一、单螺杆挤出机中熔体混合理论的研究（论文文献综述）
马冲[1]（2021）在《挤出预成型对回收塑料模压发泡板材质量的影响》文中研究指明回收塑料重复利用是资源循环利用的重要方式之一,对于节约资源、环境保护具有重要作用。回收塑料模压发泡板材是利用回收塑料再生产的产品之一。目前,工厂内回收塑料模压发泡板材的生产工艺是:密炼机混炼→三台开炼机薄通预成型→冷却出薄片→叠片→平板模压发泡机发泡→切片。然而,用开炼机制备预成型板材的方法生产效率低、工艺复杂且费力。而用熔体挤出制备预成型板材的方法,虽然能够有效克服上述方法的缺陷,但对于回收塑料制备预成型板材经过模压发泡后仍存在硬质粒子、发泡倍率低及泡孔尺寸不均匀等质量问题。可以推测熔体挤出机螺杆构型的分散混合效果差是造成上述发泡板材质量缺陷的主要原因。因此,设计一种高分散强混合的新型螺杆对制备高质量发泡板材,提高回收塑料挤出预成型板材的制备效率具有重要意义。研究内容和研究成果如下:（1）通过理论分析,在原有螺杆构型的基础上,设计一种新型螺杆,将拉伸混合机理与屏障螺杆相结合,在喂料段和挤出段之间增加了带有强力拉伸流场的混合段,解决回收料中存在的高分子量级熔点较高的问题,提高填料在混合物中分散效果。（2）运用有限元分析软件POLYFLOW对两种螺杆进行了数值模拟分析。结果表明:与原有螺杆相比,新型螺杆的拉伸剪切混合作用大,混合指数更接近于1。（3）通过设计不同回收塑料（PE）含量实验配方,对新型螺杆和原有螺杆进行对比实验研究。实验结果表明:在预成型板材挤出成型过程中,新型螺杆的分散混合和熔融能力明显高于原有螺杆,板材中凝胶和填料聚集体现象明显减少;将预成型板材经过模压发泡后,新型螺杆得到的发泡板材外观、质量明显得到提高,100%回收料即可正常发泡;新型螺杆的挤出能力比原有螺杆增加的最大幅度约3.6%,新型螺杆挤出温度比原有螺杆增加的最大幅度约1.7%,新型螺杆功率消耗比原有螺杆增加的最大幅度约10%。
薛斌[2]（2020）在《基于振动力场作用下三螺杆挤出聚乳酸基材料混合机理及其结构性能研究》文中指出近几十年来,石油基高分子材料的用量剧增,在加速石油资源短缺的同时,也对环境造成了严重的污染。自“限塑令”出台以来,以聚乳酸（poly-lactic acid）,PLA)为代表的生物可降解绿色高分子材料受到了广泛的关注。PLA具有拉伸强度高、易加工、生物相容性好及生物可降解等优点,被认为是最具前途的生物基高分子材料。然而纯PLA是一种脆性较高的材料,其较低的断裂伸长率和抗冲击强度等缺点限制了其应用。为提高PLA基材料的韧性,通常加入韧性材料、填充物等,以改善其性能。在PLA的韧化改性过程中,混合效果的好坏直接影响着其性能。因此,如何在PLA的加工过程中,通过加工技术和装备的创新,实现更好的混合效果,提高PLA基材料的综合性能,不仅对生物基PLA的广泛应用有着重大的影响,而且对降低因石油基高分子的广泛使用所带来的石油资源浪费与环境污染问题有着重大的现实意义,因此,对加工设备的混合能力提出了更高的要求。据此,课题组创新性地研制了一种平衡式三螺杆动态挤出机,为PLA基材料的制备及发展振动力场加工混合理论具有着重要的科学意义。本文通过自主研制的平衡式三螺杆动态挤出机,采用两端对称进料、物料对螺旋作用力相互抵消的“平衡式”结构,将振动力场引入到聚合物材料的混合加工过程中,成功制备了PLA基共混/复合材料。基于理论分析,建立了平衡式三螺杆动态挤出机塑化输运系统内混合输运过程中的物理和数学模型。通过数值求解,获得了振动力场参数与螺杆周向和轴向的速度及其形变速率变化的关系,证明了在中间螺杆施加轴向振动,能够使螺杆之间产生周期性变换的剪切-拉伸复合流场。运用Polyflow对三螺杆挤出机啮合块进行了数值模拟,研究了振动力场对速度场、混合指数、剪切速率场与粒子运动轨迹的影响规律,分析发现,轴向振动使中间主啮合块和两侧副啮合块的轴向齿间啮合间隙呈周期性变化,物料有轴向向前的速度,且存在的漏流现象。结果显示,混合指数（?）在整个模拟时间段内呈周期性变化,且都存在?大于0.5的区域,验证了剪切-拉伸复合流场的存在。基于理论分析,采用实验研究手段,制备了PLA/三元乙丙橡胶（EPDM）,PLA/聚丁二酸丁二醇酯（PBS）/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（EGMA）、PLA/有机蒙脱土（OMMT）三种PLA基材料。实验结果显示,与稳态加工力场相比,振动力场的引入所制备的PLA/EPDM共混物中分散相EPDM粒子粒径减小,分布均匀;制备的PLA/PBS/EGMA共混物中EGMA环氧基团与PLA分子和PBS分子中的羟基发生原位反应的比例提高,导致分布在PLA和PBS相界面上的PLA/PBS-g-EGMA共聚物增多;制备的PLA/OMMT复合材料中片层OMMT在PLA基体层间距增加,团聚程度显着减小。以上结果表明,振动力场的引入提高了PLA基材料中分散相的分散效果。基于实验结果,深入分析了振动力场对混合过程的影响规律及其分散机理,揭示了振动力场的振幅和振频对平衡式三螺杆动态挤出机所制备的PLA基材料性能的影响规律,建立了工艺-结构-性能之间的关系,为制备高性能聚乳酸基材料提供了理论依据。本课题将振动力场引入三螺杆挤出机,突破了传统的单、双螺杆挤出机以剪切形变为主导的混炼机制,轴向振动使熔体输送过程中承受了一定的拉伸形变作用,螺杆之间产生周期性变换的剪切-拉伸复杂流场,对PLA基材料塑化起到强化混合以及促进分散等作用。因此,平衡式三螺杆动态挤出机必将成为聚合物混合混炼加工成型的重要设备,为聚合物复合材料加工发展起到重要作用。
韩海川[3]（2020）在《螺杆挤出机螺杆结构对挤出流场影响的数值模拟》文中研究指明螺杆式挤出机作为一种常见的聚合物加工设备,在加工过程中依靠螺杆旋转为物料提供挤压力和剪切力,使物料可以进行充分的塑化与混合,其优异的性能极大的提高了聚合物混合加工的效率。为了提高螺杆的混炼能力,从螺杆的几何结构出发,以聚合物流变学与聚合物熔融理论为基础,利用数值模拟方法分析强剪切段螺杆结构对挤出流场的影响。参考串联式螺杆与剪刀的工作原理,设计剪刀式单螺杆挤出机强剪切段的螺杆与机筒结构,即分别在螺杆表面与机筒内壁开设剪刀式螺棱,螺杆单元与机筒单元分别通过花键轴与螺纹连接,交错组装。螺杆在静止的机筒中高速旋转时,螺杆螺棱与机筒螺棱做相对运动形成很强的剪切应力,完成对聚合物的剪切断链与破碎。运用有限元方法模拟等温条件下聚乙烯（PE）熔体在剪刀式强剪切段中的剪切挤出过程,获得物料所经历的剪切速率场、剪切应力场、压强分布情况,将结果与传统单螺杆挤出机强剪切段进行对比,得出了新型剪刀式强剪切段模型的剪切效果有了极大的提高,但是由于径向结构比较封闭,降低了其轴向的压强,不利于物料的挤压。为了能利用好剪刀式强剪切段几何结构的优势同时弥补其缺点。在不改变其剪刀式结构的前提下对其几何结构进行优化改进。改变对挤出流场影响较大的螺杆螺棱头数和螺杆螺棱与机筒螺棱之间轴向间隙两种几何参数进行模拟,结果表明螺杆螺棱头数的增加会增强强剪切段的剪切挤出性能,而在效果最好的5头螺棱基础上建立的不同螺杆螺棱与机筒螺棱轴向间隙的组合方式中并没有随着间隙的减小而提高强剪切段的性能,而是选取了间隔适中的2mm间隙,既保证了挤出机的强剪切优势又增强了其挤压效果。基于单螺杆挤出机模拟的理论基础,为了进一步探索螺杆挤出机的混合规律,分别建立加入捏合盘元件、加入反螺纹元件的双螺杆模型。对等温条件下线性低密度聚乙烯与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物共混熔体（LLDPE/SBS）在不同结构的螺杆中进行流场模拟,利用粒子示踪法分析并得出不同双螺杆中粒子的分散混合与分布混合规律,最后利用混合指标表征方式比较了剪刀结构与不同双螺杆的流场混合情况。结果表明:双螺杆中加入了捏合盘元件和加入了反螺纹元件的双螺杆的剪切、混合效果优于常规双螺杆,其中加入反螺纹元件的螺杆在挤出过程中比常规螺杆提高了约78%的剪切应力;其轴向的反流情况增加了粒子的停留时间,适用于反应挤出实验;且径向粒子混合效果优异,均匀程度能达到常规螺杆的2倍;剪刀式强剪切段相较于两种双螺杆结构,其轴向混合指标分布曲线峰值更大且分布更宽,说明在向前输送的过程中其流场中存在更多的剪切流和拉伸流,利于物料之间的混合,证明了剪刀式的结构设计能够有效提升单螺杆挤出机的混炼能力。
林旺阳[4]（2020）在《基于动态延展的UHMWPE管材轧制成型研究》文中提出由于具有优异的综合性能,尤其是抗冲击和摩擦学性能,超高分子量聚乙烯（UHMWPE）能被应用在航天、国防和生物医疗等各个领域,UHMWPE的广泛应用可加速实现“以塑代钢”的目标。然而以剪切形变为主的加工技术难于实现UHMWPE的输送和成型,且传统的管材成型方法存在高能耗、低效率等缺点,严重制约了UHMWPE管材的生产与应用。体积拉伸形变支配的聚合物加工成型新方法和新理论,创新性地实现了聚合物加工过程由剪切形变主导到拉伸形变主导的颠覆性变革,具有传质传热效率高、热机械历程短、能耗低等优势。本文创新性地将拉伸形变主导的高分子材料加工技术与轧制理论相结合,提出了UHMWPE管材动态轧制成型技术,并成功研制了基于动态延展的管材轧制成型设备,详细阐述了设备的结构、原理和特点,该设备能不受UHMWPE加工难题的制约,以全新的方法成型纯UHMWPE管材。分析了偏心转子挤出机的理论产量和漏流量,偏心转子挤出机的实际产量与转子转速成正比。构建了动态轧制过程的数理模型,获得了熔体的速度分布、拉伸形变速率分布以及拉伸形变作用指数,熔体的轧制速度与转子转速成正比,动态轧制过程具有正位移输送特性。动态轧制过程是熔体同时沿周向和轴向的延展过程,是以拉伸形变为主导的,成型段的管胚内壁中拉伸形变作用占主导区域的比重达到了80%,压缩段拉伸形变作用占主导区域的比重约为70%。通过试验研究了偏心转子挤出机的挤出特性和UHMWPE管材动态轧制成型特性,偏心转子挤出机挤出的UHMWPE压实程度高,UHMWPE的挤出产量与转子转速成正比,加工停留时间与转子转速成反比例关系,动态轧制成型管材的轧制产量、轧制速度均与转子转速成正比,转子转速为40 rpm时管材的轧制产量、轧制速度最高分别达到了26.3 kg/h、45.1 m/h。获得了动态轧制成型管材的成型工艺-结构-性能之间的影响规律:拉伸形变作用能有效实现UHMWPE的解缠结,降低缠结度,避免分子链的断裂,增大晶粒尺寸。动态轧制成型能促进熔体的延展熔接,提高管材的成型效果,动态轧制成型过程显着提高了UHMWPE的拉伸性能和弯曲性能,管材样品的平均拉伸模量、屈服强度、拉伸强度、断裂伸长率、弯曲模量和弯曲强度相比对应的模压样品最高分别提升了17.9%、8.3%、18.5%、20.8%、18.6%和8.8%。基于动态延展的管材轧制成型设备的研制,实现了纯UHMWPE管材的快速、稳定成型以及UHMWPE管材力学性能的提升,对推动UHMWPE管材的广泛应用具有重要的意义。
方聪[5]（2020）在《单轴偏心转子挤出机聚烯烃熔融塑化过程及机理研究》文中研究表明熔融塑化是挤出机的核心功能,很大程度上影响挤出制品质量和设备加工能耗。研究高效熔融塑化技术是聚合物加工成型领域的迫切需求。与传统螺杆挤出机不同,单轴偏心转子挤出机是一种基于全新的机械结构和塑化输运原理的聚合物加工成型设备,聚合物的熔融塑化过程发生明显改变,传统的螺杆挤出理论不适用于单轴偏心转子挤出机。前期研究表明偏心转子挤出机不仅制品性能优异而且加工能耗降低,这种加工优势与其特有熔融塑化方式紧密相关,因此,研究偏心转子挤出机的熔融塑化过程显得尤为重要。本文通过研制便于拆卸的剖分式单轴偏心转子试验样机,开展骤冷拆机实验研究了不同聚烯烃材料、不同工艺条件下物料的熔融塑化过程,分析了物料熔融过程形态演变以及横截面上熔体和固体的分布规律。研究发现:聚合物在偏心转子挤出机内熔融塑化经历出现熔膜、熔体浸润和固体悬浮三个阶段。在熔膜阶段,物料发生熔体迁移热传导熔融过程,靠近定子的物料最先熔化形成熔膜,在转子的挤压作用下,芯部物料不断靠近热源,熔体被强制转移渗入颗粒缝隙而不会形成稳定的熔体层或者熔池。在熔体浸润阶段,物料挤压成片,相互粘连不仅使得颗粒受热面积成倍增加,热传导作用加强,而且产生大量塑性变形耗散热,从而加快物料熔化进程。在固体悬浮阶段,熔体的黏性耗散热和热传导作用促进固体完成熔化。此外,本文采用功率仪测量了偏心转子挤出机熔融塑化聚烯烃原料的加工能耗,研究发现:转子消耗的机械能是物料塑化过程的主要熔融热源,设备加工单耗随着转速升高而降低,相比于单螺杆挤出设备,偏心转子挤出机的加工单耗降低20%以上。根据骤冷拆机实验现象和物料加工能耗分析,本文建立熔体迁移热传导模型和颗粒塑性变形耗散熔融模型,系统分析偏心转子挤出机熔融塑化机理。转子的挤压作用加快物料交换速率,强化热传导作用,实现了高效的熔体迁移热传导方式,同时避免了熔体发生过热降解。颗粒塑性变形耗散熔融模型得出颗粒的升温速率关于压缩形变程度以及颗粒尺寸的函数关系。压缩变形程度越大,颗粒升温速率越大;原料粒径越小,升温速率越大,熔化越快,模型得出理论预测与偏心转子挤出机实验现象具有较好的一致性。本文通过实验与理论研究相结合的方法,分析了单轴偏心转子挤出机对聚烯烃材料的熔融塑化过程和机理,为研究偏心转子挤出机熔融理论打下良好基础,为设备的推广应用提供理论指导。
鉴冉冉[6]（2019）在《场协同螺杆塑化过程流动特性与强化传热机理研究》文中进行了进一步梳理聚合物塑化过程的强制对流和强化传热过程对聚合物的熔融与塑化具有至关重要的影响,而聚合物塑化均匀性又将直接影响最终制品质量和制品性能,材料塑化不均是导致精密制品缺陷的重要原因。因此对聚合物塑化过程热的有效管理和温差场均匀性的有效控制具有重要的现实意义。本文归纳总结了聚合物塑化理论和场协同原理在国内外的研究现状,并在此基础上,开展聚合物塑化过程流动与传热机理的基础研究,进一步提出了聚合物流动混合过程的熵增效应与聚合物流动传热过程的协同效应,并对该理论进行了详细阐述与论证。基于聚合物多场协同强化对流传热与高效塑化的新思路,创新设计新型扭转元件,通过数值计算、冷态可视化试验及热态多参数在线监测试验等手段对其混合与传热机理进行了探究,提出了场协同强化传热高效塑化的螺杆塑化新方法,解决塑化不均的难题,为聚合物精密成型及高性能材料的研发与应用提供理论指导,拓展了场协同理论在高黏度非牛顿流体强化传热领域的新知识。本文主要研究工作及创新点如下:（1）聚合物多场协同强化传热传质新方法及理论创新提出了聚合物流动混合过程的熵增效应与聚合物流动传热过程的协同效应。论证了粒子的无规化发展是引起混合的本质因素,包括位移无规化和粒径无规化;同时论证了速度场、剪切速率场、速度梯度场、温度梯度场等物理场之间的协同耦合关系;并验证了聚合物加工场协同理论的可行性,为指导螺杆结构设计提供了新的理论依据。创新设计了新型强化传热与高效混炼的扭转元件及场协同螺杆,分析了扭转元件的混合模型、传热模型和熔融模型。该扭转元件增加了粒子的物质熵和场协同性,即提高了流体的扰流和无规化程度,以及速度场与温度梯度场之间的协同性,对聚合物流体具有分流汇流和扭转翻滚的作用,有利于聚合物流体的混合与传热及其温度均匀性。（2）聚合物在扭转元件及场协同螺杆中的强化传质特性扭转元件的引入使聚合物在流道中获得了局部螺旋流/涡流,强化了流体径向传质,提高了聚合物熔体的混合和塑化性能,使聚合物熔体的温度分布、黏度分布等物性参数更加均匀,从而保证制品质量;场协同螺杆的混合性能优于常规螺杆,且扭转元件的排布对混合性能有较大影响,其中单个扭转元件与单一导程螺纹元件相间排列的螺杆混合性能最优。（3）聚合物在扭转元件及场协同螺杆中的强化传热机理扭转元件的引入提高了速度场与温度梯度场之间的协同性,具有很好的对流换热性能,达到了强化传热的目的。扭转元件数量和排布对聚合物熔融特性均有明显影响,其熔融过程符合瞬态熔融理论并能够显着改善径向温度均匀性;随着扭转元件数量或扭转元件分散程度的增加,对流换热性能有所改善。此外,场协同螺杆在不增加额外能耗的情况下,获得了比常规螺杆更优异的传热性能。场协同理论可以很好的解释聚合物加工领域非牛顿黏弹性流体的传热性能,运用场协同理论指导螺杆结构设计,为提高螺杆塑化系统塑化能力和传热效率提供了一种行之有效的方法,为解决螺杆塑化不均的问题开辟了新途径。（4）聚合物塑化过程中螺杆性能的综合评价体系建立建立了聚合物塑化过程中螺杆性能的综合评价体系,通过混合、传热、塑化、能耗、协同等五个方面对螺杆的性能进行了定量分析,确定了混合评价因子、传热评价因子、塑化评价因子、能耗评价因子、协同评价因子,实现了螺杆性能的多目标决策和综合评价,为定量评估螺杆对聚合物塑化过程性能的影响力水平,开辟了一条新的道路。（5）场协同螺杆在聚合物微孔发泡、纤维增强复合材料领域的应用采用自主设计的场协同螺杆,成功制备了泡孔尺寸在100μm以下的化学发泡泡沫材料,泡孔尺寸在10μm以下的物理发泡泡沫材料,以及平均纤维长度在500μm以上的回收碳纤维增强聚丙烯复合材料。综上,本文针对聚合物塑化过程温度调控和热管理问题,以螺杆结构为切入点,创新提出聚合物多场协同强化对流传热与高效塑化新方法及新结构,对聚合物螺杆塑化系统优化设计具有借鉴意义,为解决螺杆塑化不均等问题开辟了新途径。
范德军[7]（2019）在《偏心转子挤出机流场和混合性能的数值模拟与实验》文中指出偏心转子挤出机是一种基于体积脉动塑化输运原理的聚合物新型成型装备,其独特的几何拓扑结构和复杂的运动规律可以实现体积拉伸形变作用支配的塑化输运过程,具有较好的混合能力。鉴于其加工原理的特殊性,采用数值模拟方法对偏心转子挤出机的流场和混合性能进行研究,能够直观展示物料的混合过程,对偏心转子挤出机的工艺优化和结构设计具有重要的参考价值。本文首先对偏心转子挤出机的基本结构、工作原理和数值模拟的基础进行了简要阐述,并利用计算流体动力学软件POLYFLOW对偏心转子挤出机熔体输送段的流场进行数值模拟,详细分析其流场的分布特点,通过计算偏心转子挤出机在不同工艺条件、结构参数下的容积效率,探索不同因素对其熔体输送效率的影响规律,然后在流场模拟结果的基础上运用粒子示踪法对混合性能进行数值模拟,使用后处理模块POLYSTAT统计各混合特性参数,通过改变转速、转子半径、偏心距、转子螺距和间隙研究各因素对偏心转子挤出机混合性能的影响,最后利用实验对模拟结果进行了验证。研究结果表明偏心转子挤出机的容积效率和熔体泄露程度随转速的增加变化不明显,但当转子半径和间隙增大时,容积效率逐渐减小,泄漏程度增加,相反的,当转子螺距和偏心距增加时,容积效率逐渐增加,熔体泄漏程度减小。通过分析示踪粒子在一个转动周期内各混合特性参数的概率分布函数、概率密度函数、百分位数变化规律,发现随着体积拉伸形变作用时间的增加,物料在偏心转子挤出机中的混合效果越来越好。通过分析不同工艺条件和结构参数下各混合特性参数的变化趋势,发现粒子在偏心转子挤出机中的停留时间分布几乎不受结构参数影响,但受转速影响较大。当转速增加时,粒子停留时间减少但流场强度增加,在转速为45r/min时粒子经历的最大剪切速率和最大拉伸速率增加最快、最大时均混合效率和最大混合指数为极大值点,此时混合效果最佳;当增加转子半径和偏心距时不同百分位数下各混合特性参数逐渐增加,说明增加转子半径和偏心距有利于提高偏心转子挤出机的混合性能;当转子螺距和间隙增加时各混合特性参数减小,表明转子螺距和间隙过大将会削弱偏心转子挤出机的混合性能。利用偏心转子挤出机在不同转速下混合性能的对比实验,发现实验结果与本文的数值模拟结论一致,验证了数值模拟方法的可靠性。
张果[8]（2018）在《单螺杆挤出机停留时间分布的在线检测》文中研究表明高分子聚合物在单螺杆挤出过程中由于流体单元的逆向混合、不均匀的速度分布、挤出机设计不当等因素会造成同一时间进入单螺杆挤出机的聚合物离开挤出机的时间不同,从而形成停留时间分布（RTD）的问题。RTD是单螺杆挤出机中的一个重要参数,可以表明物料在挤出过程中受的热历史,也常常用来表征螺杆挤出机的宏观混合,即轴向混合。本文基于荧光在线检测原理,借助转矩流变仪的单螺杆挤出平台,自行设计并搭建一套荧光在线检测装置,研究单螺杆挤出机的停留时间分布。PS在单螺杆挤出过程中的停留时间分布的的测试表明,本实验开发的荧光在线检测装置可成功运用于高分子聚合物在单螺杆挤出过程中RTD的检测。通过溶液自由基聚合得到具有荧光效应的苯乙烯和甲基丙烯酸9-蒽甲酯的无规共聚物P（St-co-AMMA）,用作表征单螺杆挤出机的大分子示踪剂。在此基础上,分别研究了PS和PET在单螺杆挤出机的停留时间分布。结果表明:（1）借助转矩流变仪的单螺杆挤出平台开发的荧光在线检测装置可以成功运用于高聚物在单螺杆挤出过程中的停留时间分布的检测;通过重复性试验表明该荧光在线检测装置稳定性良好;确定示踪剂的用量以研究螺杆转速对停留时间分布的影响,且进一步表征了该装置的可靠性和稳定性,结果表明PS在单螺杆挤出过程中的停留时间分布随着螺杆转速的增加而变窄,即单螺杆挤出机的轴向混合程度随着螺杆转速的增加而减小。（2）通过自由基聚合得到的P（St-co-AMMA）,对其进行FT-IR和1H-NMR表征测试,表明得到的产物为目标产物。通过热稳定性、荧光性能以及流变性能分析表明P（St-co-AMMA）可以作为表征PS停留时间分布的大分子示踪剂。且在选择P（St-co-AMMA）为示踪剂,表征PS在单螺杆挤出过程中的停留时间分布的实验表明P（St-co-AMMA）可成功用作表征单螺杆挤出机停留时间分布的大分子示踪剂。（3）选择P（St-co-AMMA）为大分子示踪剂,考察了P（St-co-AMMA）的用量和螺杆转速对PET在单螺杆挤出加工过程中停留时间分布的影响。在得到PET在单螺杆挤出过程中停留时间分布的基础上,探讨了PET在单螺杆挤出过程中的停留时间对PET的特性黏度、流变性能和热稳定性都的影响:结果表明:PET在单螺杆挤出机内停留时间与示踪剂的用量无关,且螺杆转速越快停留时间分布越窄,即单螺杆挤出机的轴向混和能力随着螺杆转速增加而减小。PET在单螺杆挤出机中的停留时间越长,PET的特性黏度越小、分解温度越低、储能模量和损耗模量以及复数黏度也随之减小。
黄凤磊,刘淼,李志鹏,蔡子琦,高正明[9]（2017）在《共混用动态混合器的研究与应用进展》文中进行了进一步梳理动态混合器具有提高聚合物共混过程中分散相混合质量的优点。本文从混合理论出发,重点介绍了分散和分布混合理论的研究进展。对共混用动态混合器进行了分类与整理,简述了釜式搅拌器与螺杆挤出机类动态混合器,并详细介绍了销钉式、球窝式和空穴传递式动态混合器的原理与结构。从实验和数值模拟两个方面阐述了动态混合器的研究方法,实验研究主要包括计算机图像处理技术与显微分析技术、力学性能分析技术和粒子图像测速技术,数值模拟研究方法方面则从宏观和介观两种尺度进行了简要的介绍。最后介绍了共混用动态混合器在化纤、塑料、橡胶等多个工业领域的应用,指出实验与数值模拟相结合的方法有助于提高现有研究水平,解决动态混合器设计与优化过程中的难题。
李晨昕[10]（2017）在《机筒沟槽和螺杆螺槽耦合作用下熔融塑化研究》文中认为单螺杆挤出机凭借其挤出稳定性好、操作简单、性价比高等优点,在聚合物成型加工领域具有非常重要的地位。随着挤出过程高速、高效的发展,传统单螺杆挤出机产量与塑化质量已无法满足人们对塑料制品的需求。单螺杆挤出机机筒内壁开设沟槽可以显着提高固体输送效率,但存在熔融速率与固体输送效率不匹配的缺陷,导致机筒沟槽的效率不能有效的得到发挥,其产品质量存在很大缺陷。因此,本课题将机筒沟槽由固体输送段延伸至熔融段,构建机筒沟槽和螺杆螺槽耦合作用下的熔融塑化模型,通过对比实验研究,揭示机筒沟槽对单螺杆挤出机塑化过程的作用机理。主要研究工作如下:1、在已有实验条件的基础上,设计并搭建了液压快开式单螺杆挤出塑化研究平台,可直观观察单螺杆挤出机塑化过程中物料熔融状态,设计并加工了多种结构的机筒与螺杆,通过改变机筒与螺杆的组合形成具有不同功能的单螺杆挤出机挤压系统。2、对光滑机筒和沟槽机筒单螺杆挤出机的物料输送机理与熔融塑化过程进行了对比分析,构建了机筒沟槽和螺杆螺槽耦合作用下的熔融模型,并对该模型中塑化过程参数进行了模拟研究,从理论上分析了几何结构参数和工艺参数对沟槽机筒单螺杆挤出机塑化性能的影响。3、从原料体系、工艺条件及螺杆结构等角度对熔融段沟槽机筒熔融模型进行了综合实验验证,探明了螺杆结构和工艺条件对沟槽机筒挤出机塑化过程熔融起始点、熔融长度、熔体温度/压力和停留时间等塑化特性以及产量的影响规律。结果表明,熔融段机筒沟槽和螺杆螺槽耦合作用产生的剪切热是物料熔融塑化的主要热源,沟槽物料在此作用下快速熔融形成厚熔膜,并促进螺槽固相的熔融。反向压缩螺杆更适合于熔融段沟槽机筒单螺杆挤出机挤压系统,在保证高产量的同时仍具有优异的塑化效果。4、利用构建的正向压缩螺杆挤压系统、反向压缩螺杆挤压系统和分离型螺杆挤压系统,对光滑机筒单螺杆挤出机、固体输送段沟槽机筒单螺杆挤出机和熔融段沟槽机筒单螺杆挤出机的塑化特性进行了对比实验研究,从熔融起始点、熔融长度、熔体温度、熔体压力、产量等方面揭示了机筒结构对单螺杆挤出机塑化过程的影响。结果表明:固体输送段机筒内壁开设螺旋沟槽时,物料输送量大幅增加,熔融段光滑机筒由于塑化和输送能力弱,固体输送能力和塑化能力不匹配,导致固体输送段段末端形成堵塞,熔融段压力急剧升高,而在熔融段机筒沟槽和螺杆螺槽耦合作用下,物料输送速率和熔融速率加快,对固体输送段末端的堵塞进行了有效的疏导,螺杆螺槽固相熔融长度明显缩短,且熔融段压力分布更加合理。
二、单螺杆挤出机中熔体混合理论的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、单螺杆挤出机中熔体混合理论的研究（论文提纲范文）
（1）挤出预成型对回收塑料模压发泡板材质量的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 废旧塑料的国内外研究现状与再生利用 |
| 1.2.1 废旧塑料的国内外处理方法 |
| 1.2.2 废旧塑料的再生利用 |
| 1.3 再生塑料挤出和发泡的研究进展 |
| 1.3.1 再生塑料的挤出研究进展 |
| 1.3.2 再生塑料的发泡研究进展 |
| 1.4 泡沫塑料发泡方法 |
| 1.5 模压发泡现状 |
| 1.5.1 纯新塑料模压发泡工艺过程 |
| 1.5.2 100%回收料模压发泡工艺过程 |
| 1.6 本课题研究的目的、意义和主要内容 |
| 1.6.1 研究的目的和意义 |
| 1.6.2 研究的主要内容 |
| 2 单螺杆挤出机混合段混合机理 |
| 2.1 基本混合理论 |
| 2.2 典型单螺杆挤出机混合段的结构特点与机理分析 |
| 2.2.1 分流型螺杆混合段 |
| 2.2.2 屏障型螺杆混合段 |
| 2.2.3 变流道型螺杆混合段 |
| 2.2.4 小结 |
| 2.3 螺杆分散混合段设计准则 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 预成型挤出机新型拉伸螺杆的设计理论 |
| 3.1 预成型螺杆挤出机 |
| 3.2 新型拉伸螺杆分散混合段构型 |
| 3.2.1 设计思路 |
| 3.2.2 构型设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 螺杆混合流场有限元模拟分析 |
| 4.1 POLYFLOW软件简介 |
| 4.2 几何模型的建立与网格划分 |
| 4.3 数学模型 |
| 4.3.1 基本假设 |
| 4.3.2 流体动力学控制方程 |
| 4.3.3 本构方程 |
| 4.4 材料物性参数与边界设置 |
| 4.4.1 物性参数 |
| 4.4.2 边界设置 |
| 4.5 模拟结果与分析 |
| 4.5.1 流场速度分布 |
| 4.5.2 流场剪切速率分布 |
| 4.5.3 流场混合指数分布 |
| 4.5.4 流场粘性生热分布 |
| 4.6 本章总结 |
| 5 实验研究 |
| 5.1 实验 |
| 5.1.1 实验仪器及设备 |
| 5.1.2 预成型挤出机控制系统 |
| 5.1.3 实验原料及配方 |
| 5.1.4 实验方案 |
| 5.2 实验结果与分析 |
| 5.2.1 挤出预成型板材质量 |
| 5.2.2 模压发泡板材质量 |
| 5.2.3 挤出能力 |
| 5.2.4 挤出温度 |
| 5.2.5 功率损耗 |
| 5.3 本章小结 |
| 全文总结与展望 |
| 总结 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果 |
（2）基于振动力场作用下三螺杆挤出聚乳酸基材料混合机理及其结构性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 物理量名称及符号 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 螺杆挤出机的发展研究历程 |
| 1.2.1 单双螺杆挤出机的研究现状 |
| 1.2.2 三螺杆挤出机的研究现状 |
| 1.2.3 振动力场的引入对聚合物加工的研究现状 |
| 1.3 混合理论的研究现状 |
| 1.3.1 混合的分类 |
| 1.3.2 混合研究的方法 |
| 1.4 本文的研究意义、研究目标、研究内容及创新点 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 创新点 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 平衡式三螺杆动态挤出机研制与实验方案 |
| 2.1 平衡式三螺杆动态挤出机的研制 |
| 2.1.1 主测控模块 |
| 2.1.2 激振模块 |
| 2.1.3 三螺杆挤出模块 |
| 2.2 平衡式三螺杆动态挤出机实验方案 |
| 2.2.1 实验目的 |
| 2.2.2 实验设备与仪器 |
| 2.2.3 样品制备与表征 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 平衡式三螺杆动态挤出机塑化输运系统运动学模型 |
| 3.1 螺杆物理模型 |
| 3.2 螺杆数学模型 |
| 3.2.1 螺杆几何关系 |
| 3.2.2 螺杆的运动速度分析 |
| 3.3 振动力场对螺杆的运动速度分析 |
| 3.3.1 螺杆周向速度 |
| 3.3.2 螺杆轴向速度 |
| 3.3.3 螺杆周向和轴向形变速率 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 平衡式三螺杆动态挤出机混合混炼数值模拟 |
| 4.1 数值模拟的前处理 |
| 4.1.1 几何模型的建立 |
| 4.1.2 数学模型建立 |
| 4.1.3 网格划分与边界条件 |
| 4.1.4 啮合块的运动 |
| 4.2 数值模拟结果分析 |
| 4.2.1 速度场 |
| 4.2.2 混合指数 |
| 4.2.3 粒子停留时间分布 |
| 4.2.4 分离尺度 |
| 4.2.5 最大剪切应力 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 振动力场对PLA/EPDM共混体系的混合与结构性能研究 |
| 5.1 实验 |
| 5.1.1 实验材料 |
| 5.1.2 实验设备与仪器 |
| 5.1.3 实验方案 |
| 5.1.4 样品制备与表征 |
| 5.2 引入振动力场对力学性能的研究 |
| 5.2.1 极差分析 |
| 5.2.2 方差分析 |
| 5.3 振动力场对PLA/EPDM共混体系性能研究 |
| 5.3.1 振动力场对脆断面微观形貌的影响 |
| 5.3.2 振动力场对力学的影响 |
| 5.3.3 振动力场对热稳定的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 振动力场对PLA/PBS/EGMA共混体系混合与结构性能研究 |
| 6.1 实验 |
| 6.1.1 实验材料 |
| 6.1.2 实验设备与仪器 |
| 6.1.3 实验方案 |
| 6.1.4 样品制备与表征 |
| 6.2 相容性分析 |
| 6.2.1 EGMA在 PLA/PBS中的分布分析 |
| 6.2.2 红外光谱分析 |
| 6.2.3 EGMA的分布的相形态 |
| 6.2.4 凝胶分数 |
| 6.3 加工参数对PLA/PBS/EGMA力学性能 |
| 6.3.1 稳态工作条件下力学性能的研究 |
| 6.3.2 振动力场对力学性能的研究 |
| 6.4 振动力场对体系性能的研究 |
| 6.4.1 振动力场对体系微观形貌的影响 |
| 6.4.2 振动力场对体系凝胶分数的影响 |
| 6.4.3 振动力场对体系力学性能的影响 |
| 6.4.4 振动力场对体系结晶行为的影响 |
| 6.4.5 振动力场对体系热稳定性的影响 |
| 6.6 振动力场对体系作用的分散混合机理 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 振动力场对PLA/OMMT复合材料体系混合与结构性能研究 |
| 7.1 实验 |
| 7.1.1 实验材料 |
| 7.1.2 实验设备与仪器 |
| 7.1.3 实验方案 |
| 7.1.4 样品制备与表征 |
| 7.2 振动力场对体系微观形貌的影响 |
| 7.2.1 振幅对体系微观形貌的影响 |
| 7.2.2 振频对体系微观形貌的影响 |
| 7.3 振动力场对体系的WXRD的影响 |
| 7.3.1 振幅对体系的WXRD的影响 |
| 7.3.2 振频对体系的WXRD的影响 |
| 7.4 振动力场对体系FT-IR的影响 |
| 7.4.1 振幅对体系红外光谱的影响 |
| 7.4.2 振频对体系红外光谱的影响 |
| 7.5 振动力场对体系力学性能的影响 |
| 7.5.1 振幅对体系拉伸性能的影响 |
| 7.5.2 振频对体系拉伸性能的影响 |
| 7.5.3 振幅/振频对体系冲击性能的影响 |
| 7.6 振动力场对体系结晶行为的影响 |
| 7.6.1 振幅对体系结晶行为的影响 |
| 7.6.2 振频对体系结晶行为的影响 |
| 7.7 振动力场对体系热稳定的影响 |
| 7.7.1 振幅对体系热稳定性的影响 |
| 7.7.2 振频对体系热稳定性的影响 |
| 7.8 振动力场对体系作用的分散混合机理 |
| 7.9 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（3）螺杆挤出机螺杆结构对挤出流场影响的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 螺杆挤出机的发展现状 |
| 1.3 数值模拟理论在聚合物加工中的应用 |
| 1.3.1 单螺杆挤出机数值模拟研究 |
| 1.3.2 双螺杆挤出机数值模拟研究 |
| 1.3.3 其他挤出机数值模拟研究 |
| 1.4 本课题的工作内容 |
| 第二章 螺杆挤出机工作原理及理论分析 |
| 2.1 流变学在聚合物加工中的应用 |
| 2.1.1 聚合物流变学发展 |
| 2.1.2 聚合物的基本方程 |
| 2.2 挤出流场的影响因素 |
| 2.2.1 温度对熔体粘度的影响 |
| 2.2.2 剪切速率对熔体粘度的影响 |
| 2.2.3 压强对熔体粘度的影响 |
| 2.2.4 螺杆几何参数对挤出流场的影响 |
| 2.3 聚合物共混加工原理 |
| 2.3.1 混合机理 |
| 2.3.2 共混过程的影响要素 |
| 2.3.3 混合分类 |
| 2.4 数值模拟分析理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 剪刀式强剪切段的三维等温流场数值模拟 |
| 3.1 剪刀式强剪切段的结构介绍 |
| 3.2 理论模型的建立 |
| 3.2.1 几何模型 |
| 3.2.2 数学模型 |
| 3.3 瞬态任务的建立 |
| 3.4 对比结果分析 |
| 3.4.1 剪切应力对比 |
| 3.4.2 剪切速率对比 |
| 3.4.3 压强对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 剪刀式强剪切段的结构优化模拟 |
| 4.1 螺杆参数设计原则 |
| 4.2 几何参数的选取 |
| 4.2.1 螺棱头数 |
| 4.2.2 螺杆螺棱与机筒螺棱的轴向间隙 |
| 4.3 模拟结果与分析 |
| 4.3.1 螺杆螺棱头数对挤出流场的影响 |
| 4.3.2 螺杆螺棱与机筒螺棱轴向间隙对挤出流场的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 双螺杆啮合元件、反螺纹元件与剪刀式结构对流场的混合对比 |
| 5.1 理论模型 |
| 5.1.1 双螺杆分类 |
| 5.1.2 双螺杆挤出机物理模型构建和网格划分 |
| 5.1.3 边界条件参数设定 |
| 5.1.4 数学模型 |
| 5.2 混合指标 |
| 5.2.1 分散混合表征 |
| 5.2.2 分布混合表征 |
| 5.3 不同元件对挤出流场影响的分析 |
| 5.3.1 分散混合结果分析 |
| 5.3.2 分布混合结果分析 |
| 5.3.3 剪刀式强剪切段与组合螺杆的混合对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 研究成果与发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）基于动态延展的UHMWPE管材轧制成型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 物理量名称及符号 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 UHMWPE的加工成型技术 |
| 1.2.1 UHMWPE概述 |
| 1.2.2 UHMWPE加工技术的研究现状 |
| 1.2.3 UHMWPE管材成型的研究进展 |
| 1.3 拉伸形变主导的UHMWPE加工方法 |
| 1.3.1 剪切形变主导UHMWPE加工的局限性 |
| 1.3.2 拉伸形变主导的高分子材料加工方法的研究 |
| 1.3.3 拉伸形变主导的高分子材料加工装备 |
| 1.3.4 拉伸形变主导UHMWPE塑化加工的实现 |
| 1.4 轧制技术成型UHMWPE管材的提出 |
| 1.4.1 金属材料轧制成形原理 |
| 1.4.2 聚合物辊压成形的应用 |
| 1.4.3 UHMWPE轧制成型技术 |
| 1.5 研究意义、内容及创新点 |
| 1.5.1 选题意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 创新点 |
| 第二章 基于动态延展的管材轧制成型设备研制 |
| 2.1 UHMWPE管材动态轧制成型设备结构组成 |
| 2.1.1 偏心转子塑化输送系统 |
| 2.1.2 管材动态轧制成型装置 |
| 2.1.3 其他关键的配件与系统 |
| 2.2 UHMWPE管材动态轧制成型过程工作原理 |
| 2.3 UHMWPE管材动态轧制成型设备的特点 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 UHMWPE管材动态轧制成型过程解析 |
| 3.1 偏心转子挤出机的供料量分析 |
| 3.1.1 理论产量 |
| 3.1.2 泄漏量 |
| 3.1.3 实际产量 |
| 3.2 动态轧制过程的熔体输送分析 |
| 3.2.1 轧辊的运动描述 |
| 3.2.2 熔体的输送特性 |
| 3.3 动态轧制过程的数理模型解析 |
| 3.3.1 成型段的模型分析 |
| 3.3.2 压缩段的模型分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 UHMWPE管材动态轧制成型实验研究 |
| 4.1 实验过程 |
| 4.1.1 实验材料 |
| 4.1.2 实验仪器 |
| 4.1.3 实验参数 |
| 4.1.4 实验内容 |
| 4.2 UHMWPE物料的挤出特性 |
| 4.2.1 外观形貌 |
| 4.2.2 平均密度 |
| 4.2.3 挤出产量 |
| 4.2.4 停留时间 |
| 4.3 UHMWPE管材的轧制特性 |
| 4.3.1 轧制产量 |
| 4.3.2 轧制速度 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 动态轧制UHMWPE管材的结构与性能 |
| 5.1 试样制备与表征 |
| 5.1.1 模压标样的制样方法 |
| 5.1.2 管材样品的取样方法 |
| 5.1.3 试样结构与性能表征 |
| 5.2 管材的密度 |
| 5.2.1 分子量的影响 |
| 5.2.2 转子转速的影响 |
| 5.2.3 轧制温度的影响 |
| 5.3 管材的降解程度 |
| 5.3.1 分子量的影响 |
| 5.3.2 转子转速的影响 |
| 5.3.3 轧制温度的影响 |
| 5.4 管材的流变性能 |
| 5.4.1 转子转速的影响 |
| 5.4.2 轧制温度的影响 |
| 5.5 管材的结晶性能 |
| 5.5.1 分子量的影响 |
| 5.5.2 转子转速的影响 |
| 5.5.3 轧制温度的影响 |
| 5.6 管材的微观形貌 |
| 5.6.1 UHMWPE初生态粒子的微观形貌 |
| 5.6.2 转子转速的影响 |
| 5.6.3 轧制温度的影响 |
| 5.7 管材的力学性能 |
| 5.7.1 拉伸性能 |
| 5.7.2 弯曲性能 |
| 5.7.3 冲击性能 |
| 5.8 管材的耐磨性能 |
| 5.8.1 分子量的影响 |
| 5.8.2 转子转速的影响 |
| 5.8.3 轧制温度的影响 |
| 5.9 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（5）单轴偏心转子挤出机聚烯烃熔融塑化过程及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 物理量名称及符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 挤出机熔融机理研究现状 |
| 1.2.1 单螺杆挤出机熔融机理 |
| 1.2.2 双螺杆挤出机熔融机理 |
| 1.2.3 外加辅助场熔融机理 |
| 1.2.4 叶片挤出机熔融机理 |
| 1.3 单轴偏心转子挤出机塑化输运研究进展 |
| 1.4 课题的研究意义和主要内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 单轴偏心转子挤出机结构与原理 |
| 2.1 单轴偏心转子挤出机结构 |
| 2.1.1 设备结构 |
| 2.1.2 塑化型腔截面 |
| 2.2 偏心转子挤出机输运原理 |
| 2.2.1 塑化输运方式 |
| 2.2.2 型腔参数方程 |
| 2.2.3 体积拉伸形变 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 聚烯烃塑化输运形态演变过程 |
| 3.1 实验目的与实验方案 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 实验设备与测量仪器 |
| 3.1.3 实验内容 |
| 3.1.4 实验步骤 |
| 3.2 聚烯烃材料的熔融过程 |
| 3.2.1 聚乙烯粒料熔融长度 |
| 3.2.2 熔融过程形态演变 |
| 3.2.3 熔融物料断面分析 |
| 3.2.4 物料熔化熔合过程 |
| 3.3 物料熔融塑化物理模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 体积拉伸形变熔融挤出能耗分析 |
| 4.1 实验目的与实验内容 |
| 4.2 偏心转子挤出机能耗实验 |
| 4.2.1 低密度聚乙烯粒料 |
| 4.2.2 高密度聚乙烯粒料 |
| 4.2.3 聚丙烯粒料 |
| 4.2.4 聚苯乙烯粒料 |
| 4.3 偏心转子挤出机的单耗 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 正位移输运熔融塑化机理 |
| 5.1 熔体迁移热传导熔融模型 |
| 5.1.1 塑化型腔热传导面积 |
| 5.1.2 熔体迁移热传导模型 |
| 5.2 颗粒塑性变形耗散熔融模型 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 一、主要结论及创新点 |
| 二、建议和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（6）场协同螺杆塑化过程流动特性与强化传热机理研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 聚合物塑化理论概述 |
| 1.2.1 聚合物塑化系统的发展 |
| 1.2.2 聚合物塑化混合理论 |
| 1.2.3 聚合物塑化传热理论 |
| 1.3 塑化过程的强化传质研究现状 |
| 1.4 塑化过程的强化传热研究现状 |
| 1.5 多场协同理论研究现状 |
| 1.5.1 多场耦合及场协同原理 |
| 1.5.2 牛顿流体域的多场协同问题 |
| 1.5.3 非牛顿流体域的多场协同问题 |
| 1.6 本课题研究路线、研究内容与创新点 |
| 1.6.1 研究路线 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.6.3 研究创新点 |
| 第二章 聚合物塑化过程多场协同理论分析 |
| 2.1 聚合物流动混合过程的熵增效应 |
| 2.2 聚合物流动传热过程的协同效应 |
| 2.3 新型扭转元件及场协同螺杆设计 |
| 2.3.1 扭转元件流动模型 |
| 2.3.2 扭转元件传热模型 |
| 2.3.3 扭转元件熔融模型 |
| 2.4 扭转流动过程中的熵增效应分析 |
| 2.5 扭转流动过程中的协同效应分析 |
| 2.5.1 数值分析模型 |
| 2.5.2 速度场与速度梯度场的协同分析 |
| 2.5.3 速度场与温度梯度场的协同分析 |
| 2.5.4 速度梯度场与剪切速率场的协同分析 |
| 2.5.5 温度梯度场与剪切速率场的协同分析 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 场协同螺杆塑化过程传热传质模拟研究 |
| 3.1 扭转流道模型及其性能分析 |
| 3.1.1 数值分析模型 |
| 3.1.2 传质与速度特性 |
| 3.1.3 熔融与温度特性 |
| 3.1.4 传热与协同特性 |
| 3.2 扭转元件与常用新型元件性能对比 |
| 3.2.1 数值分析模型 |
| 3.2.2 传质与速度特性 |
| 3.2.3 均质与混合特性 |
| 3.2.4 传热与温度特性 |
| 3.3 场协同螺杆单相流模型及传热性能分析 |
| 3.3.1 数值分析模型 |
| 3.3.2 温度分布特性 |
| 3.3.3 强化传质与速度特性 |
| 3.3.4 强化传热与协同特性 |
| 3.4 场协同螺杆单相流模型及混合性能分析 |
| 3.4.1 数值分析模型 |
| 3.4.2 混合能力 |
| 3.4.3 混合效率 |
| 3.4.4 塑化质量 |
| 3.5 场协同螺杆两相流模型及其性能分析 |
| 3.5.1 数值分析模型 |
| 3.5.2 两相流体熔融特性 |
| 3.5.3 强化传热与协同特性 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 场协同螺杆塑化过程传热传质试验研究 |
| 4.1 场协同螺杆的强化传质可视化试验 |
| 4.1.1 冷态可视化试验装置的搭建 |
| 4.1.2 微颗粒在液体槽中的流动行为 |
| 4.1.3 微气泡在液体槽中的分散行为 |
| 4.2 传热传质试验平台及表征 |
| 4.2.1 热态多参数在线监测挤出系统搭建 |
| 4.2.2 试验原料及性能表征 |
| 4.3 场协同螺杆的强化混合性能 |
| 4.3.1 流动沿程分散相颗粒分布 |
| 4.3.2 挤出样条分散相颗粒分布 |
| 4.3.3 停留时间分布 |
| 4.4 场协同螺杆的强化传热性能 |
| 4.4.1 对流换热系数 |
| 4.4.2 径向温度分布 |
| 4.5 场协同螺杆的能耗特性 |
| 4.5.1 设备比能耗 |
| 4.5.2 电机转动功率 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 聚合物塑化螺杆性能多目标综合评价体系 |
| 5.1 塑化螺杆性能评价方法体系确立 |
| 5.2 塑化螺杆性能单一评价因子建立 |
| 5.2.1 混合评价因子 |
| 5.2.2 传热评价因子 |
| 5.2.3 塑化评价因子 |
| 5.2.4 能耗评价因子 |
| 5.2.5 协同评价因子 |
| 5.3 塑化螺杆性能综合评价因子建立 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 场协同螺杆在微发泡领域的应用 |
| 6.1 场协同微发泡专用螺杆的设计开发 |
| 6.1.1 场协同螺杆设计 |
| 6.1.2 试验原料及设备 |
| 6.2 单螺杆挤出化学发泡 |
| 6.2.1 机头温度对泡孔质量的影响 |
| 6.2.2 成核剂对泡孔质量的影响 |
| 6.3 超临界流体挤出物理发泡 |
| 6.4 回收碳纤维增强复合材料 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 已发表论文 |
| 合作出版着作 |
| 申请及已授权专利 |
| 作者及导师简介 |
| 附件 |
（7）偏心转子挤出机流场和混合性能的数值模拟与实验（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 挤出机的研究进展 |
| 1.1.1 传统的螺杆式挤出机 |
| 1.1.2 聚合物新型成型装备 |
| 1.2 偏心转子挤出机的研究现状 |
| 1.3 挤出机混合性能的数值模拟研究现状 |
| 1.4 本文研究内容与意义 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 流场和混合性能的数值模拟基础 |
| 2.1 偏心转子挤出机的结构与工作原理 |
| 2.1.1 偏心转子挤出机的基本结构 |
| 2.1.2 偏心转子挤出机的工作原理 |
| 2.1.3 偏心转子的运动学分析 |
| 2.2 混合模拟的理论基础 |
| 2.2.1 混合的分类 |
| 2.2.2 混合效率 |
| 2.2.3 混合指数 |
| 2.2.4 停留时间 |
| 2.3 数值模拟软件与相关技术介绍 |
| 2.3.1 POLYFLOW软件介绍 |
| 2.3.2 网格叠加技术 |
| 2.3.3 用户自定义函数 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 流场和混合性能的数值模型建立 |
| 3.1 几何模型 |
| 3.2 流场和混合性能数学模型的建立 |
| 3.2.1 控制方程的选择 |
| 3.2.2 有限元网格的划分 |
| 3.2.3 边界条件的设定 |
| 3.2.4 材料参数 |
| 3.3 流场和混合任务的求解过程 |
| 3.3.1 流场的求解 |
| 3.3.2 模型长度对流场的影响 |
| 3.3.3 网格无关性检验 |
| 3.3.4 混合任务的求解 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 熔体输送段流场和混合性能的数值模拟 |
| 4.1 流场模拟结果分析 |
| 4.2 工艺条件与结构参数对泄漏的影响 |
| 4.2.1 转子转速对泄漏的影响 |
| 4.2.2 转子半径对泄漏的影响 |
| 4.2.3 偏心距对泄漏的影响 |
| 4.2.4 转子螺距对泄漏的影响 |
| 4.2.5 间隙对泄漏的影响 |
| 4.3 粒子的运动轨迹 |
| 4.4 混合特性参数的统计分析 |
| 4.4.1 最大剪切速率 |
| 4.4.2 最大拉伸速率 |
| 4.4.3 最大时均混合效率 |
| 4.4.4 最大混合指数 |
| 4.4.5 停留时间分布 |
| 4.4.6 相邻粒子间距离 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 工艺条件与结构参数对混合性能的影响 |
| 5.1 转子转速对混合性能的影响 |
| 5.1.1 转速对粒子经历的最大剪切速率的影响 |
| 5.1.2 转速对粒子经历的最大拉伸速率的影响 |
| 5.1.3 转速对粒子经历的最大时均混合效率的影响 |
| 5.1.4 转速对粒子经历的最大混合指数的影响 |
| 5.1.5 转速对粒子停留时间的影响 |
| 5.2 转子半径对混合性能的影响 |
| 5.2.1 半径对粒子经历的最大剪切速率的影响 |
| 5.2.2 半径对粒子经历的最大拉伸速率的影响 |
| 5.2.3 半径对粒子经历的最大时均混合效率的影响 |
| 5.2.4 半径对粒子经历的最大混合指数的影响 |
| 5.2.5 半径对粒子停留时间的影响 |
| 5.3 偏心距对混合性能的影响 |
| 5.3.1 偏心距对粒子经历的最大剪切速率的影响 |
| 5.3.2 偏心距对粒子经历的最大拉伸速率的影响 |
| 5.3.3 偏心距对粒子经历的最大时均混合效率的影响 |
| 5.3.4 偏心距对粒子经历的最大混合指数的影响 |
| 5.3.5 偏心距对粒子停留时间的影响 |
| 5.4 转子螺距对混合性能的影响 |
| 5.4.1 螺距对粒子经历的最大剪切速率的影响 |
| 5.4.2 螺距对粒子经历的最大拉伸速率的影响 |
| 5.4.3 螺距对粒子经历的最大时均混合效率的影响 |
| 5.4.4 螺距对粒子经历的最大混合指数的影响 |
| 5.4.5 螺距对粒子停留时间的影响 |
| 5.5 间隙对混合性能的影响 |
| 5.5.1 间隙对粒子经历的最大剪切速率的影响 |
| 5.5.2 间隙对粒子经历的最大拉伸速率的影响 |
| 5.5.3 间隙对粒子经历的最大时均混合效率的影响 |
| 5.5.4 间隙对粒子经历的最大混合指数的影响 |
| 5.5.5 间隙对粒子停留时间的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 偏心转子挤出机混合性能的实验验证 |
| 6.1 实验方案 |
| 6.2 实验步骤 |
| 6.3 实验结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）单螺杆挤出机停留时间分布的在线检测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 单螺杆挤出机的混合机理 |
| 1.1.1 混合的基本概念 |
| 1.1.2 单螺杆挤出机内的混合 |
| 1.1.3 混沌混合理论 |
| 1.2 单螺杆挤出机的研究发展历程 |
| 1.3 停留时间分布概述 |
| 1.3.1 停留时间分布的定义和表征 |
| 1.3.2 停留时间分布的应用 |
| 1.3.3 螺杆挤出机RTD的测量 |
| 1.4 本课题的研究意义及研究内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 PS在单螺杆挤出加工过程中停留时间分布在线检测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.3 停留时间分布在线检测 |
| 2.3.1 在线检测原理 |
| 2.3.2 停留时间分布的计算 |
| 2.3.3 示踪剂的制备 |
| 2.3.4 最大激发波长的确定 |
| 2.3.5 激发波长强度与示踪剂浓度的关系 |
| 2.3.6 实验测量过程 |
| 2.3.7 示踪剂的选择 |
| 2.4 结果讨论 |
| 2.4.1 重复性试验 |
| 2.4.2 示踪剂的用量对PS停留时间分布的影响 |
| 2.4.3 螺杆转速对PS停留时间分布的影响 |
| 2.5 结论 |
| 第三章 大分子示踪剂P(St-co-AMMA)的制备、性能研究以及应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 原料 |
| 3.2.2 主要实验设备和仪器 |
| 3.2.3 甲基丙烯酸 9-蒽甲酯(AMMA)的制备 |
| 3.2.4 P(St-co-AMMA)的制备 |
| 3.3 表征测试 |
| 3.3.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析 |
| 3.3.2 核磁共振波谱（1H-NMR） |
| 3.3.3 凝胶渗透色谱(GPC) |
| 3.3.4 流变学测试 |
| 3.3.5 热稳定性分析(TGA) |
| 3.3.6 荧光测试 |
| 3.4 实验结果与讨论 |
| 3.4.1 AMMA和P(St-co-AMMA)的红外光谱分析 |
| 3.4.2 AMMA和P(St-co-AMMA)的核磁谱图 |
| 3.4.3 P (St-co-AMMA)的GPC测试 |
| 3.4.4 P(St-co-AMMA)的热稳定性分析 |
| 3.4.5 P(St-co-AMMA)的荧光光谱分析 |
| 3.4.6 P(St-co-AMMA)的流变性能测试 |
| 3.5 P(St-co-AMMA)在表征PS停留时间分布的应用 |
| 3.5.1 示踪剂的制备 |
| 3.5.2 P(St-co-AMMA)的用量对PS停留时间分布的影响 |
| 3.5.3 螺杆转速对PS停留时间分布的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 PET在单螺杆挤出加工过程中停留时间分布在线检测 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 实验设备 |
| 4.2.3 P(St-co-AMMA)的制备 |
| 4.3 PET停留时间分布在线检测 |
| 4.3.1 PET停留时间分布在线检测原理 |
| 4.3.2 停留时间分布的计算 |
| 4.3.3 最大激发波长的确定 |
| 4.3.4 最大激发波长强度与示踪剂浓度的关系 |
| 4.3.5 示踪剂的制备 |
| 4.3.6 实验测量过程 |
| 4.4 结果讨论 |
| 4.4.1 示踪剂种类对PET停留时间分布的影响 |
| 4.4.2 示踪剂的用量对PET停留时间分布的影响 |
| 4.4.3 螺杆转速对PET停留时间分布的影响 |
| 4.4.4 PET的特性黏度对其停留时间分布的影响 |
| 4.4.5 PET在单螺杆挤出机内的停留时间对特性黏度的影响 |
| 4.4.6 PET在单螺杆挤出机内的停留时间对流变性能的影响 |
| 4.4.7 PET在单螺杆挤出机内的停留时间对其热稳定性能的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（9）共混用动态混合器的研究与应用进展（论文提纲范文）
| 1 混合理论 |
| 1.1 分散混合过程的研究进展 |
| 1.1.1 粉体团聚物的分散 |
| 1.1.2 聚合物熔体液滴的分散 |
| 1.2 分布混合过程的研究进展 |
| 2 动态混合器的形式 |
| 2.1 釜式搅拌器 |
| 2.2 螺杆挤出机 |
| 2.2.1 分流型混炼元件 |
| 2.2.2 分散型混炼元件 |
| 3 动态混合器的研究方法 |
| 3.1 实验方法 |
| 3.2 数值模拟方法 |
| 4 动态混合器的应用 |
| 4.1 化纤行业 |
| 4.2 塑料行业 |
| 4.3 橡胶行业 |
| 5 结语 |
（10）机筒沟槽和螺杆螺槽耦合作用下熔融塑化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 单螺杆挤出机的发展 |
| 1.3 固体输送段沟槽机筒单螺杆挤出机的研究进展 |
| 1.4 熔融段沟槽机筒单螺杆挤出机研究进展 |
| 1.5 研究计划 |
| 1.5.1 本课题研究目的及意义 |
| 1.5.2 本课题研究内容 |
| 1.5.3 本课题创新点 |
| 第二章 实验装置、原料及研究方案 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.1.1 实验平台的搭建 |
| 2.1.2 沟槽机筒的结构设计 |
| 2.1.3 螺杆的结构设计 |
| 2.2 实验原料 |
| 2.3 研究方案 |
| 2.3.1 技术路线 |
| 2.3.2 技术方案 |
| 2.3.3 拟解决的关键问题 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 沟槽机筒单螺杆挤出机熔融塑化理论研究 |
| 3.1 沟槽机筒单螺杆挤出机塑化过程理论分析 |
| 3.1.1 固相物料输送机理 |
| 3.1.2 熔融热源 |
| 3.2 沟槽机筒单螺杆挤出机塑化过程物理模型 |
| 3.3 沟槽机筒单螺杆挤出机塑化过程数学模型 |
| 3.3.1 机筒沟槽螺棱顶部区域塑化过程数学模型 |
| 3.3.2 机筒沟槽内部区域塑化过程数学模型 |
| 3.3.3 沟槽机筒单螺杆挤出机塑化过程整体数学模型 |
| 3.4 沟槽机筒单螺杆挤出机塑化性能模拟研究 |
| 3.4.1 沟槽机筒单螺杆挤出机熔融速率模拟研究 |
| 3.4.2 沟槽机筒单螺杆挤出机熔融长度模拟研究 |
| 3.4.3 沟槽机筒单螺杆挤出机熔融起始点模拟研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 沟槽机筒单螺杆挤出机塑化性能的实验研究 |
| 4.1 沟槽机筒单螺杆挤出机熔融理论的验证 |
| 4.2 螺杆转速对沟槽机筒单螺杆挤出机塑化性能的影响 |
| 4.2.1 螺杆转速对熔融起始点的影响 |
| 4.2.2 螺杆转速对熔融长度的影响 |
| 4.2.3 螺杆转速对熔体温度的影响 |
| 4.2.4 螺杆转速对熔体压力的影响 |
| 4.2.5 螺杆转速对停留时间的影响 |
| 4.2.6 螺杆转速对产量的影响 |
| 4.3 熔融段机筒温度对耦合双槽单螺杆挤出机塑化性能的影响 |
| 4.3.1 熔融段机筒温度对熔融起始点的影响 |
| 4.3.2 熔融段机筒温度对熔融长度的影响 |
| 4.3.3 熔融段机筒温度对熔体温度的影响 |
| 4.3.4 熔融段机筒温度对熔体压力的影响 |
| 4.3.5 熔融段机筒温度对产量的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 沟槽机筒单螺杆挤出机塑化性能的对比研究 |
| 5.1 实验原料及工艺参数设定 |
| 5.2 正向压缩螺杆挤压系统塑化特性的对比研究 |
| 5.2.1 正向压缩螺杆挤压系统塑化过程对比研究 |
| 5.2.2 正向压缩螺杆挤压系统熔体温度对比研究 |
| 5.2.3 正向压缩螺杆挤压系统熔体压力对比研究 |
| 5.2.4 正向压缩螺杆挤压系统产量对比研究 |
| 5.3 反向压缩螺杆挤压系统塑化特性的对比研究 |
| 5.3.1 反向压缩螺杆挤压系统塑化过程对比研究 |
| 5.3.2 反向压缩螺杆挤压系统熔体温度对比研究 |
| 5.3.3 反向压缩螺杆挤压系统熔体压力对比研究 |
| 5.3.4 反向压缩螺杆挤压系统产量对比研究 |
| 5.4 分离型螺杆挤压系统塑化特性的对比研究 |
| 5.4.1 分离型螺杆挤压系统塑化过程对比研究 |
| 5.4.2 分离型螺杆挤压系统熔体温度对比研究 |
| 5.4.3 分离型螺杆挤压系统熔体压力对比研究 |
| 5.4.4 分离型螺杆挤压系统产量对比研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 有待研究的问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
四、单螺杆挤出机中熔体混合理论的研究（论文参考文献）
- [1]挤出预成型对回收塑料模压发泡板材质量的影响[D]. 马冲. 青岛科技大学, 2021(01)
- [2]基于振动力场作用下三螺杆挤出聚乳酸基材料混合机理及其结构性能研究[D]. 薛斌. 华南理工大学, 2020(01)
- [3]螺杆挤出机螺杆结构对挤出流场影响的数值模拟[D]. 韩海川. 太原理工大学, 2020(07)
- [4]基于动态延展的UHMWPE管材轧制成型研究[D]. 林旺阳. 华南理工大学, 2020(02)
- [5]单轴偏心转子挤出机聚烯烃熔融塑化过程及机理研究[D]. 方聪. 华南理工大学, 2020(02)
- [6]场协同螺杆塑化过程流动特性与强化传热机理研究[D]. 鉴冉冉. 北京化工大学, 2019(01)
- [7]偏心转子挤出机流场和混合性能的数值模拟与实验[D]. 范德军. 华南理工大学, 2019(01)
- [8]单螺杆挤出机停留时间分布的在线检测[D]. 张果. 浙江理工大学, 2018(06)
- [9]共混用动态混合器的研究与应用进展[J]. 黄凤磊,刘淼,李志鹏,蔡子琦,高正明. 化工进展, 2017(10)
- [10]机筒沟槽和螺杆螺槽耦合作用下熔融塑化研究[D]. 李晨昕. 北京化工大学, 2017(03)