刘 奎 王敏杰 赵丹阳 李红霞

大连理工大学机械工程学院，大连，116024

0 引言

聚合物熔体跨尺度挤出成形技术在精密化、微型化、轻量化的高附加值塑料制品成形中具有广泛的应用[1]。然而，该技术具有区别于常规挤出过程的显著特征：熔体入口端流道尺度为毫米级，沿着熔体主流动方向的流道尺度连续渐变，熔体出口端流道尺度为微米级。流道微尺度特征对熔体黏弹特性及流动状态影响显著，熔体流动特征与离模变形更复杂[2]，影响微挤出制品的结构尺寸及形状精度控制。为此，有必要针对聚合物熔体跨尺度挤出成形技术，建立考虑成形流道微尺度特征影响的熔体黏弹性流变模型。

关于聚合物熔体在挤出成形过程中的流变特性，MITSOULIS等[3]通过研究聚丙烯熔体在毛细管中的挤出流动过程，指出黏弹性模型才能较好地再现实验数据。建立聚合物熔体的黏弹性流变模型的方法主要有唯象实验方法和分子理论方法。基于Lodge-Yamamoto网络理论的PTT(Phan-Thien-Tanner)模型是具有代表性的黏弹性模型[4]，但它无法反映聚合物熔体流动过程中的分子链运动特征。MCLEISH等[5]基于聚合物熔体分子链蠕动行为的管子理论，提出了能表征熔体分子链的伸缩与取向行为的Pom-Pom黏弹性模型。TANNER[6]证明Pom-Pom模型和经典网络理论具有一致的流变学本质特征。但原始的Pom-Pom模型存在数值与流变学问题，因此，许多学者对该模型进行了持续的改进。VERBEETEN等[7]提出的XPP(extended Pom-Pom)黏弹性模型具有相对较大的剪切速率适用范围；……