基于RHCM与CIM熔接痕形成的分子形态演化研究

针对注塑成型中的熔接痕问题,建立了聚合物流动前锋汇合时垂直取向的初始界面模型。采用分子动力学方法,通过对比分析传统注塑成型(Conventional injection molding,CIM)和快速热循环注塑成型(Rapid heat cycle molding,RHCM)熔接痕界面分子链的迁移扩散、分子链取向、回转半径及界面结合能,研究了熔接痕界面弱连接与强连接的分子形态演化规律。结果表明,温度低、冷却速率快的CIM熔接痕表层和中间层分子取向快速冻结,分子链运动受阻,扩散速率慢,使得熔接痕界面分明,界面结合能低,分子形态变化不大,形成弱连接;而RHCM熔接痕及CIM熔接痕芯层高温保持时间较长,保压阶段冷却速率缓慢,有利于分子链的迁移扩散,同时促进分子链松弛,解取向明显,回转半径减小,使聚合物分子链团呈缠绕卷曲状态,界面分子链穿绕缠结在一起,界面结合能也增大,形成强连接。因此,熔接痕界面聚合物分子形态演化的实质是取向分子链的松弛和相互扩散的过程,而RHCM工艺则极大促进了分子形态演化进程,显著改善了熔接痕的弱连接问题。