單聚合物復(fù)合材料模內(nèi)自增強(qiáng)成型特性的研究.pdf

1、單聚合物復(fù)合材料（Single Polymer Composites，以下簡(jiǎn)稱(chēng)SPC）是基體和增強(qiáng)相采用同種（族）聚合物的復(fù)合材料。SPC具有比強(qiáng)度高，不存在界面異性，易于回收等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)制備SPC的熱壓工藝，具有成型過(guò)程復(fù)雜、效率低和材料選擇面窄的局限性，這成為了SPC應(yīng)用的瓶頸。本文提出了模內(nèi)自增強(qiáng)復(fù)合工藝成型SPC的方法，即利用共注塑工藝制備SPC，通過(guò)注塑工藝分別完成SPC基體和增強(qiáng)相的制備，這種方法具有工藝簡(jiǎn)單、成型周期短和材

2、料選擇寬泛等優(yōu)點(diǎn)。增強(qiáng)相、基體和界面都影響SPC材料整體的性能，尤其是增強(qiáng)相和界面性能;根據(jù)聚合物材料的性質(zhì)，不同注塑工藝參數(shù)得到的制品性能也不同;本文利用物理可視化和傳感器測(cè)量等手段，研究了成型工藝參數(shù)對(duì)SPC增強(qiáng)相制備過(guò)程的影響。
　　以PP作為成型材料，改變?cè)鰪?qiáng)相的成型條件制備對(duì)應(yīng)的SPC力學(xué)性能試樣，取單次注塑的未增強(qiáng)試樣作為對(duì)照，測(cè)量各組試樣的拉伸強(qiáng)度。當(dāng)塑化溫度為230℃，注射速度為6.11 cm3/s時(shí)，SPC的拉伸

3、強(qiáng)度最大，比對(duì)照組高23.79％。
　　利用物理可視化技術(shù)獲得不同條件下熔體前沿的流動(dòng)速度曲線;相對(duì)于熔體在金屬溝槽的填充，SPC基體的存在使得熔體的流動(dòng)速度更大，共注塑成型工藝更有利于發(fā)揮增強(qiáng)相聚合物的自增強(qiáng)特性;不同增強(qiáng)相尺寸的SPC填充結(jié)果表明:尺寸2mm，1.5mm和1mm的增強(qiáng)相均能順利充滿(mǎn)型腔，而尺寸0.5mm的增強(qiáng)相熔體充模時(shí)發(fā)生短射現(xiàn)象;相同成型條件，小尺寸增強(qiáng)相的前期流動(dòng)速度更大，而大尺寸增強(qiáng)相熔體中后期流動(dòng)速度

4、更大。
　　分別在型腔的近澆口，型腔中部和型腔末端三個(gè)位置，利用傳感器測(cè)量尺寸2mm的SPC增強(qiáng)相成型時(shí)的型腔壓力和熔體溫度。熔體實(shí)際流動(dòng)速度是型腔壓力的主要影響因素。對(duì)某一成型過(guò)程，熔體與接觸壁面的熱傳導(dǎo)以及熔體流動(dòng)過(guò)程中的粘性耗散作用是影響熔體溫度的主要因素。
　　利用MoldFlow對(duì)本文中所有的實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行了模擬，包括不同增強(qiáng)相尺寸SPC的填充過(guò)程和PP熔體在金屬溝槽中的填充過(guò)程，并分別從熔體流動(dòng)前沿溫度和重新熔化區(qū)