注塑工藝對PP板材結構發泡的影響

2019-09-15 09:37:00 106
本文轉載自網絡,如有侵權,請聯絡刪除:  (同濟大學材料學院高分子系,上海22)具有致密表皮且有間斷發泡芯層的材料稱為構造發泡材料,這種材料比未發泡的同類材料可進步3倍左右的剛度和強度。構造發泡材料的加工辦法很多,以注塑為多。適應于構造發泡注塑加工的塑料品種不少,聚丙烯(PP)是其中的一種。構造發泡產品的品種也很多,注塑發泡平板是應用較廣的一種。筆者現主要探討注塑構造發泡PP板材的工藝影響因素。

  1實驗部分1.1主要原料發泡劑:偶氮二甲酰胺,上海化輕公司;色母粒:上海塑料二十一廠。

  1.2設施司;普通鋼制平板注塑模:自制。

  1.3板材制備100份、發泡劑0.5份、色母粒0.3份經計量攪拌平均后加人注塑機料筒,停止混合塑化,使發泡劑平均擴散到熔體中。在150*下發泡劑分解釋放出氣體滲人到PP熔體內。PP與氣體的混合物被注塑噴嘴封閉在料筒的前端并堅持較大的內壓。注塑時,在注塑壓力下熔體充人模腔,氣體立刻膨脹并把物料迅速推向模壁。而后熔料經噴嘴注塑,冷卻后就得到外表結皮狀的低泡PP板材。板材尺寸為200mmx100mmx10mm2泡孔形成機理鉆研構造發泡注塑中氣泡增長過程是很有價值的,它受兩種不同機理的控制。一是物料從澆口進人模腔時因外部壓力而忽然下降使氣泡增長;二是由于氣體擴散使氣泡增長。各種工藝因素會影>響這兩種機理的作用并制約氣泡的大小與散布。因b種因素致使模腔中的氣泡增長大小不…,小氣泡有可能擴散到人氣泡中去,同時模腔中有溫度梯度,物料在充模與冷卻過程中扭轉了原有的粘彈性,模壁與中間的物料有不同的熱環境,這就形成了外表結皮、內部疏松的共同構造。

  3工芝參數對構造發泡的影響注射工夫及注射速率注射工夫是影響泡孔大小與散布平均性的重要參數,較高的注射速率能保障模腔內的物料全副發泡。注射工夫過長還會形成沿模腔外表活動的熔體過早冷卻,增加后續熔料的活動阻力。如靠增加注塑壓力來抑制阻力則須加大能耗。進步注射速率的另一宗旨是適應構造發泡制品的表觀要求。注射速率過高也會招致熔體與模壁間強烈剪切,使含有氣泡的熔體沿模壁滑動時,形成外表粗糙。依據以上兩點,取注射工夫為5s.試驗發現,使用較高的注塑壓力制得的泡孔較小且很平均。因為當注塑壓力較高時,帶有應力的熔體流經通道時會生成較多的泡孔,含泡物料在模腔內膨脹。注塑壓力小則生成的泡大,且散布不平均。當然注塑壓力高時充模工夫也短,且泡孔小而平均。對高粘度的物料這種情況尤為明顯。依據以上兩點,取注塑壓力為80MPa.料筒溫度對氣泡也有很大影響,料筒溫度低氣泡少c試驗發現,當溫度小于180*時,已不再有噴射,此時物料粘度已變遷。低溫下熔體分開澆口時膨脹大。當構造發泡PP噴射時,射流末端碰到模壁前,氣體膨脹使一部分熔體成為輻射狀活動。當其它條件不變時,熔體溫度對氣泡形成作用極大。熔體溫度低會使應力松弛較慢,使氣體漸漸釋放。另外,料筒溫度較低時粘度較高,氣體擴散放慢。熔料溫度是控制氣泡的-個重要工藝參數。本實驗取料筒溫度為2401:。

  其它工藝條件不變,變遷模具溫度也可扭轉PP構造發泡情況,尤其對泡孔的數量有很大影響。氣泡在較冷的模腔中其中心形成的泡孔較多,越湊近外壁氣泡越少。因為熔體和較冷的模壁接觸后粘度迅速增大,這就抑制了氣泡的形成,在遠離模壁的中心部位沒有這種妨礙,就容易生成氣泡。試驗還發現,模具溫度還直接影響泡孔的尺寸和散布情況。

  因此,實際消費時可利用模具溫度來控制泡孔大小和散布,甚至可在同一制品的不同部位借助這種辦法實現部分控制,從而得到不同的密度。構造發泡用模具溫度不宜過高,取70丈為宜。

  注塑過程中,當PP熔體充斥模腔后,即進人了保壓階段。此時熔體中的氣泡會由于壓力過高而癟塌,注塑壓力與保壓工夫有直接關系。假如保壓工夫過長、壓力過高,模腔中就會消去很多氣泡,這樣就需補射,反而會產生更多的癟泡。提篼壓力或延長保壓工夫也會使癟泡的直徑縮小,且保壓工夫長可減小制品收縮率。取保壓工夫為10s為好。

  由于構造發泡制品的外層是密度較篼的結皮層,芯部是泡孔層,當外層得到較快的冷卻結皮時,發泡壓力仍在中部位起著作用,使制品繼續膨脹。

  因此,壁越厚冷卻周期應越長。取冷卻工夫為8s. 4結論注塑工藝參數直接或間接地或互相作用地影響著泡孔的形狀與構造,應進一步尋找理想的易控的且能使制品性能更優越和外觀更漂亮的參數條件,使構造發泡制品工藝更合理、產品更完滿。

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