端末效应是指聚合物流体在管道中进行剪切流动时,流体流经截面变化部位时发生的弹性收敛和膨胀运动。此效应会使制品发生变形扭曲、尺寸不稳定、内应力过大等问题。此效应可分为入口效应和离模膨胀效应。
(1)入口效应
由于流道截面变小,使流体压力降突然增大的现象。Le—入口效应区长度
压力降产生原因:当流体收敛时,发生强烈的拉伸流动和剪切流动,使聚合物分子链产生大的拉伸流动和剪切流动,引起分子链构象重排,一部分能量作为弹性应变能储存在聚合物中,一部分能量消耗于粘性流动中。入口压力降可用某一“等效长度”压力降相等换算。一般“等效长度”为流道直径D的1-5倍。
(2)离模膨胀效应是指聚合物流体离开口模后产生体积膨胀的现象。
流体流出流道口流体直径变化情况:低粘度牛顿性流体流体直径变细;粘弹性聚合物熔体,流体直径增大膨胀。
聚合物挤出物挤出口模的胀大程度:长大比(Df/D.Df—自然流动挤出物膨胀最大直径;D—流道直径。
离模膨胀效应机理:由于入口效应产生流体的拉伸弹性应变和剪切弹性应变在离开出口时没有完全松弛,流体流出流道口在无应力约束下,伸展分子链很快回复卷曲构象,使流体产生轴向收缩和显著的景象膨胀。
(3)影响末端效应的因素
①内因:分子量高、分子量分布窄和非牛顿性强的聚合物,出口膨胀现象越显著。
②外因:流道长度长、稳定流动时间长、增大流道直径或提高流道长径比(L/D.、提高流体温度,出口膨胀现象降低。
附加:在聚合物成型加工过程中,常通过增加定型或口模平直长度、适当降低加工剪切应力、适当提高加工温度、挤出物的牵引速度或拉伸比降低入口效应和离模膨胀效应。
(简答题)
聚合物流体流动过程中的末端效应。
正确答案
答案解析
略
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