Y 型異型材氣輔共擠出脹大的三維等溫數(shù)值模擬

陳璐璐，柳和生，2*，黃興元，2，黃楚曄，段翔宇

（1.南昌大學(xué)機電工程學(xué)院聚合物成型實驗室，江西省南昌市 330031；2.江西省塑料制備成型重點實驗室，江西省上饒市 334001）

Y 型異型材氣輔共擠出脹大的三維等溫數(shù)值模擬

陳璐璐1，柳和生1，2*，黃興元1，2，黃楚曄1，段翔宇1

（1.南昌大學(xué)機電工程學(xué)院聚合物成型實驗室，江西省南昌市 330031；2.江西省塑料制備成型重點實驗室，江西省上饒市 334001）

采用Phan-Thien-Tanner本構(gòu)方程，建立Y型包覆擠出模型，通過有限元數(shù)值模擬聚苯乙烯、聚丙烯的三維等溫高黏彈流動過程，對比不同進料組合條件下流體在傳統(tǒng)和氣輔流動中的速率場、剪切速率分布。結(jié)果表明：傳統(tǒng)共擠出受不同進料方式的影響，擠出物脹大主要由其各向速率場量分布不勻造成，而氣輔共擠出的擠出物脹大不受其影響，且脹大均基本得到消除；氣輔共擠出時，其x軸、y軸方向的速率均幾乎為零，沒有二次流動，且z軸向的速率穩(wěn)定，說明氣輔共擠出能消除擠出物膨脹現(xiàn)象。

聚苯乙烯 聚丙烯 氣輔共擠 數(shù)學(xué)模型 異型材 剪切速率 數(shù)值模擬

共擠出技術(shù)是依據(jù)各原料的特性進行復(fù)合加工，以發(fā)揮各原料的固有特性（如軟硬共擠、彩色共擠等［1］）；然而，傳統(tǒng)共擠出技術(shù)存在離模膨脹、黏性包圍和層間界面不穩(wěn)定等問題［2-4］，阻礙了其進一步推廣。近年來提出的氣輔共擠出技術(shù)可實現(xiàn)聚合物的完全滑移，使共擠出口模內(nèi)流動穩(wěn)定，各場量分布均勻，有效消除脹大［5-6］。本工作通過對Y型包覆擠出進行了三維等溫模擬，對比兩種進料方式，研究氣輔共擠出的擠出物脹大現(xiàn)象并分析各場量分布情況。……