微尺寸下聚合物熔体充填过程的研究

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1、Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMaster(doctor)TheStudyofMicro—scaleEffectsonFillingProcessofPolymerMeltByLiChunqianSupervisor：Prof．ShenChangyuProf．WeiCaoMaterialsProcessingEngineering一SchoolofMaterialScienceandEngineeringApril，201IIIIII]ITIIIIlrlTillIY1929034在导

2、师的指导下，独立进行研，本论文不包含任何其他个人研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：．摆羲冬f日期：歹。7／年矿月，9日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时

3、，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位敝能彦痞彳嗍州净净月仰领域是聚合物成型永恒的话题。这本文通过假定适当的边界条件和初始条件，对聚合物熔体的充填流动行为进行了研究，引出了三个在注塑成型中与流道尺寸无关的参数。通过对聚合物熔体在微尺寸下非等温流动的数值模拟，分析了表面张力，黏度的尺寸效应和壁面滑移对其流动的影响，论文主要内容如下：1．分析了聚合物熔体充填流动过程中界(表)面能的变化，将作用在熔体前沿的界(表)面张力的影响，转化为熔体前沿的附加压力降。2．对常规注塑成型充填过程的控制方程进行了分析并得到了三个与流道尺寸无关的流变学参数。在控制方程中添加了表面

4、张力，黏度的尺寸效应和壁面滑移对熔体流动的影响。3．通过对聚合流动行为的数值模拟，探讨了各种尺寸效应对聚合物熔体充填过程中流变参数的影响。4．采用直径为1／．an，lOAnn，和100／．an的微流道作为几何模型，分析了五种数学模型描述的聚合物熔体在不同的表观剪切速率下流动前沿的无量纲速率沿径向的分布规律，探讨了在不同的剪切速率和流道尺寸下各种尺寸微观效应对聚合物熔体的充填行为的影响。模拟结果表明在极小的尺寸和低的表观剪切速率下，表面张力在三种微观效应中占主导地位下，随着流道尺寸的增加，表面张力和黏度的尺寸效应衰减，转而壁面滑移成为对流动影响最大的尺寸效应。关键词：表面张力壁面滑移

5、微观粘度数值模拟熔体前沿ABSTRECTItisbecameatrendthathowtomakeplasticpartshavemoremicro-structures，functionandreducetheirsize．Weinvestigatethebehaviorofpolymericflowfillingthemicro-channelsandgetthethreenon·dimensionalparameters．Numericalsimulationofnon·isothermalflowwasusedtoanalysistheeffectsofsurfaceten

6、sion，size-dependentviscosityandwallslipaboutthepolymericflowfillingthemicro-channel．Themajorconclusionsarefollowing：1．Wehaveinvestigatedthechangeofinterfaceenergyofthreephasesystemsamountpolymericflow,thewallofmicro·channelsandatmosphere，whenpolymericflowfillingthemicro-channels．Theeffectofint

7、erface(surface)tensionwastranslatedintotheexternpressurelossatthefrontofmelt．2．Inoldertodescribethebehaviorsofpolymericflowfillingthechannels．thecontrolequationthatwasusedtodescribedconventionalinjectionmoldingoffillingprocessWasrevised