参考微注塑成型流动中熔体壁面滑移的研究.pdfVIP

　第23 卷第6 期 高分子材料科学与工程 . 23, . 6 V o l N o 　2007 年 11 月 POL YM ER M A T ER IA L S SC IEN CE AN D EN G IN EER IN G N ov. 2007 微注塑成型流动中熔体壁面滑移的研究 于同敏, 庄　俭, 王　斌, 李又民 (大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室, 辽宁 大连 116024) 摘要: 基于宏观熔体流动的基本理论及其流动过程中壁面滑移机理的分析, 针对微注塑成型模具中熔体 充模流动时的壁面滑移行为, 建立了微小通道中高聚物熔体流动的壁面滑移理论模型。并用数值模拟方 法, 对不同滑移系数时微小通道中熔体的壁面滑移对流动速度、熔体压力等的影响进行了研究。结果表 明, 微小通道中的壁面滑移可使壁面处熔体的流动速度增加, 压力损失减小, 有利于熔体的充模流动。 关键词: 微注塑成型; 熔体流动; 壁面滑移; 数值模拟 中图分类号: TQ 320. 66+ 2　　　文献标识码: A 　　　文章编号:(2007) 　　随着M EM S 技术研究的不断发展, 微泵、 糙度的影响, 使得流动中相互缠结的大分子会 微阀、微流控芯片及微注塑模具等微小装置中 受到表面微观凸峰对其产生明显的挂扯拉伸作 的微尺度流动问题, 已引起人们的广泛关注。研 用, 导致熔体在壁面处的分子解缠作用增强。强 究发现, 微小通道中的流体流变行为与宏观流 烈的解缠作用使得大分子间的相互吸引力减 体的流动有许多不同, 尤其是非牛顿流体。宏观 弱, 紧贴壁面的分子被粘附在通道壁上, 而未被 流动中可被忽略的某些因素, 在微观流动中可 粘附的分子则随通道中心熔体流一起流动, 使 能成为重要影响因素, 如壁面滑移、表面张力、 得薄层内的熔体存在一个较大的速度梯度, 从 黏性耗散等。Y ao D G 等对聚合物熔体在微通 而表现为熔体的壁面滑移, 这被称为滑移的缠 道中的流动行为进行了理论分析和模拟, 并研 结解缠机理, 如F ig. 1 (a) 所示。另一种观点则 究了熔体微观流动中的壁面滑移问题, 结果显 认为, 在流体流动 中存在一种临界剪切应力 [ 1 ] 示壁面滑移对流动的影响很大 。 , 只有当流体在流道壁面处所受的剪切应力 K a lyon D M cr it 等在对聚乙烯进行松弛模量的测量试验研究 超过这一临界应力时, 流体才沿着流道壁面发 [2 ] 时, 也对壁面滑移效应进行了研究 。本文基于 生相对滑动, 这被称为壁面滑移的吸附解吸附 微观熔体分子的缠结解缠滑移机理, 采用数值 [3 ] ( ) 机理 , 如F ig. 1 b 所示。还有一种观点认为在 模拟方法, 对微注塑模具微小通道中的高聚物 流动过程中两种滑移机理同时存在。 熔