[發明專利]阿基米德螺旋線模具中高聚物熔體流動性的測試方法

無效

• 申請號: 201310254287.6
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN103344524A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 裴士輕;曹陽根;毛秀娟;鄧沛然;權非
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G01N11/04
• 分類號: G01N11/04
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術領域

本發明涉及材料加工技術，更具體地說，是涉及一種阿基米德螺旋線模具中高聚物熔體流動性的測試方法，應用于聚會物的注射成型，評價某種高聚物的成型性能，尤其是高聚物熔體流變性能。

背景技術

高聚物的流變特性是其經注射成型獲得合格制品的關鍵因素，圍繞這一課題前人做了大量的實驗與理論研究。就注射成型而言，應用較廣的流變參數是粘性參數，包括剪切粘度、表觀剪切粘度、拉伸粘度和復數粘度。表觀剪切粘度是普遍地用來表示聚合物（高聚物）流變性能的一個參數。為測定聚合物剪切粘度等熔體流變參數，人們發明了各種實驗裝置與數值模擬方法。如熔融指數測定儀、毛細管流變儀、錐板流變儀以及平板流變儀等。然而，這些實驗與模擬方法依然存在一些問題，其一，各種實驗測定裝置大都是在實驗室條件下，利用特定的加熱、加壓方式測量高聚物熔體的流變參數，這些條件與實際注射過程有很大區別，因此，這些方法只能間接衡量某種高聚物的成型性能；其二，注射成型CAE技術的應用在提高成品率、降低注射成本等方面有顯著的效益，但對于當前日益多元化的復合高聚物制品與纖維增強制品生產過程中，CAE模擬缺乏有用的參考參數。因此，開發一種基于實際注射生產的評價高聚物流變學特性的方法顯得尤為必要。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提供一種阿基米德螺旋線模具中高聚物熔體流動性的測試方法。

為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種阿基米德螺旋線模具中高聚物熔體流動性的測試方法，該測試方法的具體步驟為：

A．將兩個壓力傳感器分別設置在阿基米德螺旋線模具的內端澆口側以及外端；

B．在一個注射成型周期中，聚合物熔體經澆口流到內端壓力傳感器時，該壓力傳感器記錄下此時的時間與壓力曲線；

C．當聚合物熔體到達外端壓力傳感器時，該壓力傳感器記錄下此時的時間與壓力曲線；

D．上述兩個壓力傳感器分別將采集到的信息傳送至電腦上，依據流體力學模型計算得出與該聚合物熔體相對應的流量、表觀剪切速率以及表觀粘度。

所述步驟A中的阿基米德螺旋線模具型腔的截面為矩形。

所述步驟A中的內端壓力傳感器以及外端壓力傳感器的具體設置位置為：

依據極坐標方程式:

r(θ)=a+6.45θ(a=0;0≤θ≤6π)

其中，a為當θ=0π時的極徑，單位mm；θ為極角，單位rad；

由上式確定的螺旋線作為模具螺旋型腔的中心線，設澆口位置為螺旋極坐標中心O，極軸為OV；極軸OV沿模具螺旋型腔向外轉動1/4π-3/2π與螺旋型腔中線的交點作為內側壓力傳感器的位置；

以內端壓力傳感器的設置點為起點并沿模具螺旋型腔向外轉動4π作為外端壓力傳感器的設置點。

所述極軸OV沿模具螺旋型腔向外轉動π作為內端壓力傳感器的設置點。

所述步驟D的具體步驟為：

假設螺旋模腔為直條狀，二維流場中聚合物熔體的流動方向為x軸，在水平面內與x軸垂直的為y軸。因此，只有x方向的流動速度，u_x=u(y),u_y=0;

根據流體方程（1）：