En välkänd metod för att tillverka polymermaterial är att blanda eller blanda flera polymerer. För dispergerade blandningar, två flytande polymerer blandas inte bra med varandra, leder till en så kallad droppe-i-matris-mikrostruktur som liknar emulsioner av olja och vatten. Materialegenskaperna hos polymerblandningen beror på den slutliga mikrostrukturen, så att materialegenskaperna kan justeras under bearbetningshistoriken. Dock, Att slutgiltigt koppla den slutliga mikrostrukturen till bearbetningshistorien med numeriska modeller är föremål för pågående forskning. För sin Ph.D. forskning, Wing-Hin Wong utökade och förbättrade befintliga numeriska modeller för att bättre beskriva denna koppling.

Polymerblandningar används i stor utsträckning inom industrin eftersom deras materialegenskaper kan justeras exakt för specifika tillämpningar. En viktig aspekt av att kontrollera dessa materialegenskaper är mikrostrukturen eller morfologin hos polymerblandningen. Till exempel, droppe-i-matris-mikrostrukturer bildas när volymfraktionen av en polymervätska i blandningen är tillräckligt liten jämfört med den andra. Ändå, den slutliga mikrostrukturen beror på de processer som används för att blanda eller blanda polymererna.

Droplets och FEM

I verkligheten, blandningar innehåller ett stort antal droppar. Beräkningsmodeller kan visa sig användbara när det gäller att förstå den underliggande mikrostrukturen, men det finns en tvistfråga. Det är beräkningsmässigt opraktiskt att spåra varje enskild droppe i en modell av en droppe-i-matris-mikrostruktur.

För sin forskning, Wing-Hin Wong valde att istället spåra kluster av droppar snarare än enskilda droppar, använda befintliga metoder som grunden för detta tillvägagångssätt. Han utökade sedan den befintliga modellen så att de kunde användas för att studera komplexa flödessituationer som används vid bearbetning av blandningar som skjuvflöde, excentrisk cylinderflöde, och Poiseuille-flöde. Dessutom, Modellen anpassades också så att den kunde användas i en kontinuerlig Finite Element Method (FEM)-metod.

Modellen användes också för att studera mikrostrukturutveckling i en dubbelskruvsextruder, som är en vanligen använd som blandningsanordning inom industrin. När det gäller att förutsäga förhållandet mellan den slutliga mikrostrukturen och flöden som används vid bearbetningen av polymerblandningarna, modellerna som utvecklats i denna forskning är ganska lovande.