微尺度效应下聚合物微挤出模具流变学设计关键技术研究

研究微尺度效应下聚合物熔体在微挤出模具流道中流动的微观动力学特性，获得熔体微挤出流动过程精确的场量分布，是解决微挤出模具流变学设计问题的关键技术。本项目以微小复杂截面制品的微挤出流动过程为研究对象，结合聚合物流变测试理论和微细加工技术，研究微挤出流动过程中微尺度效应对熔体粘度的影响规律，建立微尺度下聚合物熔体挤出流动的流变方程。采用分子动力学模拟方法和物理可视化试验技术，研究影响壁面滑移的关键因素及作用关系，揭示壁面滑移产生的物理机制，建立微挤出过程壁面滑移的数学模型。在微挤出流动过程数值模拟的基础上，结合数值分析理论和现代优化设计方法，提出基于流动平衡的聚合物微挤出模具优化设计理论和方法。研究的理论成果、技术实现手段和方法对发展聚合物微挤出成型技术，推动其在医疗器械、通讯、汽车等工程领域的应用，都具有重要的科学意义和实际价值。