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1 流延模入口段结构设计
目前企业制备聚合物薄膜，采用溶剂流延生产线，流延模入口段一般为圆管型型腔结构，因其结构简单，易于制造和价格低廉的特点而采用，典型三维结构如图1所示。随着国内外市场对聚合物薄膜需求的日益增加，企业在保证薄膜质量的前提下，若通过提高流延速率来增加产量，因圆管直径和歧管的长度相差较大，使浆料在分流段内易形成流速波动，不利于定形段的稳定挤出，影响薄膜表面质量。![]()
现借鉴聚合物挤出模的鱼尾式分流段结构，将其应用于流延模入口段，使聚合物浆料在进入歧管分流段前，垂直于挤出方向上其挤出速率较均匀。该方法降低了歧管分流的难度，使歧管分流段主要起到缓冲流速波动的目的，其新型溶剂流延模的型腔如图2所示。![]()
基于鱼尾式的分流结构，由图2中入口段对应的鱼尾式的型腔结构（见图3）可知，利用中心线放大半边的入口段型腔结构，聚合物浆料沿着黑白箭头进行流动、导向和分流，其分流部分利用分流锥，形成3个较大的型腔通道（白色粗线），使整体浆料沿挤出方向由中心向两边逐步扩散，最终使该段出口聚合物浆料沿挤出方向速度均匀。此外为使数值分析过程便于表达，中心线在二维坐标系中为零点，图3中显示部分为正数。图3所示的分流锥空间结构如图4所示，由俯视结构可知，拟定分流锥的结构呈等腰三角形，通过主视结构、左视结构和三维结构发现中间和两端形成斜锥面结构，有利于聚合物浆料的分流和汇合。![]()
2 溶剂流延模入口段结构仿真分析
根据传统和新型溶剂流延模中定形段前两段的三维结构，利用Simdroid软件对其进行流变行为分析。通过对三维结构进行网格化设计，结合流体仿真软件对浆料进行定量迭代解析，得到整体三维结构的定量数据，最后通过调整分流锥结构使浆料在进入定形段前的平均速率偏差尽量小。入口边界条件：入口压力设定为10MPa，聚合物浆料表观黏度设定为62500MPa⋅s；壁面条件：流延模内表面假定为非滑移。图5所示为去掉定形段后2种流延模型腔的网格化侧面结构，主体设置为四面体和六面体复合网格结构。经仿真软件对图5中2种流体模型进行迭代解析，可得定量分析结果。在图6（a）中，进入传统流延模定形段前浆料的流速较快，有利于提高薄膜产量，但其平均速率偏差高达166.1%，易降低高速流延中成型薄膜表面质量，而新型溶剂流延模通过改变分流锥的位置（见图6（b）中a线）和其整体高度（见图6（b）中b、c、d线），其平均速率偏差降至19.2%，优化了成型薄膜表面质量，降低了高分子链的松弛时间，缩短定形段长度。图7（a）所示为传统流延模挤出速率分布云图，浆料分布不均，易造成薄膜涂布厚边等问题，图7（b）所示的新型流延模挤出速率分布云图，鱼尾式分流结构浆料挤出更均匀，薄膜质量更高。![]()
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