动态注射成型短玻纤增强高密度聚乙烯力学性能的研究

在不同的振动条件下注射成型短玻纤增强高密度聚乙烯复合材料。实验表明,振动可以有效地改善玻纤在树脂基体中的分散取向状况,提高复合材料的力学性能。与稳态注射成型的复合材料相比,动态注射成型复合材料的拉伸强度最大可提高11.1%,冲击强度最大可提高11.4%。

动态注射成型过程中的振动技术研究

概述了注射成型过程中引入振动的基本方式,介绍了动态注射成型过程中的振动技术,以及电磁动态塑化注射成型等新技术。

塑料动态注射成型技术及其制品的结晶与取向研究

概述了塑料动态成型技术的基本原理及其工艺,阐述了振动力场对聚合物结晶与取向,以及结晶。

动态注射成型聚丙烯制品的湿热老化性能研究

通过对动态注射成型聚丙烯制品进行人工加速老化,对其老化性能进行测试研究,探讨了聚丙烯制品的抗湿热老化机制.利用动态注射成型机注射成型聚丙烯制品,采用DSC等测试手段分析了稳态注射和动态注射成型的聚丙烯制品的性能特征,通过湿热老化试验(90℃,湿度为95%),对比分析了稳态注射和动态注射成型的聚丙烯制品老化期间力学性能的变化规律,利用白度仪测试了聚丙烯制品老化过程中的表面颜色变化,并采用FTIR分析了聚丙烯制品老化前后羰基含量的变化.研究表明,采用动态注射成型的聚丙烯制品,力学性能保持率均有所提高,老化60 d后,其拉伸强度保持率为46%,冲击强度保持率为54.7%,制品的颜色保持率较稳态注射成型的聚丙烯有一定的提高.因此,动态注射成型技术可以有效提高聚丙烯制品的抗湿热老化性能.

金属粉末动态注射成型用水溶性粘结剂的制备及性能

以聚乙二醇和聚甲醛为主体组分制备了一种用于金属粉末动态注射成型的水溶性粘结剂.通过扫描电镜分析、差示扫描量分析、热重分析、动态流变性能测试、热性能测试、脱脂率实验等对所制备的粘结剂体系进行分析表征.结果表明:粘结剂体系各组分之间有很好的相容性,粘结剂与金属粉末的混合性良好;该粘结剂体系对振动力场的响应良好,能够在振动力场下降低挤出压力,压力最大降幅达6.07%;该粘结剂在水中脱脂速度快,脱脂率高,在75℃水中4 h内的脱脂率达43.06%;该粘结剂体系具有良好的热分解性能,添加剂的加入使得热分解温度降低,有利于烧结的进行.

金属粉末动态注射成型充模过程的理论分析

基于连续介质理论和幂率模型,研究振动场对金属粉末喂料熔体充模过程的影响,建立了适合金属粉末喂料熔体等温填充中心浇口圆盘型腔的过程的物理模型和相应的数学模型,通过对数学模型的推导求解,得到了喂料熔体动态充模过程的速度分布方程、熔体前沿位置方程以及模腔入口压力方程.实验表明,在振动场作用下的熔体充模过程中,当平均注射流率不变且振动频率固定时,模腔入口处压力随振幅的增大而波动上升.理论计算的模腔压力值与实测值吻合较好,证明了理论计算的正确性.

动态注射成型聚丙烯制品的热氧老化性能

利用电磁动态注射机注射成型聚丙烯试样制品,并用热老化试验箱人工加速其试样的老化降解。对比分析了稳态注射和动态注射成型的聚丙烯试样制品热氧老化期间力学性能的变化规律,用红外光谱(FT-IR)分析了聚丙烯试样制品老化前后羰基含量的变化情况。研究结果表明,采用动态注射成型技术,不但可以提高聚丙烯制品的力学性能,而且还能有效提高制品的抗热氧老化性能。制品在热氧老化过程中,其力学性能保持率高于稳态注射成型的聚丙烯制品。采用振频为8 Hz、振幅为0.10 mm的动态注射成型的聚丙烯试样制品的抗热氧老化性能最好。

动态注射成型振动参数对试样熔接痕拉伸强度及结构形态的影响

在选定的注射成型工艺参数基础上,通过动态注射成型来研究振动参数对成型PP试样和GFPP试样熔接痕拉伸强度及结构形态的影响。结果表明:对同种材料,振动参数对熔接痕拉伸强度的影响趋势相同;对PP试样,熔接痕拉伸强度对振动频率的响应有一个最优值;对GFPP试样,其在较低频率和较大振幅下,能够得到更强的熔接痕拉伸强度;振动的引入使"横躺"在PP基体上的玻纤减少,使试样熔接痕处的拉伸强度增强。

短切纤维复合材料动态注射成型工艺研究

采用动态注射成型工艺,利用活动型芯控制注射过程中的型腔厚度,以较薄的型腔进行注射,达到优化产品中纤维分布的目的。利用Moldflow软件对不同工艺参数组合分别进行了模拟,采用正交试验方法,对模拟结果进行了统计分析,结果显示型腔厚度对纤维分布有着显著影响,型腔厚度每减小1 mm,其纤维取向张量提升4%～9%,同时验证了动态注射成型工艺的可行性。

玻纤增强塑料在动态填充注射成型过程中的玻纤取向研究

为获得更好的机械性能,大多数关于聚合物/纤维复合材料的研究都集中在使用化学方法对纤维表面进行改性和使用偶联剂改善纤维和基体之间黏合的重要性上。文章的研究目的是通过动态填充注射成型(DPIM)来确定剪切对聚丙烯/玻璃纤维复合材料中纤维取向和界面黏合的影响。本研究采用了扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、原子力显微镜(AFM)以及力学测试对所得样品进行了详细的表征。研究发现大多数纤维沿着样品厚度平行于流动方向排列,甚至是在芯部,这与通过常规注射成型获得的产品形成对比。在常规注射成型中,纤维的取向仅在表层观察到。同时,发现剪切不仅可以增强纤维的取向,还可以增强纤维与基体之间的界面结合,尤其是对于纤维含量较高的样品,使拉伸强度和开始降解温度明显提高。动态填充注塑样品的AFM研究证实了可能的横晶现象,值得进一步研究。

共混体系HDPE/m-LLDPE在动态保压注射成型中增强增韧的研究

在动态保压注塑成型技术提供的单方向往复剪切应力场作用下,制备了HDPE/m LLDPE增强增韧试样,探讨了增强增韧效果与工艺条件的关系。发现加入适量m LLDPE后的HDPE经过动态保压注射成型,可以明显提高HDPE/m LLDPE试样的拉伸强度和冲击强度,拉伸强度提高了4倍以上,而冲击强度提高了近2倍,从而达到了增强又增韧的效果。

塑料动态注射充模过程工艺参数的优化研究

运用了Taguchi方法研究了PP动态注射成型工艺参数对制品性能的影响。研究结果表明,在注射速度、保压压力、振动频率与振幅这四个工艺参数中,在所设定的工艺范围内,对制品性能影响比较明显的是振动频率与振幅。PP试样的冲击强度随振动频率改变而改变,且在10Hz左右存在一个最佳状态,冲击强度可以增加42％。拉伸性能随着振幅的增加基本上呈上升的趋势,极限拉伸应力最大增加8％,弹性模量最大可增加18．7％。在优化的振动工艺参数下,即在1-5 Hz的频率段振幅对制品的拉伸性能的影响较之明显,在7-15 Hz的频率段振动频率对制品的冲击性能的影响较显著。

振动注射成型技术研究

对本课题组多年来进行的动态保压注射成型、剪切振动注射成型和压力振动注射成型进行了简要总结,研究表明,振动注射成型不仅能改善聚合物熔体的高黏度、难流动、压力传递难等工艺问题,同时能部分挖掘出聚合物材料的力学潜能,达到自增强。

电磁动态注塑对等规聚丙烯增韧和增强研究

利用普通注射成型和电磁动态注塑机注射成型制备等规聚丙烯试样,并对其进行拉伸强度、冲击强度、差示扫描量热仪(DSC)和广角X射线衍射(WAXD)测试。对动态与稳态注射成型聚丙烯制品的力学性能进行了比较,并结合微观测试结果,深入探讨了制品微观结构与力学性能之间的关系。力学测试结果表明,动态成型制品的拉伸性能和冲击性能比稳态加工条件下都有所提高,尤其是制品冲击性能的提高幅度可以达到40％以上,实现了对制品的同时增强和增韧。DSC和WAXD测试表明,动态成型制品的结晶比稳态制品完善,并且晶粒尺寸也小于稳态制品。经过理论分析,认为结晶情况的改善是制品拉伸强度提高的原因,而晶粒细化则大幅度提高了制品的冲击强度。

脉动注射对模腔压力的影响

介绍了立式液压振动注射机的工作原理。在立式液压振动注射机上进行传统注射成型及动态注射成型,制取低密度聚乙烯(LDPE)圆盘试样,利用自制的压力传感器及数据采集系统对模腔压力进行实时采集。实验结果表明,传统注射成型与动态注射成型的模腔压力随时间的变化趋势基本相同;模腔压力波动频率与柱塞杆振动频率相同;随着柱塞杆振动频率、振幅的增大,模腔压力的波动幅度增大,平均模腔压力增大,最大模腔压力也增大。

浅析我国塑料成型技术的发展

随着人们对塑料制品品质要求的提高、应用领域的不断扩展,新的塑料制品成型技术不断涌现,本文综述了近年被进一步研发的动态注射成型、流体辅助注射成型(GAIM和WAIM)、微孔发泡注射成型、高速低压注射成型、交变注射成型、熔芯注射成型、旋转成型及反应挤出成型技术,简介了吹塑技术和模压技术的发展,并描述了其各自的特点。塑料制品的成型技术仍有广阔的发展空间,能更进一步地提高制品各种性能、制造成本,并拓宽应用领域。

HDPE/m-LLDPE共混体系的双向自增强研究

茂金属聚乙烯是20世纪90年代才开发出来的新一代聚乙烯,它以独特的立构规整性及良好的物理力学性能引起材料界和产业界的极大关注,迅速掀起了世界范围内的研究热潮[1]。本实验通过动态保压注塑成型方法,在单方向往复低剪切应力场作用下制得了双向自增强的HDPE/m-LLDPE平板试样,研究了双向自增强效果与液压站输出压力的大小以及不同配方等工艺条件之间的关系。实验结果表明,在低剪切应力场的作用下,该共混体系的动态保压注射成型试样的拉伸强度与模量在平行于物料流动方向和垂直于物料流动方向上都得到了明显增强。通过扫描电镜发现了串晶互锁结构的生成。

流动场下含β成核剂的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料结构与性能研究

采用普通注射成型和动态保压注射成型分别制备了不同玻璃纤维(GF)含量和β成核剂含量的等规聚丙烯(iPP)复合材料,测试了其力学性能,并采用二维广角X射线衍射、扫描电子显微镜和二维小角X射线散射研究了复合材料iPP分子链取向、GF取向及结晶性能。结果表明,在动态保压注射成型条件下,GF含量为29.94%(质量分数,下同)、β成核剂含量为0.2%时,复合材料具有最优异的综合性能,拉伸强度为58.52 MPa,冲击强度为9.26 kJ/m2,这是由于在流动场下含GF与β成核剂的复合材料形成了"皮刚芯韧"类竹子的仿生结构。

动态填充注塑成型PP/nano-SiO2复合材料的力学性能与形貌分析

采用动态填充注塑成型(DFIM)制备了聚丙烯/二氧化硅(PP/nano-SiO2)复合材料。结果表明:与传统的注塑成型技术相比,采用DFIM法制备的PP/nano-SiO2复合材料的拉伸强度和冲击强度比纯PP材料和常规注射制备的复合材料有了较大提高;nano-SiO2通过DPIM技术可以更好地分散在PP基质中,形成的团聚较少。DFIM法制备的PP/nano-SiO2复合材料力学性能的提高,主要归因于nano-SiO2颗粒的均匀分布,使球晶的数量急剧增加,球晶的尺寸明显减小,小晶体有助于形成材料裂纹,从而进一步提高材料的力学性能。