基于能量場的聚丙烯制品柱晶生成機理研究.pdf

1、高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的特征、形成條件及其與材料性能之間的關系可以為通過控制成型加工條件獲得具有特定凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的材料提供科學依據(jù)。聚丙烯是一種具有多種晶體結(jié)構(gòu)的半結(jié)晶型聚合物，如果能夠通過控制成型加工條件得到合適的晶型，通過晶體結(jié)構(gòu)決定制品性能，進而調(diào)控聚丙烯制品的使用性能。因此“材料-結(jié)構(gòu)-工藝-性能”的關系一直是研究的熱點。
　　本文借助偏光顯微鏡觀測了不同工藝參數(shù)下的順序共注射成型聚丙烯制品的柱晶結(jié)構(gòu)，通過使用商品化數(shù)值模擬軟件分

2、析了成型過程中的溫度場和速度場等物理量，并對模擬結(jié)果進行了分析處理，基于能量場量化了共注射成型聚丙烯柱晶的生成條件，為通過控制成型加工條件獲得具有柱晶這種特定晶態(tài)結(jié)構(gòu)的材料提供理論依據(jù)。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　（1）使用日鋼JSW共注射成型機制備不同工藝參數(shù)的順序共注射成型聚丙烯夾芯制品和普通注射成型聚丙烯制品。實驗中保持殼層材料注射成型工藝參數(shù)不變，只改變芯層材料的注射溫度和注射速度。
　　（2）使用奧林巴斯（

3、Olympus）偏光顯微鏡PLM研究了普通注射成型和不同成型工藝參數(shù)下的夾芯共注射成型聚丙烯制品不同位置處厚度方向的微觀形貌并測量了柱晶出現(xiàn)的厚度位置處。研究結(jié)果表明：在距離制品表面142~1826μm的范圍內(nèi)均有可能出現(xiàn)柱晶；在普通注射成型中只有靠近澆口的位置處有柱晶生成；在共注射成型中，隨著芯層熔體注射溫度的升高，出現(xiàn)柱晶的數(shù)量呈現(xiàn)出先增多后減小的趨勢。隨著芯層熔體注射速度的增大，出現(xiàn)柱晶的數(shù)量逐漸增多。
　?。?）使用商品化

4、模流分析軟件研究了普通注射成型和不同工藝參數(shù)下夾芯共注射成型制品的溫度場和速度場等物理量，并分析了這些物理量在厚度方向上呈現(xiàn)出差異化的原因。
　?。?）使用充填過程中的剪切力沖量I和溫度對時間的積分IT的比值做為共注射成型聚丙烯制品柱晶能否生成的判斷條件：當I與IT的比值處于[252，458]的區(qū)間范圍內(nèi)，制品表層位置有可能產(chǎn)生柱晶；當I與IT比值處于[170,222]區(qū)間范圍內(nèi)時，芯殼層界面附近位置處也有可能產(chǎn)生柱晶。并通過對新