超声外场对微通道中熔体黏性耗散效应的影响

来源：机械工程学报杂志2015年第20期北京时间：

作者：于同敏, 武永强, 王敏杰

单位：大连理工大学模塑制品教育部工程研究中心 大连 116024

摘要：针对聚合物熔体在微尺度通道中流动时的黏性耗散效应对其流动行为的影响，通过自行构建的带有温度传感器和超声振子的微注塑成型试验系统，采用单因素成型试验方法，对聚丙烯(Polypropylene, PP)和高密度聚乙烯(High-density polyethylene, HDPE)两种聚合物材料在不同工艺参数和超声外场作用下，流经矩形截面微通道时由黏性耗散效应引起的通道出口熔体温升进行试验测量。结果表明，微通道中熔体的黏性耗散效应随注射速度的增加而增强，随入口熔体温度和模具温度的升高而减弱；与不加超声振动相比，施加超声振动使两种材料的微通道出口熔体温升值明显升高；但材料自身的微观分子结构及其热物理性能不同，其温升增幅差别较大。试验注射速度下，施加超声振动比不加超声振动时的PP熔体温升增幅高出34.7%，而HDPE熔体的温升增幅则高达71.7%。当超声频率和工艺参数一定时，增大超声功率使PP熔体的微通道出口温升增加了24.8%，HDPE熔体的温升增加了83.6%。可见施加超声外场作用能使微通道中聚合物熔体的黏性耗散效应明显增强。

关键词：超声外场,聚合物熔体,黏性耗散,试验测量,微尺度通道；

基金资助：国家自然科学基金(51175060)和国家重点基础研究发展计划(973计划，2012CB714502)资助项目