層疊式取向機頭的擠出機理及實驗研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，人們對汽車輪胎提出了全面高性能化的要求。近些年以來，高分子材料科學不斷地發(fā)展，人類社會對高分子材料的需求日益增加，許多新型高分子材料應(yīng)運而生，短纖維增強橡膠復合材料便是其中之一，它是比較理想的具有特殊用途的輪胎胎面膠材料。在膠料中添加短纖維，并利用各種方法使短纖維沿適當方向取向，能明顯地提高輪胎的整體性能，使其具有高抗撕裂、低磨耗與低滾動摩擦等特性，但是如何使短纖維沿適當方向取向又是一個亟需解決的困難。
　

2、　本文設(shè)計出一種層疊式取向擠出機頭，意在短纖維增強橡膠復合材料擠出過程中將擠出膠料分層并使短纖維沿適當方向取向。機頭設(shè)計所采用的層疊法是一種新型微納疊層共擠出技術(shù)，即通過對復合膠料熔體進行分層-扭轉(zhuǎn)-合并來增加復合材料層數(shù)的技術(shù)。
　　首先，查閱了國內(nèi)外與短纖維增強橡膠復合材料相關(guān)的文章、專利以及文獻，研究探討了短纖維增強橡膠復合材料在擠出過程中短纖維的取向機理，研制出了層疊式取向擠出機頭，該機頭能通過對膠料進行分層-扭轉(zhuǎn)-匯合來

3、增加復合材料的層數(shù)，并實現(xiàn)短纖維的徑向取向。
　　其次，為了更形象更直接地表示流道的構(gòu)型對物料在流道內(nèi)流動的影響，選擇了有限元分析軟件POLYFLOW對流道構(gòu)型的主要因素進行了分析，對全充滿流道的壓力場、速度場、剪切速率場和粘度場進行了模擬，通過模擬結(jié)果分析機頭流道構(gòu)型對膠料分層及短纖維取向的影響。
　　最后，進行了系統(tǒng)的實驗研究，在相同實驗條件下利用所設(shè)計的層疊式取向機頭與普通擠出機頭進行對比實驗，由實驗結(jié)果可知，層疊式取