体积拉伸流场中的纤维取向*

文劲松 范德军 谢海玲 尹晨欢 冯彦洪

(华南理工大学 聚合物新型成型装备国家工程研究中心∥聚合物成型加工工程教育部重点实验室， 广东 广州 510640)

废弃植物纤维/聚合物复合材料作为性能独特的新型材料，具有环境友好、可再生、性价比高等优点，因此得到了广泛的应用，但纤维的加入给复合材料的加工设备及加工工艺带来了巨大挑战.瞿金平等[1]创造性地发明了叶片挤出机，其基于拉伸流变的塑化输运机理与传统螺杆挤出机的剪切流变塑化输运机理具有本质区别.相对于以剪切流动为主的加工设备，叶片挤出机中熔体经历的热-机械历程短，所以对复合材料中纤维的破坏作用小，有利于纤维长径比的保持.针对纤维悬浮液中纤维的运动和取向行为，国内外均有较多研究.江青松、杨海等[2- 3]分别基于ARD-RSC纤维取向模型和Folgar-Tucker张量模型研究了纤维增强注塑成型流动过程中工艺参数与纤维取向分布之间的关系；沈苏华[4]采用将纤维取向分布函数分为平均和脉动两个部分的方法推导出了湍流流体中纤维的取向分布函数；黄达勇等[5]利用Moldflow研究了短玻纤增强PA66复合材料注塑成型过程中不同工艺参数和玻纤相互作用系数对纤维取向张量的影响.

基于拉伸流变的叶片挤出机与以剪切形变为主的螺杆类成型加工设备的塑化输运过程不同，相对于传统设备，其物料停留时间大大缩短，有效减少了加工过程对纤维的破坏，有……