长的传统
                                                                      Forum,2020,976:145–150.


                      年
                2022     第   48 卷                                                                      ·31·
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