UHMWPE模压成型方法与技术进展

目前,性能较好的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制品得到了广泛应用,但是,由于UHMWPE的黏度较高,难以输送、塑化和成型。模压成型是UHMWPE制品最主要的成型方式之一。首先,对最常用的普通静态模压(CM)成型方法进行陈述,分析并总结了成型温度、成型周期、成型压力以及冷却速率等模压成型参数对CM成型UHMWPE制品微观结构和性能的影响,发现,CM成型存在成型周期长、能耗高以及制品难以兼具良好的力学强度和耐磨性能等问题;其次,阐述了UHMWPE高速冲击(HVC)模压和超声模压的成型原理和特点,发现,引入动态力场后,能降低成型温度、缩短成型周期和减少能耗,但是,由于HVC成型UHMWPE制品韧性较差,超声模压成型制品力学强度较低。因此,动态模压成型方法是UHMWPE制品高效成型的重要研究方向之一。

具有规则微结构表面聚丙烯塑件的超声模压粉末成型

利用自制的组合式模具,通过超声模压粉末成型工艺,制得形状尺寸可控的聚丙烯微塑件,成功复制了模芯表面的微沟槽阵列结构。设计单因素实验,研究了超声能量、焊接压力、保压时间对聚丙烯微结构塑件成型的影响。结果表明,适当增加超声能量与焊接压力,可有效提高熔体的填充能力。当超声能量为1000 J、焊接压力为115 kPa、保压时间为8 s时,所制得的微结构塑件具有较好的表面形貌复制率。差示扫描量热和X射线衍射分析表明,超声能量的增加不会改变聚丙烯的晶体结构;随着超声能量的增加,微结构塑件的结晶度降低、晶粒细化。