塑料振动加工与样品成型一体化试验机及其应用研究

【摘要】随着人们对新材料需求的日益增大以及塑料行业的蓬勃发展,塑料加工和检测过程迫切需要集加工与成型于一体的高效实验仪器作为支撑,但目前国内外尚没有一款实验设备能同时实现振动场下聚合物流变性能检测和通过样品模具成型直接进行塑料相形态的研究,而各式流变仪大多集中于对聚合物熔体流变特性检测的单一功能,缺乏直接成型检测用样品的功能以及较高频率振动场对聚合物流变行为的影响。本塑料振动加工与样品成型一体化试验机能够实现对各种流体及聚合物熔体在连续稳态及动态振动模式下流变特性及相转变过程的研究,可用于多种类型的塑料加工实验,操作方便,适用性强,具有广泛的应用前景。借助该试验机的控制系统,将高幅低频振动与低幅高频振动相叠加,得到包含剪切与振动复合作用的叠加型振动场控制活塞运动,作用于芋头和小麦两种淀粉试样的塑化过程,得到两种热塑性淀粉。借助试验机的连续稳态测量模式,在线监测淀粉的塑化过程在不同振动频率下的表现,通过记录不同实验条件下的塑化时间,表征振动场频率对淀粉塑化过程的影响。借助试验机的流变测量功能,直接测量实验所得到的热塑性淀粉熔体的流变性能,得到基于芋头与小麦粉的两种热塑性淀粉的流变特性对复合外场的响应规律。实验发现,叠加型振动场的施加对淀粉的塑化过程具有一定的促进作用,其作用大小主要与所施加振动场的振动频率以及淀粉种类有关。在该试验机的连续型稳态流变测量模式下,研究了低密度聚乙烯(LDPE)在不同频率(OHz、1.6Hz、6.5Hz、10Hz和12.2Hz)的振动场作用后的流变特性,通过比较发现：在相同的塑化温度下,振动场作用加速了LDPE熔体的剪切变稀过程,其影响程度随振动频率的增大而增大。通过共混实验发现,一定强度的振动场可以改善无机粒子在聚合物基体中的分散效果,实验验证了振动场在塑料共混中应用的有效性。
【作者】刘雨；
【导师】许忠斌；
【作者基本信息】浙江大学，化工过程机械，2014，硕士
【关键词】塑料加工；振动；试验机；淀粉塑化；流变学；

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