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《北京化工大学》 2006年
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纳米粉体与聚合物在同向双螺杆挤出机中的熔融混合研究

孙士强  
【摘要】:纳米(塑料)复合材料是目前新型材料的研究热点之一,而同向双螺杆挤出机是具有高分散混合能力的连续加工设备,因此纳米粉体与聚合物在同向双螺杆挤出机中熔融混合过程的研究对于纳米复合材料的生产具有理论指导意义和实际应用价值。 本文首先对粉体团块的内部结构及其在聚合物熔体流场中的破碎机理进行了分析,并引入团块尺寸在流场作用下随时间变化的微分方程。为了对不同混合元件的分散混合能力进行比较,本文对常规螺纹元件、窄捏合块元件、宽捏合块元件以及新型混合元件VCR元件流道的三维等温流场进行了模拟与分析。通过对流场流动状态模拟计算,得到了与分散混合及输送能力相关的剪切速率场和压力场;通过粒子示踪法对流场的动态模拟计算及其统计学后处理,得到了停留时间分布、最大剪切速率分布、固定百分比质点经受的剪切速分布随时间的变化、粉体团块尺寸分布随时间的变化等与混合元件分散混合能力有关的统计学结果。 数值模拟分析结果表明:在本文讨论的啮合同向双螺杆混合元件中,宽捏合块元件分散混合能力最强,VCR元件次之,常规螺纹元件最弱;而VCR元件分布混合能力最强,宽捏合块元件次之,常规螺纹元件最弱。 实验研究表明,实验所得混合元件的分散混合能力对比关系与模
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB383.1

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 周新慧;啮合同向双螺杆构型对共混体系混合效果影响的研究[D];北京化工大学;2007年
2 操彬;啮合同向双螺杆构型对接枝反应挤出过程影响的研究[D];北京化工大学;2007年
3 邱国庆;同向旋转双螺杆挤出机螺旋状啮合盘元件混炼机理研究[D];北京化工大学;2010年
4 庞军舰;三螺杆挤出机混合特性的数值模拟和实验研究[D];北京化工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭炯,胡冬冬,陈晋南,谭惠民;同向双螺杆挤出机捏合段三维非等温流动的数值模拟[J];工程塑料应用;2002年01期
2 童玉清,吴友平,林桂,张立群;纳米粉体在聚合物熔体中的分散理论[J];合成橡胶工业;2004年02期
3 胡冬冬,陈晋南;双螺杆挤出中粒子运动轨迹的可视化模拟[J];计算机与应用化学;2003年03期
4 杜官本;表面光电子能谱(XPS)及其在木材科学与技术领域的应用[J];木材工业;1999年03期
5 耿孝正;啮合同向双螺杆挤出机在填充改性应用中的几个问题[J];中国塑料;1999年11期
6 耿孝正;啮合同向双螺杆挤出机在聚合物-聚合物混合(制备共混物和合金)中的应用[J];中国塑料;1999年12期
7 李鹏,耿孝正;同向啮合双螺杆挤出机捏合块流道三维流场分析[J];中国塑料;2000年03期
8 耿孝正;啮合同向双螺杆挤出过程不同功能段的螺杆构型和整根螺杆的组合设计[J];中国塑料;2000年08期
9 马秀清,耿孝正,李鹏;非啮合双螺杆挤出过程常规螺纹元件流道三维流场分析——等温牛顿模型[J];中国塑料;2000年10期
10 李鹏,耿孝正,马秀清;啮合同向双螺杆挤出机螺纹元件三维流场分析[J];中国塑料;2001年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张俊义;啮合同向双螺杆挤出过程斜齿齿型盘元件的理论实验研究[D];北京化工大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨其,曾邦禄;动态硫化聚丙烯/三元乙丙橡胶共混材料[J];工程塑料应用;1998年07期
2 冯威,罗欣,杨金才,张立群,金日光,杨洪毅,黎安;硫酸钙晶须/PP/EPDM复合材料的流变行为[J];工程塑料应用;1998年07期
3 张延恒,唐跃;计算机模拟技术在聚合物成型中的应用[J];工程塑料应用;2002年01期
4 彭炯,胡冬冬,陈晋南,谭惠民;同向双螺杆挤出机捏合段三维非等温流动的数值模拟[J];工程塑料应用;2002年01期
5 张晓云,李永先;2001年我国工程塑料加工技术进展[J];工程塑料应用;2002年06期
6 张晓云,谈桂春,李永先;2002年我国工程塑料加工技术进展[J];工程塑料应用;2003年06期
7 谈桂春,张晓云,柳洪超;2003年我国工程塑料加工技术进展[J];工程塑料应用;2004年06期
8 郭奕崇,闫宝瑞,信春玲,李庆春;塑料土工格栅拉伸过程的试验研究[J];工程塑料应用;2004年08期
9 高原;王静江;;重型汽车改性PP侧护板的研制[J];工程塑料应用;2005年10期
10 李小兰;王久芬;黄福生;;PBT-PHB热致性液晶共聚酯的合成研究[J];工程塑料应用;2005年11期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 白宇;王平;;双螺杆磨浆机的计算机辅助设计与模拟[A];“绿色制造 质量管理”——海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会2011年会论文集[C];2011年
2 任慧芳;;双螺杆挤出机的研究进展[A];巨化集团公司化工学会论文集(九)[C];2011年
3 张珊珊;王钧;蔡浩鹏;;Kevlar纤维UV表面处理及其复合材料的界面研究[A];第十七届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2008年
4 周睿;王继辉;冀运东;;树脂浇铸体的制备新方法[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
5 王国强;蔚红建;范红杰;毛永康;胥会祥;康晓华;;叠氮钝感推进剂燃烧和力学性能初步研究[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
6 孙天举;赖勇;叶林;;聚甲醛高效甲醛吸收剂研究[A];2006年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2006年
7 徐克非;李德溥;;双螺杆挤压机操作参数对加工质量影响的研究[A];2006年中国机械工程学会年会暨中国工程院机械与运载工程学部首届年会论文集[C];2006年
8 白宇;;双螺杆磨浆机构的设计与计算机模拟的研究[A];创新装备技术 给力地方经济——第三届全国地方机械工程学会学术年会暨海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李兵云;粉单竹SCMP漂白中木素结构变化及生物酶改善漂白性能的研究[D];华南理工大学;2010年
2 朱小林;胶粘物盘式热分散机理与能耗建模研究[D];华南理工大学;2010年
3 朱光磊;AZ91D镁合金高剪切流变成形理论与工艺研究[D];北京有色金属研究总院;2010年
4 苏润洲;木质材料表面装饰用材的光致变色机理的研究[D];东北林业大学;2011年
5 尹应梅;基于DMA法的沥青混合料动态粘弹特性及剪切模量预估方法研究[D];华南理工大学;2011年
6 黄益宾;聚合物气体辅助共挤成型的理论和实验研究[D];南昌大学;2011年
7 历伟;有机/无机复合载体负载化催化剂及其乙烯聚合的研究[D];浙江大学;2011年
8 邱实;基于碳纳米管的有机/无机杂化膜的制备及性能研究[D];浙江大学;2011年
9 徐国祺;樟树叶提取物复配及其处理毛竹抗菌性研究[D];中国林业科学研究院;2011年
10 石开仪;白腐真菌Hypocrea lixii AH对抚顺长焰煤及其模型化合物生物液化机理研究[D];中国矿业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭占军;PTFE长丝的研制及性能研究[D];浙江理工大学;2010年
2 金翼飞;聚合物微挤出流变学理论与试验研究[D];大连理工大学;2010年
3 曾武;叶片注射机成型PP/硅灰石填充体系的性能研究[D];华南理工大学;2010年
4 刘玮;水滑石改性聚酯的研究[D];北京服装学院;2010年
5 郑文俊;聚丁二酸丁二醇酯的合成[D];北京服装学院;2010年
6 张海玲;长亚甲基链共聚单体对PBT结晶和熔融行为影响的研究[D];华东理工大学;2011年
7 杨银初;双螺杆榨油机关键设计技术的研究[D];武汉工业学院;2010年
8 陈智强;自由基聚合反应过程动态分子量分布的并行计算方法研究[D];浙江大学;2011年
9 薛涵与;竹纤维的表面改性及其复合材料的研究[D];福建师范大学;2010年
10 张宗鑫;温度对电声脉冲法聚合物空间电荷测量的影响[D];华北电力大学(北京);2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张学东,刘浙辉,邢志光,梁善杰;共混条件对PP/EVA结构形态及性能的影响[J];工程塑料应用;1995年05期
2 彭炯,胡冬冬,陈晋南,谭惠民;同向双螺杆挤出机捏合段三维非等温流动的数值模拟[J];工程塑料应用;2002年01期
3 彭炯,陈晋南;同向旋转双螺杆挤出机聚合物熔体输送的数值模拟(英文)[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);2002年02期
4 刘书银,陈中华;反应挤出技术在高聚物制备中的应用[J];高分子材料科学与工程;1999年05期
5 吴大呜,丁玉梅,龙文保,王伟明,刘颖,陈自卫;四段式单螺杆反应挤出机的研制[J];高分子材料科学与工程;2000年03期
6 钟明强,刘俊华,益小苏;反应挤出在聚合物共混改性中的应用与进展[J];高分子材料科学与工程;2001年01期
7 游长江,贾德民;增容剂SB对LDPE/PS共混物分散相尺寸的影响[J];高分子材料科学与工程;2001年02期
8 司林旭,郑安呐,朱中南;双螺杆反应挤出模型的研究[J];高分子材料科学与工程;2002年01期
9 刘万军,王茁,杨慧丽,陈广新,刘景江;HIPS-g-MA共聚物对HIPS/PC共混物相容性、形态和拉伸性能的影响[J];高分子材料科学与工程;2002年06期
10 朱向哲;袁惠群;;三螺杆挤出机挤出特性的数值模拟[J];高分子材料科学与工程;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 吴大鸣;郑秀婷;刘颖;;原位气泡拉伸法分散纳米团聚体有效作用距离的研究[A];PPTS2005塑料加工技术高峰论坛论文集[C];2005年
2 朱向哲;谢禹钧;;多螺杆挤出机性能比较的数值研究[A];PPTS2005塑料加工技术高峰论坛论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张广成;聚烯烃的反应挤出研究[D];西北工业大学;2001年
2 马秀清;双螺杆挤出过程轴向循环流理论分析及实验研究[D];北京化工大学;2001年
3 张先明;挤出过程停留时间分布的实验研究和数值模拟[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张伟;同向三螺杆挤出机的混炼性能评价[D];北京化工大学;2011年
2 张俊义;啮合同向双螺杆挤出过程斜齿齿型盘元件的理论实验研究[D];北京化工大学;2004年
3 梁畅;啮合同向双螺杆挤出过程S型元件螺杆构型的研究[D];北京化工大学;2003年
4 陈士宏;啮合同向双螺杆挤出过程非啮合多过程元件的理论及实验研究[D];北京化工大学;2003年
5 尹燕玲;啮合同向双螺杆挤出机新型混合元件及螺杆构型的研究[D];北京化工大学;2002年
6 朱常委;三螺杆挤出机螺纹元件及混合机理研究[D];北京化工大学;2002年
7 郭艳;SEBS熔融接枝马来酸酐及其接枝机理研究[D];四川大学;2004年
8 李鹏;啮合同向双螺杆挤出机捏合块流道流场分析[D];北京化工大学;2000年
9 张才亮;聚合物反应挤出相容剂的合成与表征[D];浙江大学;2005年
10 王秀臻;聚丙烯接枝马来酸酐的研制及应用[D];浙江大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 石保虎;何和智;;啮合同向双螺杆挤出机新型螺杆元件的结构和性能[J];塑料科技;2011年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 刘鹏;热塑性高聚物微纳米纤维制备及形态演化研究[D];东华大学;2011年
2 周炳斌;啮合同向双螺杆强分布混合元件和压力控制元件的设计及性能研究[D];北京化工大学;2011年
3 黄凤春;同向双螺杆强分散混合元件与拉伸元件设计及混合性能研究[D];北京化工大学;2011年
4 邱国庆;同向旋转双螺杆挤出机螺旋状啮合盘元件混炼机理研究[D];北京化工大学;2010年
5 李彦辉;啮合异向双螺杆混合功能区的研究[D];北京化工大学;2010年
6 曹利;高扭矩高啮合比同向双螺杆挤出机挤压系统设计原理及性能研究[D];北京化工大学;2012年
7 董瑞佳;PVC木塑单螺杆挤出成型熔体输送数值模拟[D];武汉理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金月富,耿孝正;新型同向双螺杆元件几何造型初探[J];塑料;2001年01期
2 耿孝正;啮合同向双螺杆挤出机在填充改性应用中的几个问题[J];中国塑料;1999年11期
3 李鹏,耿孝正;同向啮合双螺杆挤出机捏合块流道三维流场分析[J];中国塑料;2000年03期
4 耿孝正;用于玻纤增强粒料制备的啮合同向双螺杆挤出机的螺杆构型[J];中国塑料;2000年07期
5 陈志强,王春芬,汪颐;啮合同向双螺杆挤出机新型混炼元件性能及应用[J];中国塑料;2001年06期
6 金月富,耿孝正,梁畅;新型同向双螺杆元件——S型元件研究(Ⅰ)——流场数值模拟[J];中国塑料;2002年01期
7 金月富,耿孝正,梁畅;新型同向双螺杆元件——S型元件研究(Ⅱ)——实验验证[J];中国塑料;2002年02期
8 刘志芳,冯连勋,董力群;新型锥形双螺杆混合元件三维流场分析[J];中国塑料;2002年02期
9 尹燕玲,耿孝正;啮合同向双螺杆挤出过程六棱柱元件三维流场分析[J];中国塑料;2002年04期
10 梁畅,马秀清,耿孝正;啮合同向双螺杆挤出机中新型螺杆元件S型元件与捏合块元件的性能对比研究[J];中国塑料;2002年11期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李继光,孙旭东,王雅蓉,宋丹,茹红强,修稚萌,郝士明;α-Al_2O_3纳米粉的烧结初期机理研究[J];硅酸盐学报;1998年04期
2 李继光,孙旭东,王雅蓉,董文新,茹红强,郝士明;α-Al_2O_3纳米粉烧结初期的恒温实验研究[J];金属学报;1998年02期
3 张彦军,马智,秦永宁,吴树新;莫来石纳米粉的制备及表征[J];硅酸盐通报;2003年05期
4 孟波,谭小耀,张宝砚,柳玉英,杨乃涛;新的燃烧工艺合成BaCe_(0.95)Y_(0.05)O_(3-δ)纳米粉[J];中国稀土学报;2004年06期
5 郑秀华,钟家湘,刘洪涛,乔蕾;Y—PSZ对Al_2O_3纳米粉烧结特性及性能的影响[J];材料研究学报;1996年03期
6 ;新产品 新技术[J];中国建筑金属结构;2002年12期
7 田春山;王志伟;;纳米二氧化钛水溶液表面张力系数的研究[J];青海大学学报(自然科学版);2007年03期
8 高愈尊,李永洪,张泰宋;铟锡氧化物纳米粉的显微结构[J];中国有色金属学报;1998年02期
9 刘尚华,陶光仪,吉昂;纳米粉末ZrO_2-CeO_2-La_2O_3的XRF分析研究[J];无机材料学报;1999年06期
10 徐明霞,陈春林,梁辉,徐廷献,郑福前,刘建良;Al_2O_3-SiO_2系纳米粉的微观结构与红外发射特性[J];应用化学;2000年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋英;石蕾;王福平;姜兆华;;溶胶-凝胶法制备掺镨BaTi_4O_9纳米粉的研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年
2 宋文龙;郑聚成;陈高峰;何芳远;林志东;;氧化钛锡复合纳米粉的制备及其气敏性[A];第九届全国微型化学实验研讨会暨第七届中学微型实验研讨会论文集[C];2011年
3 税毅;肖云峰;蒋驰;王术刚;;ZrO_2纳米粉等离子喷涂层组织与性能[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
4 李生英;张力;徐飞;王永红;;PANI/ZnO复合纳米粉的制备及表征[A];甘肃省化学会二十六届年会暨第八届中学化学教学经验交流会论文集[C];2009年
5 陈汝芬;宋秀芹;;(Y_2O_3·CaO)-ZrO_2均匀纳米粉的合成及条件对粒度的影响[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年
6 顾锋;王淑芬;吕孟凯;;氧化锡纳米粉的制备与发光性质的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
7 成晓玲;匡同春;黄逸诗;邓淑华;黄慧民;周立清;;水热法制备氧化锆复合粉体及表征[A];2001年海南全国粉体技术研讨会论文集[C];2001年
8 丁玉洁;董文魁;钟金魁;许力;;稀土氧化物纳米粉的制备技术及应用[A];甘肃省化学会成立六十周年学术报告会暨二十三届年会论文集[C];2003年
9 于湖生;;纳米抗紫外整理对棉织物服用性能的影响[A];山东纺织工程学会十一届第三次优秀论文评选获奖论文集[C];2004年
10 周荣灿;梁勇;陈远志;郑丰;;纳米粉体的分散进展及激光法硅基纳米粉的分散研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 姜剑;太和科技 纳米领军[N];证券日报;2006年
2 无言;纳米勾勒精细化科技[N];医药经济报;2006年
3 本报记者 李飞;中超公司创奇迹[N];黑龙江日报;2000年
4 赛迪顾问 何奇峰;中国纳米材料市场 现状及趋势展望[N];中国有色金属报;2005年
5 冯胜保;亟需以纳米技术促产业升级[N];中国经济时报;2000年
6 李冬梅;当心伪纳米技术骗人[N];中国矿业报;2000年
7 记者 姚耀;新型纳米复合涂料获13项发明专利[N];中国化工报;2006年
8 本报记者 董映璧;俄力推纳米研究成果走向应用[N];科技日报;2006年
9 学文;安徽中鼎成功攻克纳米陶瓷“瓶颈”[N];广东建设报;2007年
10 濮耐集团副总经理、教授级高工 贺中央;材质和结构优化为安全、长寿搭桥[N];中国冶金报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏宁宁;高压下Fe_3O_4纳米粉、FeSe和α-FeOOH粉末的结构和电输运性质研究[D];吉林大学;2012年
2 宋文植;牙科氧化锆纳米复合陶瓷的制备及性能研究[D];吉林大学;2004年
3 李生英;导电聚合物/半导体纳米复合材料的制备及其光催化性能研究[D];西北师范大学;2006年
4 沈龙海;纳米金属氮化物的直流电弧法制备与高压物性研究[D];吉林大学;2006年
5 田召明;TiO_2/SnO_2基稀磁半导体及铁氧体基复合材料磁性和交换偏置效应[D];华中科技大学;2008年
6 俞泽民;溶胶—凝胶法制备锰酸锂系纳米粉的结构与电化学性能[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 杨晶;改进溶胶凝胶法制备氧化锆及氧化钛纳米材料[D];吉林大学;2006年
8 苏艳丽;高速离心剪切超细技术制备纳米丹参的工艺及药理研究[D];武汉理工大学;2007年
9 刘红梅;用于MEMS的PZT压电厚膜及硅基压电悬臂梁的制备研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 董亮;前驱体纳米化后氧化钨陶瓷中高温温区的电学性能研究[D];西南交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵成龙;高频感应热等离子体法制备镍纳米粉体的研究[D];兰州理工大学;2014年
2 苏岩;尖晶石类纳米粉体在染料敏化太阳能电池中的应用研究[D];大连工业大学;2009年
3 吕军华;In_2O_3/SnO_2纳米粉制备表征与表面修饰研究[D];南京工业大学;2003年
4 樊沙沙;Ag包覆Ni复合纳米粉体的制备及其性能研究[D];沈阳工业大学;2014年
5 张超;氧化锡锑透明隔热涂层材料的制备研究[D];浙江大学;2014年
6 徐龙堂;电刷镀镍基含纳米粉复合镀层性能、结构和共沉积机理[D];北京工业大学;2000年
7 左芳;磁性金属纳米粉的表面改性及其复合物的电磁响应特性[D];大连理工大学;2005年
8 何云;高导电性掺氟二氧化锡(FTO)纳米材料的制备[D];华中师范大学;2006年
9 杜珍妮;SnS_2和SnS_2/SnO_2纳米粉的合成与光催化性质[D];扬州大学;2011年
10 王郝;ITO/TiO_2/CPs电极的制备及其光电性能的测定[D];兰州交通大学;2013年
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