基于Polyflow仿真的PVC木塑复合材料异型材挤出模优化

李 东，马鹏涛，廖洋威

（金发科技股份有限公司 塑料改性与加工国家工程试验室，广东 广州 510663）

0 引 言

木塑复合材料（wood plastic composites，WPC）应用广泛，通常商业化WPC产品的木质组分填充量超过50%，甚至还添加一些无机粉体。WPC熔体属于高含量固体粒子填充非牛顿基体的悬浮体系，分散相和连续相相互作用，使熔体流变行为变得复杂。WPC熔体黏度随木质组分含量的增加而增加，但材料力学性能急剧下降，且高填充体系熔体对剪切速率的变化敏感[1,2]，造成加工时流动性差、不稳定等，表现为物料滞留、局部烧焦、尺寸超差、截面不均匀等问题，甚至滞留严重导致降解而停机。

挤出机塑化的熔体经过模具分流、成型、定型和冷却后得到产品。离模膨胀、拉伸变形和冷却收缩效应的综合作用决定了产品成型质量，这主要受挤出模的影响。设计合理的挤出模对提高产品成型质量和生产效率具有重要意义。挤出模通常采用模流平衡系数方法对截面进行子区域划分，但该方法对形状较复杂的异型材会存在设计缺陷。在挤出成型模的研究、开发和设计方面，流体仿真技术应用越来越多，Polyflow在挤出成型板材、管材、异型材等的模拟与实际十分接近，能较好的指导并解决工程问题，提升挤出模的开发效率[3]。挤出成型模拟通常以熔体流速均匀分布为优化目标指导模具设计[4,5]。张振等[6]使用Polyflow软件对功能块流道的设计进行了研究；王培剑[7]以模具流道出口处的流动速度平衡性和流道内最大压力降为优化指标，通过模拟正交试验确定了优化的模具结构；……