導讀：正常擠出工藝中維持擠出所需的壓力始終是穩(wěn)定的。但高速擠出時，由于流場邊界條件突變或流動應力集中效應造成流動紊亂，擠出壓力會異常波動。波動的頻率不等，振幅可達幾兆帕。既可能是口模內壓力波動，也可能是口模入口壓力波動。研究表明，擠出壓力出現(xiàn)異常波動與擠出物畸變聯(lián)系緊密。不同聚合物熔體發(fā)生擠出壓力波動的形式和強度不同，因此被視為

正常擠出工藝中維持擠出所需的壓力始終是穩(wěn)定的。但高速擠出時，由于流場邊界條件突變或流動應力集中效應造成流動紊亂，擠出壓力會異常波動。波動的頻率不等，振幅可達幾兆帕。既可能是口模內壓力波動，也可能是口模入口壓力波動。研究表明，擠出壓力出現(xiàn)異常波動與擠出物畸變聯(lián)系緊密。不同聚合物熔體發(fā)生擠出壓力波動的形式和強度不同，因此被視為辨認聚合物熔體擠出流變行為的一種特征指紋。
采用恒速型毛細管流變儀測試擠出熔體時，壓力傳感器測得的總壓力△P包含三部分：入口壓力△Pent，機內壓力（即模具內壓力）△Pcap和出口壓力△Pexit�！鱌exit較小，主要研究入口壓力和機內壓力。
△Pcap是指作用在機體兩端的壓差，該壓力用于建立機體內黏彈性流動。由于在機體內熔體/管壁邊界附近的剪切應力和剪切速率最大，因此△Pcap主要消耗在機體內壁附近，用于克服內、外摩擦力和引起分子鏈構象變化。
△Pent具有最重要的流變學意義，是建立入口區(qū)穩(wěn)定流暢的必要條件，它是黏彈性流體流經(jīng)截面形狀或尺寸急劇變化的流道時經(jīng)歷強拉伸流和剪切流，以至于儲存和損耗部分能量的結果。試驗表明全部入口壓力損失中95%用于彈性儲能，5%用于黏性損耗，因此△Pent可作為熔體彈性的一種度量。
對于一個穩(wěn)定擠出流動而言，要求△Pent和△Pcap都是穩(wěn)定的。一旦某種因素引起壓力波動，擠出流動將失穩(wěn)，進而引發(fā)擠出物畸變。壓力波動有兩種情形：△Pent和△Pcap波動。通過測試量△Pent和△Pcap隨擠出速率的發(fā)展變化，可以探究壓力波動的緣由及其與擠出畸變的關系。
根據(jù)超高分子量聚乙烯熔體擠出速率發(fā)展情況。壓力波動時，對應的擠出物出現(xiàn)黏—滑畸變，但并未影響擠出壓力的穩(wěn)定性。值得注意的是高速擠出時熔體/管壁的邊界附近的剪切形變大，流動應力集中效應顯著。當剪切應力大于熔體/管壁間的最大靜摩擦力時，熔體沿管壁脫附，發(fā)生大規(guī)�；瑒樱吔鐮顟B(tài)突變，由黏界面變?yōu)榛缑妫瑝毫︙E降而流量突增。
擠出壓力主要分布在口模內及口模入口區(qū)2部分。對于不同聚合物熔體，擠出壓力的分布和容易發(fā)生流動應力集中的區(qū)域和位置不同。為了比較不同熔體擠出壓力的分布，考察流動應力集中效應，定義一個新物理量δ，δ等于入口壓力占總壓力的比值。
考察δ值隨擠出速率的變化可見，超高分子量聚乙烯熔體的δ值幾乎不隨擠出速率而變，但超高分子量聚乙烯板材用擠出方式則δ值隨擠出速率增大而增大，低速率下δ很小，高速率下δ可增大的超過10%。這表明隨擠出速率增大，線性聚合物熔體的流動應力集中點的位置逐漸從口模內壁向口模入口區(qū)遷移。，

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超高分子量聚乙烯擠出壓力波動與熔體擠出畸變的關系