PET片材擠出成型有限元模擬及工藝研究.pdf

1、PET具有產(chǎn)量大、價格低、耐熱性、耐化學(xué)藥品性、耐磨性、電絕緣性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用空間，因此深入研究PET的加工技術(shù)和成型工藝引起人們的關(guān)注。
　　本文以塑料擠出成型理論為基礎(chǔ)，將聚合物流變學(xué)、計(jì)算流體動力學(xué)和塑料加工工藝相結(jié)合，對聚合物熔體片材口模流道內(nèi)的流動系統(tǒng)地開展了計(jì)算機(jī)模擬研究。
　　利用POLYFLOW軟件，分別對長方形片材擠出口模和衣架型片材口模流道內(nèi)的聚合物熔體的流動規(guī)律開展了模擬分析，獲得了壓

2、力場、速度場和溫度場的分布。對聚合物雙層共擠開展了模擬分析，獲得了共擠片材自由邊界的變化狀態(tài)。
　　對長方形片材擠出口模進(jìn)行了擠出脹大分析和口模的優(yōu)化，并深入探討了影響口模設(shè)計(jì)質(zhì)量的速度出口均一性和入口體積流率，重點(diǎn)分析了Cross指數(shù)和入口體積流率對聚合物熔體壓力和速度分布的影響。而對于應(yīng)用廣泛的衣架型口模，主要研究了歧管擴(kuò)展角、入口段長度和扇形過渡區(qū)長度對流道內(nèi)聚合物熔體的壓力、速度和溫度的分布影響。在聚合物共擠模擬中，重點(diǎn)研

3、究了入口體積流率和口模流道收斂角對自由邊界的影響。
　　通過模擬研究，獲得了指導(dǎo)成型工藝和模具設(shè)計(jì)的相應(yīng)規(guī)律。PET片材在擠出成型中脹大現(xiàn)象較為明顯，在模具設(shè)計(jì)時應(yīng)該充分考慮聚合物的擠出脹大效應(yīng)，這一問題可通過逆向擠出功能予以解決。熔體壓力和速度隨Cross指數(shù)和入口體積流率的增大而增大。在衣架型口模中，歧管擴(kuò)展角對熔體的壓力和速度影響顯著，但對熔體的溫度分布影響不明顯。在歧管擴(kuò)展角為某一特定值時，出口處熔體物理量場分布較為合理。

4、隨著入口段長度的增大，所需擠出壓力增大，出口溫度隨入口段長度的增加而降低。扇形過渡區(qū)長度的變化對熔體壓力和速度的分布影響顯著，但對熔體溫度的分布影響不明顯。在共擠成型中，入口體積流率對共擠片材的自由邊界變化影響顯著，但口模流道收斂角對自由邊界的影響不明顯。
　　最后，針對擠出片材開展了實(shí)驗(yàn)研究，在不同的溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和輥筒速度下制備擠出片材，解釋了擠出片材產(chǎn)生缺陷的原因。為得到較好拉伸取向的片材，在擠出過程中三輥壓光機(jī)輥筒的線速度