蔡永洪 孙晓辉 黄锋

1 引言

熔体振动技术在聚合物成型加工领域有着广泛的应用，最初应用在热压成型的冷却过程中，可提高制品的力学性能[1]；后来推广到注射成型的保压和冷却过程中，可提高制品的密度和强度，消除熔接痕[2]；还可应用在挤出成型过程中，提高产量，减小挤出胀大[3]。瞿金平发明的电磁式动态塑化挤出机[4]巧妙的运用电磁场使螺杆在转动的同时又有轴向和周向的振动。由于螺杆振动，螺槽内的物料在输送过程中受到振动力场的压实和剪切作用。在进料段和压缩段，振动有助于压实物料，提高熔融速率[5]；在熔体输送段，振动有助于强化层流混合，降低熔体粘度[6]。与传统塑化挤出机相比，电磁式动态塑化挤出机可节能30%～50%，可加工塑料品种更宽[7]。然而，振动强度（频率×振幅）是否越大就越好呢？基于这个问题，本文将对单螺杆大振幅振动对挤出成型的影响进行研究。

与固体输送和熔融塑化两个阶段相比，计量段的熔体输送更直接地影响着挤出机的整机性能。在工程计算中，通常以计量段的输送流率代表挤出机的产量，以计量段的输送功率衡量整机的挤出功率。因此，为了研究单螺杆大振幅振动对挤出成型的影响，本文将重点研究大振幅振动力场对计量段内熔体输送的影响。一个完整的熔体输送理论应该包括二维流场耦合、熔体非牛顿特性、剪切热耗散与热传递、螺槽的几何效应（曲率、终端、侧壁），以及漏流损失。……