基于Moldex 3D与正交试验的离心泵泵头注塑工艺优化

以商用离心泵泵头为研究对象,运用Moldex3D模流分析软件对其注塑成型过程进行了模拟。根据产品的结构特点设置了三种浇口方案,通过对注塑过程的模拟分析选出最佳方案来获得模具设计思路并预测制品成型后可能存在的质量问题。结果表明,平衡进浇方案的制品具有最好的综合性能,制品的翘曲变形量为1.588 mm,体积收缩率为2.444%。确认最佳浇口方案后,将充填时间(A)、保压时间(B)、冷却时间(C)和模具温度(D)作为实验因素,采用田口法构建五因素四水平的正交试验来获得最佳工艺参数,并使用极差和方差分析对结果进行置信度检测。以翘曲总位移结果为主要权重对象,通过极差分析确定了成型参数的最优组合为A_(1)B_(1)C_(1)D_(1),方差分析则验证了极差分析的结果置信度高于99%。相较于初始方案,制品的翘曲变形量从1.588 mm降低至1.214 mm,降低了23.6%;冷却时间降低至10 s,降低了40%。得知模流分析技术的使用让产品的质量和生产效率都得到了明显的优化,为预测塑件性能、降低生产成本、提高生产效率提供了一种可行的方式。

交联剂对PPC-P/PBS和PPC-P/PBAT性能的影响

聚酯-聚碳酸酯共聚物(PPC-P)作为一种新兴材料,具有良好的发展前景,但目前对其的研究较少,因此选用PPC-P脆性材料进行性能优化,希望拓展材料的应用市场。将PPC-P与不同比例的聚丁二酸丁二酯(PBS)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)进行共混后确定最佳共混比,后添加过氧化二异丙苯(DCP)进行改性。考察了PPC-P/PBS/DCP和PPC-P/PBAT/DCP共混物的冲击断面形貌、流变性能、力学性能和热性能。结果表明,PPC-P/PBS和PPC-P/PBAT最佳共混比选定为80/20,拉伸强度分别为36.9 MPa和35.4 MPa,断裂伸长率分别为117%和144%。差示扫描量热分析仪数据中两个玻璃化转变温度互相靠近,两种聚合物之间产生了增容作用。DCP加入后,PPC-P/PBAT和PPC-P/PBS复合材料的拉伸强度均有提高,PPC-P/PBAT复合材料复数黏度随DCP含量增大上升幅度较小,有利于加工应用。红外光谱图中1160 cm^(-1)和1050 cm−1处的C—O—C不对称和对称弯曲振动峰变弱,验证PPC-P分子链中的β碳发生交联。综上所述,PPC-P/PBS/DCP复合材料综合力学性能更佳,适合玩具模型的生产制造;PPC-P/PBAT/DCP复合材料加工黏度更低,有利于在吹膜包装领域的应用。

基于有限元分析的橡胶回弹性模拟

借助有限元分析软件ABAQUS模拟了橡胶材料回弹测试的实验过程,探讨了回弹过程中的能量变化情况,为橡胶材料黏弹性的进一步研究做了铺垫。结果表明,新方法的表征结果与实际测试结果基本一致,证明拟合的本构方程与材料本身属性相符,同时表征了回弹过程中能量的准确变化。在冲击过程中,摆锤的动能主要转化为试样的弹性势能和耗散能。此外,通过分析试样模型温度场的变化,更加直观地观察到橡胶变形过程中的能量损耗导致的温度上升,说明部分损失的动能转化为热能散失到了环境中。

玻璃粉对陶瓷化PVC复合材料性能影响

探讨了玻璃粉用量对陶瓷化聚氯乙烯(PVC)复合材料性能的影响。结果表明,添加60份自制玻璃粉,PVC复合材料综合性能较好,材料硬度(邵氏D)可达41,氧指数达到30%。随着玻璃粉含量增大,复合材料内部孔洞变多自支撑力改变,在600℃烧蚀30 min后所形成的陶瓷体成瓷效果好,结构密实且强度高、自支撑能力强、内部孔洞少、瓷化作用明显。

聚苯硫醚/聚酰亚胺/氧化铝复合材料的制备与性能

向聚苯硫醚(PPS)和聚酰亚胺(PI)按90∶10比例(质量份比)混合物中,添加不同用量的氧化铝,利用平行双螺杆挤出机熔融共混制备了PPS/PI合金材料,考察了氧化铝用量对合金材料拉伸强度、弯曲强度、悬臂梁冲击强度、摩擦系数和磨损体积的影响。利用差热扫描量热仪(DSC)和热失重分析仪(TGA)研究了合金材料的结晶行为和热失重性能;同时在扫描电子显微镜(SEM)中观察了冲击断面形貌和摩擦面形貌。结果表明:氧化铝的加入对复合材料力学性能、耐摩擦性能和热性能有较大影响,并能够有效诱导PPS进行结晶。SEM观察发现,随氧化铝用量增加,摩擦面形貌表现为更加光滑,用量超过15质量份后,氧化铝分散效果变差。

PPS/PI/BF复合材料的制备与性能

将聚苯硫醚(PPS)与聚酰亚胺(PI)按质量比90∶10与不同用量的玄武岩纤维(BF)共混,在双螺杆挤出机中熔融制备了PPS/PI/BF复合材料,考察了BF用量对复合材料的力学性能、耐热性能和摩擦性能的影响。结果表明:BF可以有效促进PPS基体结晶,有效提高PPS/PI/BF复合材料热稳定性。BF与PPS基体结合较好,且随着BF用量增加,摩擦表面的黏着磨损与削切现象明显减少。

PLA/PBAT复合材料增容增塑的研究进展

简述了近几年国内外聚乳酸(PLA)/聚对苯二甲酸-乙二酸丁二酯(PBAT)复合材料增容改性及增塑改性的研究进展,并对其增容改性及增塑改性的方式进行归纳分类。PLA是一种具有高模量和低韧性的热塑性脂肪族聚酯,能与高韧性和可生物降解的脂肪族共聚酯PBAT共混实现优势互补。笔者阐述了反应型相容剂、接枝或嵌段共聚物对PLA/PBAT共混体系的增容机理以及改性效果,总结了增塑剂的种类以及对PLA/PBAT共混体系力学性能和界面结构的影响。最后提出当前增容改性及增塑改性存在的弊端,并对PLA/PBAT复合材料增容增塑改性的未来研究趋势进行展望。

基于Moldex3D可降解国际象棋的注塑仿真模拟

选用生物降解塑料作为原材料,将构建的国际象棋棋子三维模型导入Moldex3D软件,根据模型结构特点设计流道和冷却水路等,修复和生成网格,再依据材料特性设置成型条件,模拟国际象棋的注射成型过程。根据初始模流分析结果,对流动波前温度、充填压力、凹痕位移和翘曲进行讨论。结果发现,在初始成型条件下制品表面存在严重的凹痕和翘曲问题。因此基于以上实验结果,调整成型条件,以保压时间(A)、最大保压压力百分数(B)(代表实际保压压力)和冷却时间(C)为控制因子,设计三因子三水平的正交试验,并利用方差分析进行验证。通过极差R分析发现3个控制因子对凹痕位移的影响程度为R(B)>R(A)>R(C),对翘曲的影响程度为R(A)>R(C)>R(B),确定了成型参数的最优组合为A_(3)B_(3)C_(3),即当保压时间为20s,最大保压压力百分数为77%,冷却时间为30s时,国际象棋棋子的质量最好,凹痕位移最大值为0.041mm,比初始结果降低了84.4%;翘曲总位移最大值为1.342mm,比初始结果降低30.5%。方差分析显示对凹痕位移和翘曲影响最大的分别为最大保压压力百分数和保压时间,与正交试验的极差分析结果一致,验证了分析的准确性。

聚苯硫醚改性研究进展

综述了聚苯硫醚增强增韧改性、摩擦性能改性、导电性能改性、流变性能改性和抗氧化性能改性的研究进展,并对其未来发展趋势进行了展望。

PLA/PBAT/木薯淀粉复合材料的制备与性能

采用熔融共混法制备了PLA/PBAT/木薯淀粉生物基降解材料,分析了木薯淀粉、丙三醇和扩链剂含量对聚乳酸(PLA)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)共混比为80/20复合材料的结晶性能、流变性能和力学性能的影响。结果表明,木薯淀粉的加入能显著提高复合材料的结晶度,当添加10份木薯淀粉时,结晶度为26.43%,与未添加时相比,提高了72.5%;丙三醇能改善共混物的加工性能和韧性,当木薯淀粉为20份、丙三醇为2份时,材料的平衡扭矩下降27.3%,断裂伸长率由13.6%提高至30.4%,增大了123.5%;当扩链剂含量1.0份时,储能模量和复数黏度的最大值分别提高了291.4%和75.5%,并且,复合材料的力学性能最佳,断裂伸长率为45%,冲击强度为42.9 k J/m^(2),与未添加时相比,分别增大了48%、119%。

成核剂对聚丙烯结晶形态和力学性能的影响

研究了聚丙烯 (PP) /成核剂共混物的结晶形态及力学性能。结果表明 :加入成核剂后 ,提高PP的结晶温度 ,加快了结晶速度 ,使PP球晶细化 ;成核剂用量在 0～ 0 2份之间时 ,PP的冲击强度、拉伸强度、硬度、热变形温度均随成核剂用量的增加而提高。

低烟低卤PVC电缆料的配方设计

介绍阻燃低烟低卤聚氯乙烯(PVC)电缆料的研制,通过改变氢氧化铝(Al(OH)3)、三氧化二锑(Sb2O3)、硼酸锌(2ZnO·3B2O3·5H2O)等的用量,观察PVC电缆料的阻燃效果和发烟量的变化,并综合其力学性能和电性能的变化情况,最终确定阻燃剂的最佳组合及最佳配比。

稻壳粉填充聚乙烯复合材料的研究

采用稻壳粉对高密度聚乙烯 (HDPE)进行改性 ,研究了稻壳粉用量对HDPE力学性能、耐热性、流动性及硬度的影响 ,并观察了稻壳粉在HDPE中的分散状况。结果表明 :复合材料的弯曲强度、硬度、维卡软化温度随稻壳粉用量的增加而增加 ,而加工流动性能、拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度则随稻壳粉用量的增加而下降 ;稻壳粉在HDPE中的分散不均匀 ,用量较大时易出现聚集现象 ,两相间的粘接性变差。

无卤阻燃聚丙烯性能研究

采用包覆红磷作为无卤阻燃剂对聚丙烯(PP)进行了阻燃改性。结果表明,将10份包覆红磷和80份的Mg(OH)_2复配具有明确的协同阻燃效果,使体系氧指数达到29%且综合性能良好;利用锥形量热仪测定了PP/Mg(OH)_2/包覆红磷体系的热释放速率、有效燃烧热和质量损失速率,从而进一步证实了该体系的阻燃效果。

音箱用聚丙烯专用料的研制

以聚烯烃弹性体(POE)和(乙烯/丙烯/二烯)共聚物(EPDM)为增韧剂,马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为增容剂,滑石粉为无机填科研制音箱用聚丙烯(PP)专用料。当PP-g-MAH用量为10份、滑石粉为120份、EPDM为15份、POE为5份时,所得PP专用料的综合性能最佳,完全达到了音箱用料的要求。

尼龙6/高岭土复合材料的非等温结晶行为研究

用差示扫描量热法研究了尼龙6/高岭土复合材料的熔融结晶行为,并用Jeziorny法、Ozawa法、Mo法对复合材料的非等温结晶动力学进行研究。结果表明,3种高岭土的加入均使复合体系的熔融峰变窄,熔点增加;结晶峰温和结晶起始温度提高,结晶速率增大;高岭土填料起到异相成核作用;Jeziorny法、Mo法均适合分析尼龙6及复合体系的非等温结晶动力学过程,而Ozawa法不适合。

碱式硫酸镁晶须增强聚丙烯的性能研究

采用了熔融共混的方法,制备了碱式硫酸镁晶须(MHSH)增强聚丙烯(PP)复合材料。分别考察了MHSH用量对复合材料力学性能、结晶性能、热性能的影响以及硅烷偶联剂对MHSH表面处理效果的影响。结果表明,随MHSH用量的增加复合材料的拉伸强度、弯曲强度、简支梁缺口冲击强度和熔体流动速率呈现先上升后下降的趋势,复合材料的负荷变形温度和分解温度呈现逐渐增加的趋势。差式扫描量热仪(DSC)分析发现,MHSH的加入可以有效促进复合材料中PP的结晶,而硅烷偶联剂的使用可以改善复合材料的力学性能。

235/45R18轮胎带束层帘线的有限元优化设计

通过四因子三水平正交试验,用有限元分析软件Abaqus对235/45R18轮胎带束层帘线截面积、帘线间距、1#带束层帘线角度、2#带束层帘线角度进行优化设计,分析带束层端部的最大Mises应力和最大应变能密度以及胎面最大接地应力。结果表明,带束层帘线截面积为0.16 mm^2、帘线间距为1.6 mm、1#带束层帘线角度为58°、2#带束层帘线角度为122°时,轮胎带束层端部的最大Mises应力和最大应变能密度以及胎面最大接地应力最小,轮胎使用寿命更长。

木粉填充改性聚丙烯复合材料的研究

本实验利用木粉对聚丙烯(PP)进行改性研究,结果表明,加入木粉后,复合材料的弯曲强度、拉伸强度、断裂伸长率、硬度和维卡软化温度均有所提高,加工流动性能和冲击强度有所下降。

SBS/TPU共混体系电性能及机械性能研究

本文叙述了SBS／TPU共混体系的抗静电及导电性能。探讨了SBS／TPU的共混比、增容剂、炭黑的品种对共混体系机械力学、抗静电及导电性能的影响。