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動態(tài)條件對成核過程的影響根據(jù)擠出塑料熔體發(fā)泡成核機(jī)理，成核必須具備兩個條件：一是過飽和氣體，一是成核點。成核過程就是過飽和氣體向成核點集聚，當(dāng)聚集的氣體分子能量足以克服相變過程的能壘時才能形成氣相即氣泡核。
很明顯成核點的勢能愈低則成核所需氣體的過飽和度也愈低，已可說明這一點。因此我們研究的目標(biāo)就是如何通過改變?nèi)垠w成型過程所經(jīng)歷的動態(tài)條件，來降低成核點的勢能，從而降低成核所需達(dá)到的過飽和度以改善控制成核過程的條件，為開發(fā)擠出微孔泡沫塑料提供有利條件。高分子鏈之間存在空穴，空穴愈大則此處的勢能愈低，氣體分子易向空穴聚集使成核所需克服的自由能壘減小，即氣泡核容易發(fā)生。從可以看到，流道中心首先出現(xiàn)氣泡核，說明這里存在勢能最低點即最大空穴。根據(jù)流場截面的速度分布，近壁面處的熔體分子受剪切力最大，分子鏈取向，甚至產(chǎn)生滑移;然后剪切力逐步減小;近中心處剪切力為0.由于分子熱運動和彈性恢復(fù)力使中心部位的高分子鏈解取向呈無規(guī)則排列，分子鏈間空穴大小的不均勻性增大。根據(jù)聚合物分子取向前后密度不變及正態(tài)分布原理，流場中剪切取向使高分子鏈排列整齊，分子間空穴趨向均勻細(xì)密，而松弛過程使空穴大小差異變大，趨向不均勻。這方面我們已有專文說明<5>.
從前人的實驗結(jié)果<6>可以明顯看出，出口膨脹量與泡孔密度常常成正比的關(guān)系。分析其原因：松弛過程，取向的分子鏈段間產(chǎn)生相對移動，動能與勢能的相互轉(zhuǎn)換使鏈段間的勢能下降，故有利于得到均勻細(xì)密的氣泡核。中近壁面處比遠(yuǎn)壁面處的剪切流場中先出現(xiàn)氣泡核也是同理，由于剪切使近壁分子鏈間產(chǎn)生滑移，使勢能下降，故易于成核。而流道中心部分熔體分子的松弛過程不僅有分子間相對移動，而且會出現(xiàn)較大的空穴，因此氣泡核首先在此處形成所需氣體的過飽和度最低。
擠出熔體的出口膨脹與模頭中熔體的流動行為直接相關(guān)聯(lián)。出口膨脹是取向的熔體分子松弛過程的宏觀表現(xiàn)。剪切流動與拉伸流動雖然都能使分子取向，但是拉伸流動對分子鏈的延伸取向作用遠(yuǎn)大于剪切流動，它是引發(fā)出口膨脹的主因，因此在擠出口模設(shè)計中常采用增加流道出口平直段的長徑比來減少出口膨脹。擠出發(fā)泡的口模平直段長徑比應(yīng)取小值，在這方面我們做了以下實驗。
國外雖然已用此法連續(xù)擠出了微孔發(fā)泡塑料，但技術(shù)難度很大，需要極高的控制精度。假如能利用動態(tài)條件(一方面使分子取向，使分子鏈間的空穴排列細(xì)密;另一方面利用松弛過程分子間的相對移動及空穴大小的改變使分子鏈間出現(xiàn)大量的低勢能點)降低塑料擠出發(fā)泡成核過程所需的機(jī)頭壓力，降低成核所需的氣體過飽和度，這樣將便于控制泡孔的快速膨脹，同時又1Q=3.1g/s2Q=4.6g/s(a)泡孔平均直徑(b)泡孔密度錐形口模收斂角對泡孔結(jié)構(gòu)特性參數(shù)的影響能形成大量氣泡核，為擠出微孔泡沫塑料提供較有利的條件。
