国内外复合材料工艺设备发展述评之七——液体模塑成型

本文分析了液体模塑成型工艺所用设备的发展历程,指出其优缺点,并对今后发展提出建议。

乙烯基树脂及其团状模塑料的耐磨性研究

本文对比了乙烯基树脂浇注体和乙烯基团状模塑料(乙烯基BMC)的力学性能、热性能和耐磨性能,结果表明,相比乙烯基树脂,乙烯基BMC材料具有优异的综合性能,其中硬度在60以上,提升了77%;弯曲强度达到160 MPa以上,提升了14%;老化前质量磨损在4~5 mg之间,体积磨损在2~3 mm 3之间,分别降低了约96%和97%;老化后质量磨损为8~30 mg,体积磨损在4~14 mm 3之间,分别降低了65%和80%以上。

纸浆模塑品缓冲性能影响因素的仿真研究

目的研究形状、结构参数对纸浆模塑品承载和缓冲性能的影响,为纸浆模塑品缓冲结构设计提供更多参考。方法通过拉伸试验得到材料物理性能参数。对不同形状单元进行静态压缩试验和有限元模拟,对比验证仿真的可靠性。利用Ansys Workbench/LS-DYNA对3种不同形状单元以及3个结构因素的四棱台进行动态冲击模拟,评价其承载性能,并从能量吸收方面评价缓冲性能。结果不同形状单元中,圆台的承载和缓冲性能最佳;随着斜度增大,极限载荷和吸能性能整体呈下降趋势,1°时四棱台单元极限载荷最大,4°次之,1°~4°时吸能性能较好且变化相对稳定;随着长宽比增大,极限载荷和能量吸收整体均呈现下降趋势;极限载荷随着高度增加而减少,高度在10~25 mm时能量吸收不断减少,在25~40 mm时不断增加,在30~40 mm时单位体积吸能较稳定。结论在设计缓冲结构时,尽可能选择圆台状单元,斜度在1°时最佳,4°次之,长宽比在1~1.5最佳,高度在30~40 mm较好。

基于COMSOL的纸浆模塑干燥模拟及验证

目的研究采用COMSOL Multiphysics模拟纸浆模塑干燥效率及厚度变化的可行性。方法基于多孔介质理论,应用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics建立纸浆模塑干基含水率随时间变化的热湿、水分流动、非等温流动多物理场耦合模型,考虑干燥中含湿多孔介质的湿空气热对流及多孔基体的热传导,模拟在热板加热条件下纸浆模塑的干燥效率和厚度的变化,并与实验结果进行比较。结果模型内域探针所得模拟结果与实验结果具有良好的一致性,在干燥后期厚度预测误差范围为0.4%~7.7%,干燥效率预测差异值最低为4.3%。结论采用COMSOL Multiphysics模拟纸浆模塑干燥过程可行。

腰果酚改性酚醛树脂的合成及其模塑料的性能

资源化、环保化与低成本化是传统材料的重要发展方向,本文在硼酸的辅助下,采用腰果酚对酚醛树脂进行改性,探讨了腰果酚和硼酸的引入及其用量对树脂性能的影响,以改性树脂为基体制备了酚醛模塑料,并对其性能进行的测试。结果显示:腰果酚的引入和用量会显著影响树脂的性能,高的替代量使树脂软化点和热稳定性下降,在硼酸的辅助下,则能够实现对改性树脂性能的有效调控,并且以该改性树脂制备的模塑料显示出较好的韧性和热稳定性。

壳聚糖/AKD乳液改善纸浆模塑制品防水防油性能的研究

目的以壳聚糖/AKD乳液替代传统的AKD乳液,作为安全无毒的防水防油剂,以改善纸浆模塑的防水防油性能。方法采用壳聚糖作为乳化剂,在高剪切分散乳化条件下与AKD蜡共混,获得稳定均一的壳聚糖/AKD乳液,然后通过浆内施胶的方式制备纸浆模塑制品,对纤维的滤水性能、纸浆模塑制品的力学性能以及防水防油性能进行研究。结果以壳聚糖质量分数为1.5%的壳聚糖醋酸溶液,可制备得到AKD蜡质量分数为5%的乳白色壳聚糖/AKD乳液;乳液的添加未影响纤维的滤水性能,且当其用量占绝干浆质量的7%时,纤维悬浮液的打浆度和保水值分别达到23°SR和(1.71±0.06)g/g,满足生产要求。对比未添加乳液的样品,添加了质量分数为7%的乳液后,纸浆模塑制品的力学性能,包括紧度、抗张强度、耐破指数和撕裂强度分别提高了26.2%、60.6%、152.6%和67.1%,Cobb_(60)值降低到了(18.5±0.68)g/m^(2),静态水接触角提高到了(119±4.1)°,体现防油性能的Kit值提高到了第8等级,油接触角提高到了(97.9±3.1)°。纸浆模塑制品具有良好的防热水和防热油的性能。结论壳聚糖/AKD乳液可作为一种新型防水防油助剂用于纸浆模塑制品生产,拓展了环保造纸助剂品类。

微模塑协同浸没凝胶法PVDF高度疏水微孔膜:添加剂的影响

采用微模塑协同浸没凝胶法制备聚偏氟乙烯(PVDF)高度疏水微孔膜,以呈现人工微结构的喷砂加工铝板、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、水分别为制膜基底、溶剂和凝固剂。研究了添加剂对微结构制膜基底协同作用下的相分离行为、膜结构与性能的影响。添加剂加入形成混合溶剂,改变原溶剂与聚合物、非溶剂的相容性,并用Hansen溶解度的理论计算值进行比较,是筛选添加剂的依据。混合溶剂与非溶剂相容性比溶剂与非溶剂相容性好,发生L-L相分离,形成胞腔结构、致密皮层;混合溶剂与非溶剂相容性比溶剂与非溶剂相容性差,发生S-L相分离,形成粒子结构、孔结构;混合溶剂与聚合物相容性比溶剂与聚合物形容性好时,铸膜液体系比较稳定;混合溶剂与聚合物相容性比溶剂与聚合物形容性差时,铸膜液体系易形成预晶核,在慢过程S-L相分离过程中,使粒子结构和孔结构更明显。研究发现,添加剂加入形成的混合溶剂与非溶剂相容性比溶剂与非溶剂相容性好、混合溶剂与聚合物相容性比溶剂与聚合物形容性差时,膜底面的粗糙度最大,疏水性最好。

高端纸浆模塑制品加强筋设计技术

一种带加强筋的纸浆模塑产品的结构由纸浆模塑成品制品和纸浆模塑余边制品组成,这里的余边是指加强筋。纸浆模塑制品加强筋的设计与纸浆模塑成品制品呈对称相反的方向,纸浆模塑成品制品是没有加强筋的,加强筋的作用是保护纸塑制品成型加热产品不变形、切边尺寸稳定及纸塑产品外观质量达标。加强筋结构是设计模具时设计工程师故意加进纸塑产品里面的。带加强筋结构的产品被称为半成品,成型烘干下来的产品都是半成品,需在仓库中放置一段时间后再在后工序车间中进行切边。这里的切边是指将设计时预留的加强筋结构切除掉,以实现客户需要的成品尺寸。加强筋的设计流程是:沿着客户需要的成品尺寸的四周同时向外延伸5 mm,然后在延伸5 mm的边缘处设计凸台凹槽,凸台凹槽的把模角度为15°、材料厚度是纸塑成品尺寸的材料厚度,以方便后期统一厚度的生产;然后在凸台凹槽的四周再同时向外延伸5 mm,此时加强筋侧壁的总宽度约为20 mm。针对高端纸浆模塑产品加强筋设计技术的难点及生产加工工艺进行研究。

纸浆模塑制品真空吸附侧切专机设备技术

高端纸浆模塑产品真空吸附侧切专机设备解决了现有技术只能对模塑产品单独进行切边或冲孔作业,不能同时进行两种操作的问题,具有冲切时间短、效率高、冲切质量好等优点,降低了劳动成本,极大地提高了生产效率。侧切设备由自动化机架、电气装置、冲切装置、夹具和光电装置组成。机架内设有工作台,工作台侧面与机架固定连接,电气装置设置在工作台下方,冲切装置对称设置在工作台上方两侧,两个冲切装置相对设置,夹具设置在冲切装置之间,电气装置输出端分别与冲切装置、夹具输入端电性连接,能够实现对锥形和异形产品的切边和冲孔作业,切边和冲孔作业能够同时进行。对纸浆模塑产品真空吸附对称侧切专机设备技术的难点及生产加工工艺进行探索。

多巴胺改性纤维的制备及其在纸浆模塑上的应用

在全球禁塑和限塑的大形势下,“以纸代塑”的需求激增,纸浆模塑工艺制得纸制品是可替代塑料的绿色包装材料,该材料生产工艺环保,使用过程无毒无害。与塑料相比,纸浆模塑制得的纸制品是由植物纤维经过热压制成,但未改性的植物纤维存在机械强度差和疏水性能不足的问题,从而限制了纸浆模塑制品在食品包装领域的应用。为了提高上述纸制品的疏水性,相关技术中普遍采用含氟化合物(PFOS)来对其进行疏水改性。

基于Fluent的纸浆模塑热压定型加热板温度均匀性分析

模内热压定型是纸浆模塑餐具生产过程中的一种常用干燥方式,它是将成型后获得的湿纸模胚在被模具挤压与抽真空的条件下进行加热。加热板作为热压定型机的热源,其工作表面的温度均匀性影响着制品的干燥质量。针对纸浆模塑热压定型过程中加热板的温度不均匀性问题,文中提出了一种联合仿真与正交试验的优化方法。首先,对加热板的工作过程进行分析,建立了加热板的传热模型;然后,基于Fluent对加热板进行温度场的数值模拟,根据温度场分布结果将油路结构中的高温区域与低温区域尽可能交错,设计了4种新的迷宫式油路结构;最后,以油路结构、油路平面高度、加热板厚度和油路截面直径设计了4因素4水平的正交试验,并进行了极差分析与方差分析。结果表明:在实际干燥过程中,工作表面的最高温度为224.47℃,最低温度为209.92℃,温度极差高达14.55℃,温度标准差为3.01℃;加热板厚度和油路直径的大小对温度极差的影响显著,油路结构对温度标准差的影响显著。基于以上分析改进了加热板的结构,与原设计方案相比,加热板工作表面的温度极差降至7.27℃,温度标准差降至1.09℃,保证了加热板温度的均匀性,提升了纸浆模塑产品的质量。

女人在上海:空间文化与性别模塑

晚清时期知识分子对女性的关注,是基于民族国家建构的需求,女性由此被建构成为“国民之母”。而在海派文学中,对女性形象的建构从“国民之母”转向情欲符号,尤其突出其“荡女”形象。这种对女性形象的建构和都市上海所提供的空间文化环境有关,也展现了晚清至现代历史时期的文人对现代观念的选择和需求。

我国纸浆模塑工业包装的现状与发展

叙述了纸浆模塑技术在我国工业包装领域的应用现状及发展 。

碳纤维复合材料高压树脂传递模塑(HP-RTM)成型工艺

RTM是指低黏度树脂在密闭模腔中流动、浸润的增强复合材料,在一定温度下固化成型的一种复合材料成型工艺,属于复合材料的半液体成型或织物液体成型技术。其具体方法是在设计好的模具中,预先放入经详细设计、剪裁或经机械化预成型的增强纤维材料,模具周边配备密封件和紧固件,在模具内需达到树脂流动顺畅,合模后注入所需树脂,待树脂充分浸润固化后,即可得到所需产品。RTM工艺起始于20世纪50年代,目前,RTM成型工艺己广泛应用于建筑、交通、电信、卫生、航天航空等领域。2015年以后,碳纤维成本的降低及快速固化环氧树脂的出现,加上针对热固性复合材料快速制造开发的HP-RTM工艺和热塑性复合材料层板热成型自动化设备的研发,到2020年,碳纤维复合材料的综合性价比优于金属,并取代金属材料,用于量产车的底盘制造,并涵盖大多数高端车型和少量中级车。高压树脂传递模塑(HPRTM)是传统树脂传递模塑(RTM)的大规模工业化量产的解决方案,也是使用快速固化的化学原料,文中主要介绍用于医疗器械、新能源汽车、数码电子产品的碳纤维复合材料RTM成型工艺,以及国内外目前RTM成型工艺近况和应用。

新型树脂传递模塑技术

概述了传统树脂传递模塑(RTM)及在其基础上发展起来的新型RTM工艺,包括真空辅助树脂传递模塑(VARTM)、Seemann复合材料树脂浸渍模塑成型工艺(SCRIMP)和树脂膜渗透成型工艺(RFI)的成型原理、优点,并指出目前存在的缺点及解决方法。

环氧树脂基片状模塑料制备及其性能研究

以多官能度环氧树脂为树脂基体,双氰胺为主固化剂,云母为填料,制备环氧树脂基片状模塑料(E-SMC),然后采用模压成型工艺,制备环氧模压复合材料,并对其力学性能、热力学性能和电气性能等进行系统测试和研究。结果表明:环氧模压复合材料具有高的机械强度,其中典型样品的拉伸强度、弯曲强度、垂直压缩强度和平行压缩强度分别达到了64、178、440、332 MPa。环氧模压复合材料具有较低的密度(1.69~1.76 g/cm^(3))和较高的玻璃化转变温度(T_(g)最高可达201℃),同时,具有优异的电气性能,其中典型样品的击穿电压可达到100 kV,电气强度可达到17.1 kV/mm,相比电痕化指数(CTI)为600 V。

纸浆真空模塑成型技术及应用

简要介绍了纸浆模塑制品对治理“白色污染”的重大现实意义以及在我国加入 WTO后可能起到的作用。然后进一步分析了纸浆模塑制品经真空吸滤成型、热压干燥、定型、成品的生产原理 ,论述了生产工艺 ,综合分析国内现有设备状况 ,陈述了其主要部件成型机的种类和各自的工作原理及其适用范围 ;同时也分析了制品的干燥方式、各自特点与应用以及对加热模具的要求、设计与优化。最后对纸浆模塑制品的应用进行了论述。

改性凹凸棒土及其在氨基模塑料中的应用

以OP-10为分散剂,十四烷基三甲基氯化铵(TTAC)为改性剂,对凹凸棒土(ATP)进行处理,得到改性ATP(OATP),将改性ATP与氨基模塑料高速混合、压制成型得到氨基模复合材料。采用TEM、XRD、沉降试验等对ATP及改性ATP进行表征,研究了改性ATP添加量对氨基模复合材料力学性能、流动性、甲醛迁移量的影响。结果表明,TTAC无法扩大ATP的层间距,而是以吸附的方式存在于ATP表面,并且改性ATP的棒晶束与ATP相比,能较好地分散在有机溶剂中;当改性ATP添加量为6%时,氨基模复合材料的拉伸强度、弯曲强度与冲击强度均达到最大,其值分别为87.8 MPa、99.4 MPa、2.38 kJ/m^(2),甲醛迁移量降低至6.4 mg/dm^(2);随改性ATP添加量的增加,氨基模复合材料的成型时间、热变形温度明显增大,但是,流动性的变化趋势较小。

纸浆模塑包装缓冲特性研究进展

1．纸浆模塑制品概述 纸浆模塑制品是用一定浓度的纸浆，加入适量的化学助剂在带有滤网的模具成型机中通过真空或加压的方法使纤维均匀地分布于模具表面，从而具有拟定形状的湿纸模坯，再经过脱水、脱模、干燥和整饰而形成的缓冲包装制品。纸浆模塑技术及其初期产品于1917年在丹麦问世，

纸浆模塑研究进展

综述了纸浆模塑的研究进展。纸浆模塑作为一项环保型塑料替代技术,因其可降解性和可循环利用性受到广泛关注。首先介绍了纸浆模塑的基础知识,包括其定义、原理以及与传统塑料加工的对比。随后,详细分析了纸浆材料的特性对模塑过程的影响,特别关注了纸浆的可塑性和可加工性。接着,深入探讨了纸浆模塑的工艺流程,包括原料处理、制备、成型、干燥等环节,以及常见的模塑设备和工具。通过实际应用案例,探讨了纸浆模塑在环保包装领域的优势,同时也提及了其面临的挑战。在研究进展与创新部分,呈现了新型纸浆模塑材料的研发、添加剂改善性能的研究,以及先进的模塑工艺技术与设备的发展。最后,对纸浆模塑技术在可持续发展中的作用进行了探讨,并展望了未来研究的方向,包括性能提升和多样化应用。总结了纸浆模塑技术在包装工程中的前沿研究,为环保包装的发展提供了有益的参考和启示。