超臨界流體微孔注射成型中成核分布的研究.pdf

1、氣泡成核階段是控制泡體質量的關鍵階段，直接決定著泡孔的密度和分布。本文采用超臨界流體CO2作為物理發(fā)泡劑用于微孔塑料PS的注射成型，以微孔塑料的經(jīng)典成核理論為基礎，探索性地研究了注射壓力P、熔體溫度T對泡核密度及其分布的影響。
　　 微孔注射成型過程中，由于沒有第三相的存在，可以利用微孔經(jīng)典成核理論中的均相成核去解釋成型過程中泡核的產(chǎn)生。根據(jù)均相成核速率公式，在超臨界流體濃度恒定的情況下，界面張力預測的準確與否是計算成核速率的關

2、鍵?；诖?，本文建立了不同的界面張力模型：聚合物PVT性質表征模型和LGT理論模型。
　　 聚合物PVT性質表征模型是較早地應用于求解混合液界面張力的模型，本文主要對該模型進行了以下兩個方面的改進：
　　 (1).將Tait經(jīng)驗狀態(tài)方程應用于求解聚合物熔體的PVT物理狀態(tài)參數(shù)，改變恒定熔體密度的一貫做法，使熔體密度隨著壓力P、溫度T的變化而變化。
　　 (2).將S_L狀態(tài)方程應用于求解聚合物熔體/超臨界流體混合

3、體系的密度，不再使用各組分密度加合的方法，較準確地預測混合體系在不同壓力P、溫度T下的密度。
　　 LGT理論模型需要結合S_L狀態(tài)方程來預測混合體系的界面張力，形式比較復雜。但在準確獲取S_L狀態(tài)方程的相互作用參數(shù)的前提下，它能夠較準確的描述界面張力受壓力P、溫度T影響的變化趨勢。
　　 將兩種模型分別與相關文獻實驗數(shù)據(jù)進行對比，發(fā)現(xiàn)聚合物PVT性質表征模型所計算的界面張力與實驗數(shù)據(jù)隨壓力的變化有著截然不同的趨勢，而L

4、GT理論模型則吻合的較好，因此本文采用后者來進行微孔注射成型中成核速率的計算。
　　 由于受國內實驗條件的限制，無法準確驗證成核密度模型的正確性。由計算結果可知：微孔注射成型中產(chǎn)生泡核的數(shù)量受注射壓力的影響要比熔體溫度大，且隨著壓力的升高而增大，溫度的升高而減少。
　　 最后，由于聚合物熔體/超臨界流體均相體系在型腔中的流動行為非常復雜，使得泡核形成的分布充滿不確定性。為此，本文采用Visual C++中的隨機種子函數(shù)并