注塑工艺对均聚聚丙烯拉伸性能的影响

采用正交试验研究了保压压力、注射压力、注射速度等注塑工艺参数对均聚聚丙烯S1003和K2760拉伸性能的影响。结果表明:保压压力为90 MPa,注射压力为80 MPa,注射速度为20 mm/s时,S1003的拉伸性能最佳。通过单因素实验对K2760的注塑工艺进行了进一步优化。结果表明:当保压压力为9 MPa,注射压力为40 MPa,注射速度为18 mm/s时,K2760的拉伸性能最佳。通过极差分析法分析了各因素的影响程度:注射速度对S1003的拉伸屈服应力和断裂标称应变影响最大,对K2760的拉伸性能影响不大;注射压力对S1003的拉伸断裂应力和拉伸弹性模量影响最大,对K2760的拉伸屈服应力影响最大;保压压力对K2760的拉伸断裂应力和拉伸弹性模量影响最大,对S1003的拉伸性能影响不大。     

剪切历史对微注塑制品形态结构和力学性能的影响

以厚度1、0.5和0.2 mm的微制品为研究对象,采用等规聚丙烯(iPP)材料进行微注塑实验,通过改变注射速度研究剪切历史对制品内部形态结构和力学性能的影响,并对微制品内部形态结构和力学性能的影响关系进行分析,不同注射速度下的剪切历史采用Moldflow分析获得。结果表明:1 mm和0.5 mm微制品厚度方向均呈现皮芯结构,且皮芯交界处的过渡层出现不完善的串晶层,0.2 mm微制品呈现含有柱晶结构的皮芯分层结构。对于3种厚度的微制品,熔体整体剪切水平随着注射速度的提高而提高,1 mm和0.5 mm制品的皮层厚度随注射速度增大而减小,模量、断裂强度和断裂伸长率均随皮层厚度增大而增大,屈服应力变化不明显,0.2 mm制品的皮层厚度随着注射速度的增大而增大,且随着皮层厚度的增大,断裂强度、模量和屈服应力增大,断裂伸长率逐渐减小。     

3D打印参数对TPU制品力学性能的影响

熔融沉积成形(FDM)技术在塑料制品加工领域的应用日趋广泛,但传统FDM类3D打印机以丝料为耗材,对材料刚度有特定要求,限制了耗材的种类。提出了熔体微分3D打印机以塑料粒料为耗材,采用微型螺杆输送、建压以及阀控系统精密计量,扩大了耗材的适用范围并实现软材料的3D打印能力。以TPU弹性体作为研究对象,通过正交实验方法,分析工艺参数对试样拉伸强度及断裂伸长率的影响,此外通过与注塑试样进行对比,研究了3D打印试样与注塑试样力学性能上的差距。实验结果表明:层高、填充角度及塑化温度对试样力学性能有影响,其中影响程度为塑化温度层高填充角度;当层高为0.2 mm、填充角度为45°、塑化温度为220℃时,有最大断裂拉伸强度及断裂伸长率,其拉伸强度和伸长率分别达到注塑试样的62.6%和73.2%。验证了熔体微分3D打印机制备弹性体制品的可行性,且合理的加工工艺参数能够提高试样的力学性能。     

在单方向往复低剪切力场中生成双向自增强HDPE试样的研究——(Ⅰ)试样制备及工艺条件对力学性能的影响

介绍在动态保压注塑成型技术提供的单方向往复低剪切应力场作用下来制备双向自增强试样。作者设计并制造了成型装置，初步研究了其成型原理、成型工艺、探讨了自增强效果与各工艺条件之间的关系。结果表明，采用本文所述的动态保压注塑成型技术显著提高了ＨＤＰＥ试样的力学性能——流动方向和垂直流动方向的拉伸强度均从２５ＭＰａ提高到３６ＭＰａ以上，达到了双向自增强的效果。自增强ＨＤＰＥ试样的拉伸强度强烈依赖于熔体的流动条件：流动方向的拉伸强度随液压站输出压力的提高而提高，垂直流动方向的拉伸强度则有一个对应最大拉伸强度的液压站输出压力；模具温度对拉伸强度的影响与压力对拉伸强度的影响相类似；熔体温度的提高有利于两个方向拉伸强度的提高；保压周期太长或太短均会使拉伸强度下降。     

注塑工艺对煤基均聚聚丙烯S1003拉伸性能的影响

采用正交试验法,研究了保压压力、冷却时间、注塑速率、注塑压力等注塑工艺条件对煤基均聚聚丙烯S1003拉伸性能的影响。结果表明:注塑S1003的保压压力为9 MPa、注射压力为7 MPa、注射速度为120 mm/s,其他工艺条件按GB/T 2546.2—2003进行时,S1003的性能最佳。通过极差分析对注塑工艺的影响程度进行排序为:注射压力对S1003的拉伸屈服应力影响最大,保压压力对S1003的拉伸断裂应力影响最大,注射速度对S1003的断裂标称应变影响最大,冷却时间对S1003的拉伸性能影响不大。     

基于齿科隐形正畸材料力学性能的比较研究

通过测试不同厚度热压膜材料的拉伸性能及应力松弛性能,为选适宜的热压膜材料制备隐形矫治器提供指导。利用0.5、0.75、1 mm厚度的Erkodur、Biolon、Scheu、DR膜片,在多功能静力学试验机上测试应力/应变,并测试厚度1.0 mm四种膜片的应力松弛。每种材料随着厚度的增大,其弹性模量及最大应力均随之增加。其中Scheu1.0 mm膜片的弹性模量和最大应力最大,DR 0.5 mm膜片弹性模量和最大应力最小。Scheu膜片应力松弛性能优于其他三种热压膜片。在厚度小于1.0 mm的情况下,同种膜片的不同厚度具有不同的力学性能,材料的力学性能受厚度的影响。厚度越厚,材料的弹性模量和最大应力越大。在预设1.25 mm位移量下,热压膜片产生的回复力随时间衰减。     

海水浸泡对增强MC尼龙力学性能的影响

针对尼龙在海水中浸泡后的力学性能变化的问题,文章通过将试样置于海盐溶液中浸泡,采用常压浸泡试验、不同压力浸泡试验以及拉伸试验,对尼龙试样浸泡后的力学性能进行了测试,得到了尼龙试样的吸水率以及弹性模量、拉伸强度、拉伸屈服应力的变化情况,探索了尼龙试样力学性能的变化变化规律。结果表明随着吸水率的增加,尼龙的弹性模量、拉伸强度以及屈服拉伸应力均有所减小。     

超声外场对制件凝聚态结构与性能的影响

针对超声外场对聚合物制件内部凝聚态结构以及力学性能影响的问题,选用等规聚丙烯(iPP)材料,设计制造了带有标准拉伸试样的壳体制件超声辅助注塑模具并进行成型实验,借助X射线衍射、偏光显微镜观测及拉伸实验等方法,研究了不同超声功率及超声作用时间,对制件凝聚态结构与力学性能的影响。结果表明:在填充与保压阶段增大超声功率,有助于激发流动熔体的分子运动活性,促进分子的取向排列,使试样的结晶度增大,屈服强度提高。而将超声作用时间由填充保压延长至冷却阶段时,增大超声功率虽仍可促进试样结晶度增大,但其屈服强度却随试样中β晶含量的增加而明显降低。可见试样的力学性能,不仅取决于其内部分子形成结晶结构的多少,还取决于分子所能形成的晶体结构形态。不同晶型的凝聚态结构,其力学性能明显不同。     

聚丙烯/碳纳米管微孔注塑发泡行为及力学性能

研究了不同含量单壁碳纳米管(CNT)的加入对聚丙烯(PP)流变、热稳定性及微孔注塑发泡行为和力学性能的影响。结果表明,随着CNT含量从不足1.0 %(质量分数,下同)逐渐增加,PP熔体黏度显著增大,热稳定性逐渐提升,即使CNT的加入量仅为0.15 %也会产生团聚现象,但团聚体尺寸较小且与基体结合紧密;微孔发泡注塑样品中泡孔分布不均匀,泡孔尺寸范围在10~70 μm,直径随着CNT含量增加呈现先减小后增大;PP/CNT复合材料微孔发泡成型后,弹性模量、屈服应力下降不大,但断裂伸长率平均提升了近400 %,不同组分发泡样品间力学性能指标变化不大。     

注塑工艺对玻纤增强PBT/微球发泡材料力学性能的影响

利用可膨胀微球注塑发泡方法制备了玻纤增强PBT/微球发泡材料,考察了不同注塑工艺对玻纤增强PBT/微球发泡材料力学性能的影响。结果表明,料筒温度、注塑压力与保压时间的提高有利于微球发泡从而降低玻纤增强PBT/微球发泡材料的密度,但料筒温度升高会使拉伸比强度值与弯曲比强度值呈先升高再下降的趋势;注塑压力增加会使拉伸比强度值先下降再上升,弯曲比强度值波动上升;保压时间增加会使拉伸比强度值与弯曲比强度值均呈上升趋势。增加背压会使玻纤增强PBT/微球发泡材料密度上升,拉伸比强度值在背压为0时最大,呈波动下降趋势,弯曲比强度值则先下降再上升。螺杆转速增加会导致玻纤增强PBT/微球发泡材料的密度先减小后增大,比强度值先增大后减小。玻纤增强PBT/微球发泡材料成型最佳工艺参数为料筒温度240℃,注塑压力1.0 MPa,背压 0 MPa,保压时间5 s,螺杆转速25 r/min,发泡材料的密度为1.3472 g/cm³,减重10.78%,拉伸比强度提高6.14%,弯曲比强度增加9.74%。     

工艺参数对ABS/铝粉共混制件力学性能的影响

对影响丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料/铝粉制件力学性能的熔体温度、保压时间、保压压力、注塑压力和高闪光铝含量等工艺参数采用正交实验方案进行试验研究。根据试验结果,利用正交试验综合法分析不同工艺参数对共混制件拉伸强度和冲击强度的影响水平,得出了一组较优的工艺参数组合。结果表明,熔体温度和铝粉含量是影响共混制件力学性能的主要因素。     

细胞皿微型塑件注射成型工艺

微尺度聚合物熔体充模流动过程较复杂,涉及影响因素较多,针对微尺度聚合物熔体的充模流动特点,以细胞皿塑件为研究对象,采用变模温、抽真空排气及微细电火花加工技术,设计制造了微注塑模具。基于Taguchi实验设计方法,以高密度聚乙烯(HDPE)和聚甲醛(POM)两种材料研究了工艺参数及其交互作用对微塑件成型质量的影响规律。实验结果表明,对于HDPE材料,模具温度对填充率的影响最大,保压压力次之,熔体温度和保压时间影响相对较小;对于POM材料,熔体温度对填充率的影响最大,保压压力次之,模具温度和保压时间影响相对较小。     

注塑工艺参数对PP塑料件拉伸强度的影响研究

基于正交实验,研究了采用聚丙烯材料时,模具温度、保压压力、保压时间、熔体温度、注塑压力及模具温度与保压压力、模具温度与保压时间的交互作用对平板塑料件不同流动方向上拉伸强度的影响,通过方差分析对工艺参数的影响度进行排序。拉伸试验结果表明,平板塑料件沿分子取向方向上的强度要高于垂直取向方向上的强度,工艺参数对试样不同流动方向上拉伸强度的影响规律基本一致;方差分析结果表明,熔体温度对平板塑料件两个方向上拉伸强度的影响均高度显著,拉伸强度随熔体温度的升高而降低。     

注塑成型工艺参数对电脑显示器前框翘曲变形的影响

以笔记本电脑显示器前框为研究对象,以其在注塑成型中翘曲变形量(mm)为评价指标,结合注塑成型数值模拟和正交试验设计、极差、方差分析,得到最优工艺组合及影响权重。进行了单因素变动实验,研究了不同工艺参数对塑件翘曲变形的影响。研究表明:合理地选择和调整工艺参数,如在适当范围内减小保压压力和熔体温度,增大模具温度和保压时间,可有效地提高塑件的尺寸稳定性和表观质量。其结果对实际工程的注塑工艺参数的选取有一定的指导意义。     

工艺参数对沉降斑影响的实验研究

采用实验方法考察工艺参数对沉降斑的影响。基于一个带凸台的平板模具,采用L27(313)正交矩阵进行实验,研究了几何尺寸、熔体温度、注射时间、保压压力及保压时间对厚度突变处沉降斑形成的影响,同时还考虑了熔体温度和注射时间以及保压压力和注射时间之间的交互作用影响;通过性噪比分析和F检验优化成型工艺条件并对工艺参数的影响进行显著性分析。结果表明,对于厚度突变的平板制品,厚度突变的程度对其沉降斑形成的影响最大,其次为熔体温度,保压压力,保压时间等;采取减小厚度变化,降低熔体温度或增加保压压力和保压时间等措施,可以减小厚度突变处沉降斑,从而减少其对外观质量的影响;因素之间的交互作用对制品沉降斑的形成有一定的影响,熔体温度B和注射时间C之间的交互作用影响较为明显,而保压压力D和注射时间C之间的交互作用对该质量指标的影响最小,可以并入误差。     

微注塑成型充模流动中的对流换热行为

微注塑成型中,由于尺度效应,使聚合物熔体与微模具型腔壁面间的对流换热行为与常规注塑成型不同,其对流传热系数亦发生了明显变化。通过采用微型注塑机、温度传感器和微模具等组成的对流换热实验装置,对PP、POM和ABS聚合物熔体,以不同的注射速度填充厚度尺寸为0.510、0.420、0.325 mm,表面粗糙度分别为Ra0.062、0.393、0.695 μm微型腔时的模具温度分布进行测量,获得了模具的热通量,进而求得熔体与型腔壁面间的对流传热系数。结果表明,微尺度下实验聚合物熔体与型腔壁面间的对流传热系数,均随注射速度和型腔表面粗糙度值的增加以及型腔厚度尺寸的减小而明显增大;但聚合物材料性能不同时,其对流传热系数差别也较大。     

基于CAE技术的医用SEBS注塑成型收缩率的模拟计算

采用Moldflow软件对医用SEBS制品的成型过程进行仿真实验,以体积收缩率为评价指标,研究了工艺参数的改变对制品收缩率的影响。并通过圆柱形试样注塑成型实验,验证模拟了实验中工艺参数对收缩变形规律的影响。结果表明,熔体温度和保压压力的变化对塑件体积收缩率的影响较为显著;通过圆柱形试样的模拟及实验验证,得出了医用瓶塞注塑成型模拟实验的结果具有一定的参考价值,并确定了医用瓶塞的最佳工艺方案组合:熔体温度180℃,注射压力25 Mpa,保压压力20 Mpa,模具温度20℃,保压时间16 s。最小收缩率为1.76%,小于其他工艺条件下的收缩率,说明注塑工艺对SEBS制品的收缩变形具有较大影响。     

注射工艺条件对抗冲共聚聚丙烯力学性能的影响

用注塑成型方法制备了抗冲嵌段共聚聚丙(烯PP-B)试样,研究了工艺条件的改变对PP-B力学性能的影响。结果表明:注射速率和模具温度与PP-B弯曲强度、弯曲模量成正相关,而与冲击强度、拉伸强度的关系较为复杂;模具温度的升高有利于结晶度的提高,PP-B刚性上升,韧性下降;注射速率改变引起的剪切、拉伸流动使熔体发生取向流动,从而使沿取向方向上的强度升高,垂直取向方向上的强度降低;保压压力对PP-B性能的影响主要是通过熔体非晶部分在保压阶段的分子定向作用来实现的,随着保压时间的延长,PP-B塑件密度提高缺,陷减少拉,伸强度弯、曲模量呈增大趋势。     

注塑成型工艺参数对壳盖注塑件翘曲变形的影响

以降低注塑件翘曲值为目标,采用正交试验法,得到注塑成型工艺参数对翘曲值的影响程度由强到弱依次为保压压力、熔体温度、注射时间、保压时间和冷却时间。对单个注塑成型工艺参数变动和多注塑成型工艺参数交互作用进行了分析。结果表明:延长注射时间或升高熔体温度,均可使翘曲值先增大后减小;增大保压压力或延长保压时间均可使翘曲值逐步缩小;延长冷却时间,翘曲值则先减小后增大;翘曲值在保压压力与熔体温度、注射时间与熔体温度的交互作用下发生显著变化,而保压时间与保压压力、保压时间与熔体温度的交互作用则对翘曲值的影响不明显。     

PE/PBT原位成纤增强复合材料的形态和力学性能研究

采用挤出-熔体拉伸-淬冷法制得了聚乙烯/聚对苯二甲酸丁二醇酯（PE/PBT）原位复合纤维和原位增强材料,研究了挤出后熔体拉伸速度对PBT微纤形态和复合纤维强度的影响以及原位成纤复合材料的性能。结果表明：随着熔体拉伸速度的增加,PBT微纤的平均直径先减小后增大,复合纤维相对强度基本呈上升趋势。在注塑样条中,随着PBT含量的增加,材料的拉伸强度先增大后减小,但比普通共混材料的力学性能好。