论文部分内容阅读
为改善硝化纤维素在单螺杆挤出加工中的流变性能,本文设计了超临界流体辅助含能聚合物挤出成型设备,并利用该设备进行超临界流体辅助硝化纤维素代料二醋酸纤维素(CDA)挤出成型,通过狭缝流变仪进行流变测试,研究不同工艺条件下CDA溶液的在线流变性能,在此基础上研究了超临界CO2辅助CDA溶液挤出加工的流变性能,并采用专业仿真软件POLYFLOW对物料在口模中流动性进行数值模拟。实验结果为发射药连续、安全地挤出成型及进一步研究提供实验基础和重要的参考价值。实验结果表明:CDA溶液和CDA/CO2溶液体系均是非牛顿假塑性流体。注入超临界CO2降低了 CDA溶液的剪切黏度、黏度系数、加工温度、剪切黏度对温度的敏感程度、溶剂含量;提高CDA溶液非牛顿指数、挤出流量。注入超临界CO2后,不同加工温度下CDA溶液在6rpm和1Orpm之间剪切黏度降低值较大,降低值可以达到46.75%。注入超临界CO2后,同一溶剂含量下,6rpm时CDA溶液剪切黏度降低值较大,降低值可以达到48.10%。CDA溶液和CDA/CO2溶液体系的剪切黏度随着螺杆转速、溶剂含量或加工温度增加而降低;CDA/CO2溶液体系的剪切黏度随着注气流量增加而减少。CDA溶液和CDA/CO2溶液体系的黏流活化能随着剪切速率的增加而降低。随着加工温度升高,6rpm和8rpm时CDA/CO2溶液体系的剪切黏度降低值大。根据模拟结果,注入超临界CO2降低口模入口压力,提高CDA溶液通过口模横截面的平均流速。CDA溶液和CDA/CO2溶液体系的剪切黏度在狭缝壁面中心区域较小,在狭缝壁面边界区域较大。随着加工温度或溶剂含量升高,CDA溶液和CDA/CO2溶液体系的口模入口压力均逐渐降低,通过口模横截面的平均流速增加;随着注气流量增加,CDA/CO2溶液体系口模入口压力逐渐降低,通过口模横截面的平均流速增加;随着口模厚度增加,CDA/CO2溶液体系的口模入口压力减小,CDA/CO2溶液体系在狭缝壁面中剪切黏度增加。