dy/dx为曲线y(x)的斜率。将（13)、

 

(14)联合，得到它的表达式为：

■(-Yw/Y°)r

缝隙流道：P'=

(17)

 

(18)

丨-士

dy .一

(c)p/<5y)«

(15)

方程（12) - (15)是推导出的基本方 程，分析这些方程，我们已可得出些结论：

 

! 1 .歧管的斜率dy/dx依赖于歧管的形

 

状和截面积。

 

2 .若机头较短，则要求dy/dx小，这 可通过使得歧管中熔体的压力梯度 远远小于缝隙中的压力掸度来实 现。

 

3.在缝隙内，熔体所受的剪切应力， 相应地熔体压力梯度是受着弹性不 稳定流的限制的。过高的压力 会产生熔体不稳定流动，而导致挤 出制品表面粗糙，产生波纹。

 

4.我们可通过如下途径完成机头流道 的设计，达到均勻挤出的目的：

 

a.设dy/dx =常数}

 

b.设熔体在歧管和缝隙区域之壁面剪切 速率相等；

 

c.设熔体在机头内的平均停留时间均

 

维C03 寸 o

 

在此，我们选择要求歧管和缝隙区域熔 体壁面剪切速率均等来确定曲线y(x)的形 状。

 

由聚合物熔体的幂律本构关系式

 

[ y/r I ……(16)

 

式中T]°为在参考剪切速率下熔体 的粘度，n为赛律指数。T]为剪切速率为y时 熔体粘度。

 

对于具有简单几何截面的流道，沿流动 方向，熔体的压力梯度pz和壁面剪切速率 is可甩以下方穉计算；

式中V定义为熔体体积流率除以流道的 横截面积。

 

对于宽度为w，高度为H的矩形截面流 道，可用式（18)来计算壁面剪切速率，而 压力梯度则为••

P'

H

……（19) 式中fP为形状因子tB3，其依赖于W/H 的比值，对于幂律流体只有大量的数值解 CI03,但可用一个经验公式概括（113广

1

(20)

〔1

式中<})：=W//H，当 w/H>io 时，fp« 1。如若矩形歧管满足此条件，则熔体在歧 管内的流动与在缝隙内的流动；i相似的，从 而：设计出的流道几何尺寸适用于各种物料 及加工条件，熔体在歧管内和缝隙中的压力 梯度的比值与熔体粘度无关。

 

如果：••• (21) 将式（18)代入此关系式：，便得L与 k的关系，再代入方程（12)，整理得出歧 管深度的表达式：

 

H(x) = h{ (b-x)/[fp(x)W(x) ]}女

 

•••••• (22)

 

利用方程（17)和（19)，歧管的斜率 方程为：

 

dy/dx- {(b-x)/〔fp(x)w(x)〕 -1}+ -

…（23) 若取歧管宽度W为常数，则歧管流道深 度为；

V.

H(x) = h/" (b- x)/Cwfp(x)：

 

......(24)

 

对式（23)积分，得鱼尾阻流曲线： y(x) = 2Wv/ (b- x)/w- 1

 

fp = 1 , ...... (25)

 

其中：i - w/b)

 

对于具有恒定为w/H = a比值的歧管， 可导出：

 

H(x) = h〔(b-x〉/(afph)〕+

 

……（26)

 

w(x) = aH(x) =〔a2h2(b- x)/fp〕+

 

……（27)

 

将式（26)、（27)代入式（17)、 (19),然后代入式（15)，并积分，便得 到鱼尾阻流曲线：

 

y(x) = Ahf* ^ 1 + P(x)—丄

 

^ P(x) 2

 

ln^ 1 +P(X) _ 1 c

 

%/ 1 +P(x) + 1 J +

 

……（28) 式中：p(x) =〔(H(x)/h)2- l〕-1

 

……（29)

 

A = _^ ……（30)

 

2 1 +3n .

 

C为积分常数，若选择y=0处，H(x) =h,则C = 0。

 

至此，我们完成了保证出料均匀，而 且在机头内各流道中熔体所受的壁面剪切速 率处处相等的鱼尾机头的理论设计计算公式 的建立。据此模型，编出计算程序，便可对 流道参数进行优选，画出鱼尾机头内部流道 曲线。图11为计算出的鱼尾阻流曲线形状的 例子。

 

六冷却、加热拉 伸方式及卷取

 

以挤出机扒头挤出的带堪磾度一职为

X/b

 

图11歧管宽度诹为常数时（且W/H>10)

 

鱼尾曲线形状。

200*0左右，塑料仍处于熔融状态，如不进 行冷却，是无法牵伸的。对于易氧化的PP 来说，这点尤为重要。由于PP为结晶型高 聚物，冷却方式及温度对其结晶形态具有重 要的影响，而晶粒大小及形态对后序的拉伸 及品性能有直接的影响。若冷却过慢， PP在结晶过程中有利于晶核的成长，晶粒 就粗大。从宏观上看，表面粗糖，造成带坯 的脆弱，容易断头。同时由于表面粗糙而带 水牵伸时会产生竹节状。国外有采用冷冻水 对带坯进行骤冷的，这使得带坯形成的晶粒 多而小，无定形部分含量高，这就保持了带 坯牵伸时所需的延伸率，对提高生产线的产 量也有益处。但冷却过快，微晶过细也会造 成坯料软弱，拉伸易断头。为了得到一定直 径的微晶，就需要一个适当的冷却水温，一 般控制水温在20°c左右e 12〕。机头出口到冷 却水面的距离尽可能近（一•般较 好）。

 

从拉伸工艺来说，有干法拉伸和湿法拉 伸两种。加热方式采用远红外技术〔13〕， 效果最好。不仅使带坯表层和内部温度同时 升髙，热的传递过程快、均匀。而且无需通 这緙介物就可直捧达到加热物伴，能暈损汽