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《北京化工大学》 2015年
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超临界流体输送系统研究

李忠鹏  
【摘要】:微孔泡沫材料目前在塑料制品中占据很大的份额并且在各行各业中有着广泛地应用。微孔塑料的塑料内部的泡孔平均直径不超过100μm。制品的泡孔密度在109至1015每立方厘米这个范围内。基于超临界流体(Supercritical Fluid,简称SCF)的微孔发泡注塑成型工艺因其具有环保无污染、发泡剂容易获得并且价格低廉等特点而发展比较迅速,国外已经实现了工业化生产。微孔发泡注塑成型工艺的关键点就是通过SCF制备气体与聚合物熔体混合均匀的单相溶液,SCF在塑化过程中均匀、连续、稳定的注入到注塑机机筒中去是形成高质量单相溶液的前提条件。因此微孔注塑发泡的重点问题就是SCF输送问题。本课题主要工作就是设计能够满足微孔发泡注塑工艺需求的SCF输送系统及研究SCF的不同引入方式。本文首先研究了SCF的高频脉冲式引入方式,并且设计搭建了能够实现这种方式的注气系统,对这种方式进行了实验研究。对实验中发现的初始气涌现象的形成机理进行了探究,利用模拟装置对影响其形成的关键因素进行了研究。本文还研究开发了SCF限流式注汽系统,设计了满足需求的硬件平台、控制系统和数据采集系统。通过利用微孔限流孔板式的流量限制元件使SCF可以达到均匀、稳定输送和注入的目的。针对微孔限流孔板建立了描述注气量与限流孔经、发泡剂输送压力、熔体压力及注气时间的数学模型,通过实验验证了数学模型的正确性,为实现SCF输送的全自动化控制奠定了理论基础。本文最后通过对SCF的高频脉冲式引入方式和限流式引入方式的研究,对SCF输送自动化控制系统的硬件管路、控制系统以及人际交互界面进行了整体设计。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ328.0

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