入口效应

科技工作者之家 2020-11-17

入口效应(entrance effect):又称巴勒斯效应(Barus effect),指熔融聚合物通过管道变化的截面发生取向且弹性储能的现象。

入口效应机理注射成型时,聚合物熔体经常需要通过截面大小不同的浇口和流道,当熔体经过流道截面变化的部位时,将会因界面的影响发生弹性收敛运动,使压力降突然增大。1

入口效应现象聚合物流体经过流道截面变化的部位时,由大到小的截面变化产生的收缩以及流体的粘弹特性,会使得流体的流线产生变化。流体流线形成锥状边界,即为入口收敛流动。

入口效应产生的因素入口压力损失在形成入口收敛流动时,聚合物材料在熔融状态下,通过由大到小的入口区域收缩流动时,会受到剪切、挤压的作用,流动的聚合物会发生性变而储能,同时产生粘性耗散,导致流入口处压力损失。

法向应力效应聚合物熔体在变化的截面流动时,因其自身的粘弹特性,分子取向必然也会发生改变,形成各向异性,从而产生法向应力效应,导致法向应力差。法向应力差是引起诸如爬杆现象,压孔现象等一些特殊流变现象的主要原因。

入口效应影响聚合物加工过程中,管道的尺寸的变化会产生死角,使得聚合物因停留过久而引起分解,同时不利于降低流动过程中因强烈干扰带来的总压力降,增大了能耗和流动缺陷,降低了产品质量和设备生产能力。

生产中的不利影响及消除方法不利影响入口效应通常对聚合物加工来说是不利的,特别是在注射、挤出和纤维纺丝过程中,可能导制产品变形和扭曲,降低制品尺寸稳定做并可能在制品内引入内应力,降低产品机械性能。

消除方法增加管子长度、增加管径、L/D增加,减小入口端的收敛角,适当降低加工应力、增加加工温度、给以牵伸力,减小弹性变形的不利因素。

入口效应的利用双管毛细管流变仪零长毛细管—形状与普通毛细管相同,只是长径比很小。

该流变仪可以在一次实验中得到:由它直接获得入口压力降,获得弹性信息。

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学

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