plasticnewsПластические массыPlasticheskie massy0554-2901PLASTMASSY Publishing House (Moscow)10.35164/0554-2901-2019-5-6-27-29plasticnews-378Research ArticleАНАЛИЗ И МЕТОДЫ РАСЧЁТАANALYSIS AND CALCULATION METHODSНеизотермическое формование вязкоупругой полимерной пленкиNon-isothermal process of viscoelastic polymer fi lm castingБарановА. В.ВaranovA. V.alexvbaranov@yahoo.co.ukРоссийский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. ГубкинаРоссияGubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University)Russian Federation20190207201905-62729Copyright © Баранов А.В., 20192019Баранов А.В.Вaranov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.plastics-news.ru/jour/article/view/378

Рассматривается установившийся неизотермический процесс формования вязкоупругой плоской полимерной пленки. Расплав полимера продавливается через плоскощелевую головку экструдера, подвергается одноосному растяжению и одновременно охлаждению на воздухе, затем поступает на приемно-охлаждающий валок. Предполагается, что пленка достаточно широкая и расстояние между головкой экструдера и приемным валком минимально до такой степени, что можно пренебречь изменением ширины полотна в процессе продольной вытяжки. Считается также, что силами тяжести, инерции и поверхностным натяжением можно пренебречь. С реологической точки зрения расплав полимера представляет собой вязкоупругую жидкость. Используется верхняя конвективная модель Максвелла с вязкостью, зависящей от температуры. Задача решена численно методом конечных разностей.

The steady-state non-isothermal process of viscoelastic fl at polymer fi lm casting is considered. The polymer melt is extruded through a fl at die, subjected to uniaxial stretching and at the same time air cooling, and then fi nally cooled down on a chill roll. It is assumed that the fi lm is wide enough, the distance between the extruder die and the cooling roller is minimal to such an extent that it is possible to neglect change of width of a fi lm in the course of longitudinal stretching. It is also believed that the forces of gravity, inertia and surface tension can be ignored. From a rheological standpoint, polymer melt is the viscoelastic fl uid. The upper-convective Maxwell model with temperature-dependent viscosity is used. The problem is solved by a numerical method of fi nite diff erences.

вязкоупругая жидкостьформование пленоктеплообменviscoelastic fl uidfi lm castingheat transferReferencesCotto D., Duff o P., Haudin J.M. Cast fi lm extrusion of polypropylene fi lms // Int. Polym. Proc., 1989, V. 4, No. 2, P. 103-113.Cotto D., Duff o P., Haudin J.M. Cast fi lm extrusion of polypropylene fi lms // Int. Polym. Proc., 1989, V. 4, No. 2, P. 103-113.Barq P., Haudin J.M., Agassant J.F. Instability phenomena in fi lm casting process // Int. Polym. Proc., 1990, V. 5, No 4, P. 264-271.Barq P., Haudin J.M., Agassant J.F. Instability phenomena in fi lm casting process // Int. Polym. Proc., 1990, V. 5, No 4, P. 264-271.Barq P., Haudin J.M., Agassant J.F. Isothermal and anisotherma, models for cast fi lm extrusion // Int. Polym. Proc., 1992, V. 7, No 4, P. 334-349.Barq P., Haudin J.M., Agassant J.F. Isothermal and anisotherma, models for cast fi lm extrusion // Int. Polym. Proc., 1992, V. 7, No 4, P. 334-349.Silagy D., Demay Y., Agassant J.F. Numerical simulation of the fi lm casting process // Int. J. Numerical Methods in Fluids, 1999, V. 30, P. 1-18.Silagy D., Demay Y., Agassant J.F. Numerical simulation of the fi lm casting process // Int. J. Numerical Methods in Fluids, 1999, V. 30, P. 1-18.Alaie S.M., Papanastasiou T.C. Film Casting of viscoelastic liquid // Polym. Eng. Sci., 1991, V. 31, No 2, P. 67-75.Alaie S.M., Papanastasiou T.C. Film Casting of viscoelastic liquid // Polym. Eng. Sci., 1991, V. 31, No 2, P. 67-75.Beaulne M., Mitsoulis E. Numerical simulation of the fi lm casting process // Int. Polym. Proc., 1999, V. 14, No 3, P. 261-275.Beaulne M., Mitsoulis E. Numerical simulation of the fi lm casting process // Int. Polym. Proc., 1999, V. 14, No 3, P. 261-275.Satoh N. Viscoelastic simulation of fi lm casting process for polymer melt // Polym. Eng. Sci., 2001, V. 41, No 9, P. 1564-1579.Satoh N. Viscoelastic simulation of fi lm casting process for polymer melt // Polym. Eng. Sci., 2001, V. 41, No 9, P. 1564-1579.Pol H., Banik S., Azad L.B., Thete S. Nonisothermal analysis of extrusion fi lm casting process using molecular constitutive equations // Rheol. Acta, 2014, V.53, P. 85-101.Pol H., Banik S., Azad L.B., Thete S. Nonisothermal analysis of extrusion fi lm casting process using molecular constitutive equations // Rheol. Acta, 2014, V.53, P. 85-101.Zatloukal M., Barborik T. Eff ect of extensional viscosity, elasticity and die stress state on neck-in phenomenon during extrusion fi lm casting: theoretical study // SPE ANTEC, 2016, P. 715-719.Zatloukal M., Barborik T. Eff ect of extensional viscosity, elasticity and die stress state on neck-in phenomenon during extrusion fi lm casting: theoretical study // SPE ANTEC, 2016, P. 715-719.Anturkar N.R., Co A. Draw resonance in fi lm casting of viscoelastic fl uids: a linear stability analysis // J. Non-Newton. Fluid Mech., 1988, V. 28, P. 287-307.Anturkar N.R., Co A. Draw resonance in fi lm casting of viscoelastic fl uids: a linear stability analysis // J. Non-Newton. Fluid Mech., 1988, V. 28, P. 287-307.Barq P., Haudin J.M., Agassant J.F., Bourgin P. Stationary and dynamic analysis of fi lm casting process // Int. Polym. Proc., 1994, V. 9, No 4, P. 350-358.Barq P., Haudin J.M., Agassant J.F., Bourgin P. Stationary and dynamic analysis of fi lm casting process // Int. Polym. Proc., 1994, V. 9, No 4, P. 350-358.Silagy D., Demay Y., Agassant J.F. Study of the stability of the fi lm casting process // Polym. Eng. Sci., 1996, V. 36, No 21, P. 2614-2625.Silagy D., Demay Y., Agassant J.F. Study of the stability of the fi lm casting process // Polym. Eng. Sci., 1996, V. 36, No 21, P. 2614-2625.Silagy D., Demay Y., Agassant J.F. Stationary and stability analysis of the fi lm casting process // J. Non-Newton. Fluid Mech., 1998, V. 79, P. 563-583.Silagy D., Demay Y., Agassant J.F. Stationary and stability analysis of the fi lm casting process // J. Non-Newton. Fluid Mech., 1998, V. 79, P. 563-583.Kim J. M., Lee J.S., Shin D.M., Jung H.W. Transient solutions of the dynamics of fi lm casting process using a 2-D viscoelastic model // J. Non-Newton. Fluid Mech., 2005, V.132, P. 53-60.Kim J. M., Lee J.S., Shin D.M., Jung H.W. Transient solutions of the dynamics of fi lm casting process using a 2-D viscoelastic model // J. Non-Newton. Fluid Mech., 2005, V.132, P. 53-60.Boratav O.N., Zheng Z., Zhou C. Infl uence of heat transfer on stability of newtonian and non-newtonian extending fi lms // Int. J. Mech. and Mechatronics Eng., 2013, V. 7, No 6, P. 1163-1166.Boratav O.N., Zheng Z., Zhou C. Infl uence of heat transfer on stability of newtonian and non-newtonian extending fi lms // Int. J. Mech. and Mechatronics Eng., 2013, V. 7, No 6, P. 1163-1166.Barot G., Rao I.J. Modeling the fi lm casting process using a continuum model for crystallization in polymers // Int. J. Non-Linear Mech., 2005, V. 40, P. 939-955.Barot G., Rao I.J. Modeling the fi lm casting process using a continuum model for crystallization in polymers // Int. J. Non-Linear Mech., 2005, V. 40, P. 939-955.Hagen T. C. Elongational fl ows in polymer processing. PhD Dissertation. Virginia Tech, 1998.Hagen T. C. Elongational fl ows in polymer processing. PhD Dissertation. Virginia Tech, 1998.Баранов А.В., Тябин Н.В., Герасименко В.А. Математическое описание реодинамики и теплообмена при формовании рукавной пленки раздувом // Инженерно-физический журнал, 1988, т. 54, № 6, С. 956-962.Баранов А.В., Тябин Н.В., Герасименко В.А. Математическое описание реодинамики и теплообмена при формовании рукавной пленки раздувом // Инженерно-физический журнал, 1988, т. 54, № 6, С. 956-962.Demay Y., Agassant J.F. An overview of molten polymer drawing instabilities // Int. Polym. Proc., 2014, V. 29, No 1, P. 128-139.Demay Y., Agassant J.F. An overview of molten polymer drawing instabilities // Int. Polym. Proc., 2014, V. 29, No 1, P. 128-139.Баранов А.В., Дахин О.Х., Ляпков А.В., Тябин Н.В. Математическое моделирование процесса формования плоской полимерной пленки // Инженерно-физический журнал, 1990, Т.53, № 5, С. 862-866.Баранов А.В., Дахин О.Х., Ляпков А.В., Тябин Н.В. Математическое моделирование процесса формования плоской полимерной пленки // Инженерно-физический журнал, 1990, Т.53, № 5, С. 862-866.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.