过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (5): 478-485.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225225
马少萍1, 韩颖2, 吴双1, 肖亚峰3, 董中天4, 王智慧1*, 张庆华1*, 杨超1
Shaoping MA1, Ying HAN2, Shuang WU1, Yafeng XIAO3, Zhongtian DONG4, Zhihui WANG1*, Qinghua ZHANG1*, Chao YANG1
摘要: 塑料熔体的非牛顿流变性能是调控塑料加工成型与回收工艺、保障加工稳定性及产品使用性能的关键因素,为塑料加工领域的研究重点。当前常用塑料及其共混体系的流变基础数据仍有待补充和完善。为此,本研究采用实验测试与理论建模相结合的方法,对聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)四种塑料以及PE/ABS, PP/ABS, PS/ABS三种二元混合体系的流变特性进行了研究。利用流变仪在剪切速率0.1~100 s-1、温度180~250℃区间内开展测试,结果表明,所有试样的流动行为指数n均小于1,表观黏度随剪切速率升高显著降低,表现出明显的剪切稀化效应;同时,稠度系数K随温度的变化符合Arrhenius关系,熔体黏度随温度升高而降低。本研究定量表征了二元混合体系中主要组分的质量占比m (0.5<m≤1)与熔体黏度的关系,并依托实验数据,在传统幂律模型中引入组分修正项,构建了可同时描述剪切速率、温度及组分占比对熔体黏度影响的本构方程,模型预测值与实验值的平均相对误差仅为5.90%。研究所得的流变基础数据及修正本构方程,可为废塑料回收利用、注塑成型等领域的工艺参数优化提供重要理论支撑与数据参考。