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填充改性是塑料改性的重要手段,粒子组分含量与分散均匀性对于改性塑料的性能具有重要影响,因此,开发能在改性生产过程中实时检测填充分数及分散均匀性的技术及仪器具有重要意义。本文研究了利用超声检测技术进行较高精度地实时测量塑料填充改性过程中粒子组分含量的方法,分析讨论超声测量应用于聚合物加工体系时对声参数产生影响的因素,并开发相应的仪器。期望采用在线超声技术以较少实验量,建立适应挤出过程加工条件变化的填充体积分数预测模型,最终实现较高精度的在线测量。本文对于完善颗粒/聚合物熔体两相体系的超声传播理论,推动超声无损检测技术应用于高分子改性材料研发生产,具有科学和实际意义。首先开发了可用于聚合物加工过程的超声在线检测系统,自主研发的超声换能器可以承受250°C、20MPa的工作条件,满足了聚合物加工要求。选择LDPE、PS两种材料,分析温度、压力、表观剪切速率3种加工因素对纯熔体的声速、声衰减系数的影响规律。再对玻璃微珠填充LDPE体系,采用温度、压力、填充体积分数、粒径4个因素设计正交试验,分析4因素对声速、声衰减系数的在线测量的影响。最终选择声衰减系数建立考虑温度压力变化的填充体积分数定量分析模型,在4种不同加工工艺条件下,采用多种建模方法,验证模型预测精度与对温度压力改变的适应性。结果表明:LDPE、PS在常用加工温度压力范围都可用于超声在线检测,低剪切的流动对超声在线测量影响可以忽略;低填充体系挤出加工过程中,声速的主要影响因素是温度、压力,声衰减系数的主要影响因素是填充体积分数,因此声衰减系数适宜用于填充体积分数的在线监测;恒温恒压下,声衰减系数建立的模型预测误差小于0.4%,采用较高温度、压力或是多组恒温变压、恒压变温数据建模均能提高模型对温压改变的适应性。通过研究,本文提供了一种较为准确的纯熔体的声速、声衰减系数预测方法;得到了精度较高同时又能够适应加工条件变化的填充体积分数在线预测模型,并提出了有效增强模型对温压变化适应性的手段。