粘弹性塑料熔体在狭缝流道中的流动分析

　　塑胶五金网讯：粘弹性塑料熔体在狭缝流道中的流动分析()涂志刚，柳跟生，包忠诩(南昌大学，江西南昌 330029)等的解析表达式，并跟UppercmvectedMaxwelKUCM)流体的分析结果相比，讨论了PTT模型中引入跟熔体拉伸相关的材料参数e对分析结果的影响。结果表明，研究中把流场分为剪切流动区跟拉伸流动区是合理的，PTT模型比UCM模型能更真实地反映实际聚合物熔体的流动状态。

　　中图法分类号：TP31：A 1刖言狭缝流道是聚合物口模挤出研究中的基本流道之一，无论是对牛顿流体还是幂律流体等在口模中的流动分析都是从简单截面形状的流道开始的，一般以狭缝形流道跟圆管流道作为两个基本研究对象。研究表明对于矩形截面流道，在宽高比大于10的状况下简化为狭缝流道进行流动分析，其结果误差小于15%1，在挤出口模设计时的聚合物熔体流变学分析中，甚至对于一些环状截面流道也能够等效地简化成狭缝流道，而不致于引起太大的误差;近年来，随着塑料门窗的推广运用，研究人员对塑料异型材口模挤出经历中熔体流动分析的兴趣日渐增加，对于这种复杂流道结构中熔体的流动分析，一般可采纳开展法跟分流道法，在这两种方法中，狭缝形流道充当了一个十分重要的角色，所以，对狭缝流道中聚合物熔体的流动分析仍有重要工程应用意义。

　　另一点值得引起重视的是以往的研究工作中，特殊是现有的商业CAE分析软件，大多把聚合物熔体处理为广义牛顿流体仅仅考虑了其剪切变稀的流变特性，而没有充足考虑聚合物熔体的非线性粘弹性的特点曲于高聚物熔体非常复杂的链结构跟聚集态结构，其流动是大分子变形跟取向所造成的强非线性粘弹性经历，不只有剪切变形，并且还有拉抻流动，所以要真实地反映聚合物熔体的流动特性，必须采纳更客观的本构方程，PTT模型正属这一类，它能定量地描述聚合物熔体的剪切粘度跟法向应力差，是一个非线微分型粘弹性本构方程，在近年的研究中常用来进行以数值模拟为主的流场分析，如'所示。实际聚合1物熔体的流动状态正是如此。

　　图能够得到温度分布曲线，如UCM流体的温度分布比较，在侧壁一带温度增加较快，而中心部位相对平缓，这正跟速度分布的变化一致，因此，温度分布的变化也是导致流场分为剪切流动跟拉伸流动两个流动区域的原因之一;这一现象我们也能够从粘度的影响因素来考虑，粘度是剪切速率跟温度的函数，因为壁面附近的剪切速率跟温度相对中心带增加幅度大，所以，粘度下跌较快，相应地其剪切力降幅较大，从局部来看，相当于流动阻力减少。

　　由此表明，采纳PTT模型能更真实地反映实际聚合物熔体的流动状态。

　　从式(10a)能够看的出，在中心线上PTT流体的温度也比UCM流体的温度高，整个流场中，PTT流体的温度均高于UCM流体，从工艺上讲相当于提升了挤出温度，加上剪切变稀效应，因而导致PTT流体的流率提升，从式(7)、(8X-rite504 )我们也能够得出同样的结论。