铝粉高填充材料混合流场数值模拟及实验研究

2015-04-13霍朝沛任冬云黄亚峰王晓峰

中国塑料 2015年4期

霍朝沛，任冬云＊，黄亚峰，王晓峰

（1.北京化工大学机电工程学院，北京100029；2.西安近代化学研究所，陕西西安710065）

0 前言

铝粉是一种高性能多功能的金属填料，广泛应用于塑料、涂料、军工等领域。聚合物定量填充铝粉，将具有优越的导电和导热性能；片状铝粉以其对紫外线的屏蔽性和反射性，使塑件表面具有良好的耐候性和光泽度；微纳米铝粉较大的表面活化能和快速的反应速率，使其成为军工和航天领域常用的金属填料［1－3］。然而，对于这种微纳米级的金属颗粒，较高的比表面积和表面能使其极易发生团聚，形成的团聚块影响了填充材料功能的实现。因此，需要足够的分散混合能力，破碎铝粉团聚体，改善铝粉在基体中的分散效果［4］。本文针对啮合同向双螺杆挤出机的不同螺杆组合，采用Polyflow 软件对长度为440mm 的熔体混合段的混合流场进行数值模拟，综合评价各螺杆组合和元件的混合性能，并进行铝粉高填充材料的混合实验，验证模拟分析的可靠性，以此来指导铝粉高填充材料加工中的螺杆组合优化。本文所用材料为某种超细铝粉高填充功能材料，所有的计算均在北京化工大学云计算平台上进行。