欠注注塑聚丙烯微发泡材料发泡行为调控

摘要

微孔聚合物材料及制品可以满足某些特殊的需要，并降低生产成本，具有非常重要的意义。微孔聚合物材料及制品成型方法主要有模压、挤出、注塑成型方法，其中注塑成型法成型周期短，可以其实现外形复杂、尺寸精准的发泡制品，容易实现生产自动化，是近年来研究的热点和难点。目前通用的释压成型方式需要瞬时改变模具型腔的体积实现压力释放，导致体积增量难以控制，设备操作复杂不便，同时模具的制备成本较高。本文采用欠注成型方式，其操作方法简单易行，装置设备简单，克服了释压发泡中体积较难控制的问题，对于结构复杂的发泡制品更能体现其优势，进一步实现了微发泡材料注塑成型的实际生产应用。
　　虽然欠注法实现了操作简单的注塑发泡，但其泡孔的质量较释压法差，泡孔形态也不规则，根本上是由于其发泡环境的特殊性。为了获得发泡质量较好的欠注成型注塑件，本文选取聚丙烯材料做基体，研究了欠注成型方式发泡过程中的发泡环境、工艺条件以及不同形状及尺寸对其发泡行为的影响，通过对不同尺寸发泡试样泡孔形态进行观察表征，论文研究取得了以下主要成果：
　　1.相同工艺条件下利用释压法和欠注法制备发泡试样，发现欠注发泡质量较释压法差，是因为其发泡环境与释压法不同。欠注成型方式发泡有以下特点：树脂及泡孔在射胶充模过程中迁移距离较大，相对释压法的瞬时发泡是一个较为缓慢的过程，而且树脂在迁移过程中受模具型腔摩擦阻碍严重，泡孔长大中出现变形现象，同时因迁移距离长导致同一试样中不同部位发泡行为不同。
　　2.工艺条件的改变可以改善欠注发泡中泡孔的变形及恶化。本文针对拉伸试样，通过对欠注注塑工艺条件中充模速度、熔体温度、模具温度以及树脂填充量的研究，发现这些因素对泡孔质量有很大影响，并可以改善泡孔的形态及泡孔的恶化。
　　3.大尺寸板状发泡试样相对小尺寸的发泡行为具有相同规律，泡孔长程迁移后泡孔质量会发生恶化。在相同的减重条件下，对于不同厚度板状发泡试样，厚度越厚发泡质量越好。
　　4.实际注塑件形状比较复杂，迁移距离对发泡质量的影响与小尺寸和大尺寸形状简单的板材具有相同的规律，通过工艺优化可以实现欠注条件下形状复杂的注塑产品的发泡质量在泡孔尺寸均在50um以下，但由于其形状以及流道复杂，泡孔仍会出现变形的情况。

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第一章 绪论

1.1课题来源

1.2微孔发泡材料概述及应用范围

1.3微孔发泡材料成型方式研究进展

1.4微孔发泡材料注塑成型方式研究进展

1.5研究目标及意义

1.6研究内容

第二章 实验部分

2.1实验原料与实验设备

2.2样品制备

2.3测试与表征

第三章 欠注注塑成型方式发泡过程分析

3.1前言

3.2欠注成型工艺下模具型腔中树脂和泡孔的迁移

3.3欠注成型工艺下压力降过程中泡孔受力分析

3.4欠注成型工艺下模具型腔摩擦力对树脂迁移的影响

3.5本章小结

第四章 注塑工艺条件对欠注发泡行为的影响

4.1前言

4.2充模速度对欠注发泡行为的影响

4.3温度对欠注发泡行为的影响

4.4树脂填充量对欠注发泡行为的影响

4.5本章小节

第五章 尺寸效应对欠注发泡行为的影响

5.1前言

5.2大尺寸的板状试样发泡行为分析

5.3形状复杂的发泡注塑件欠注发泡行为分析

5.4本章小节

第六章 全文总结

参考文献

致谢

附录