粘弹性聚合物熔体挤出胀大和熔体破裂的力学机理研究

挤出胀大和熔体破裂是聚合物挤出加工中的两个常见缺陷。此申请将着重研究粘弹性流体挤出胀大的力学机理和探索未知的影响挤出胀大的粘弹力学特性，实现更为清晰地、准确地认识粘弹性流体的挤出胀大行为。此部分研究内容主要包括复杂流体粘弹性的实验测定和本构方程表征、挤出胀大的数值模拟、以及挤出胀大结果的实验测定。其中针对聚合物熔体的触变特性、应力松弛等非线性依时性粘弹特性的实验研究和数学表征，以及采用有限元法数值模拟复杂粘弹力学特性对聚合物熔体挤出胀大的影响是此申请的主要内容。同时，此申请还将探索熔体破裂现象与粘弹力学特性的内在联系。运用分析非线性非静态数据序列的频谱特性的方法研究熔体破裂中鲨鱼皮区、粘附-滑动区的实验结果，寻找其非线性波动的频率特性与粘弹力学特性、与挤出压力振荡的相关性。此申请研究既可以为聚合物加工实践提供可信、准确的理论依据，也必然会促进非牛顿流体力学的发展。