一、材料流变特性相关术语

1. ‌熔体流动弛豫时间（Melt Relaxation Time）‌
   指高分子链在剪切力撤除后恢复平衡构象所需时间。UHMWPE因分子链高度缠结，其弛豫时间可达常规HDPE的10^3倍，需在加工中设置足够保压时间（≥120秒）‌。
2. ‌壁滑移效应（Wall Slip Phenomenon）‌
   高粘弹性熔体在流道壁面产生的非稳态流动现象。柱塞式挤出通过表面氮化处理（Ra≤0.2μm）可将滑移速率控制在0.5mm/s以内‌。
3. ‌巴拉斯效应（Barus Effect）‌
   熔体挤出胀大现象，UHMWPE的直径膨胀率高达200%。需通过多级压缩模具设计，设置入口收敛角5°-8°实现流线收敛‌。

二、设备核心参数体系

1. ‌压缩比（Compression Ratio）‌
   柱塞行程有效容积与制品截面积之比。经验公式：
   $CR=\frac{\pi D_p^2\mathrm{/}4}{A_d}$
   式中D_p为柱塞直径，A_d为制品截面积。建议CR≥50:1以保证材料致密度‌
   。
2. ‌比压系数（Specific Pressure Factor）‌
   单位截面积所需成型压力，UHMWPE加工需≥30MPa·mm⁻²。伺服液压系统需配置压力波动补偿模块（精度±0.5MPa）‌
   。
3. ‌温熵耦合控制（Temperature-Entropy Coupling）‌
   通过DSC（差示扫描量热法）建立材料相变模型，实施五段梯度控温：

• 预塑段：120-160℃（结晶区解缠）
• 过渡段：180-200℃（片晶熔融）
• 均化段：210-230℃（分子链取向）‌
  

三、工艺质量判定指标

1. ‌结晶度控制（Crystallinity Control）‌
   采用WAXD（广角X射线衍射）在线监测，目标值65%-75%。冷却速率需≤5℃/min，过冷度ΔT控制在20-30℃区间‌
   。
2. ‌取向度分布（Orientation Distribution）‌
   通过双折射率测定仪实时监测，轴向/径向取向比应保持1.2-1.5。超出范围需调整柱塞推进速度曲线（建议梯形速度分布）‌
   。
3. ‌缺陷表征（Defect Characterization）‌

• 银纹（Craze）密度：≤5条/cm²（ASTM D2567）
• 鱼眼（Fish-eye）尺寸：≤50μm（ISO 11403）
  需配置熔体过滤器（精度20μm）与超声探伤系统‌
  。

四、新型加工技术延伸

1. ‌固态挤出（Solid-state Extrusion）‌
   在材料玻璃化温度（T_g）以下进行的塑性变形加工，可实现300%的拉伸取向强化。需配合液氮冷却系统（-196℃）与等通道转角模具‌
   。
2. ‌反应挤出复合（Reactive Extrusion Compounding）‌
   在挤出过程中完成接枝改性，如采用过氧化二异丙苯（DCP）引发剂，接枝率可达1.2%-1.8%，摩擦系数降至0.05以下‌
   。
3. ‌拓扑结构调控（Topological Structure Regulation）‌
   通过分子动力学模拟优化加工参数，使材料形成"shish-kebab"（串晶）结构，冲击强度提升至160kJ/m²（ISO 179）‌。

以上术语体系构建了UHMWPE柱塞挤出工艺的完整技术框架，设备选型需重点关注熔体流变控制能力、压力精度等级（≥0.5%FS）及温控响应速度（≤±1℃/min）。建议优先选择配备哈克转矩流变仪联机系统的设备厂商，实现工艺参数与材料特性的闭环优化‌
。