结晶型聚合物微注射成型性能研究

摘要

随着微机电系统(MEMS)技术发展日趋成熟，制造微小零件的技术也日益受到重视。由于未来微小产品市场的无限商机和潜力，具有大量经济生产优势的微注射成型加工技术也将受到产业界的不断关注。作者以高密度聚乙烯(HDPE)为例，在研究结晶特性的基础上，从结晶度的角度来考虑微注射成型工艺参数的优化，为更好地发挥材料成型优势提供了一种新的思路。 采用含有热源的各向同性物体的热传导处理方法建立了微注射成型冷却阶段传热过程的数学模型，采用热焓法处理相变中的结晶潜热问题，应用通用有限元软件数值模拟微注射成型冷却过程模内温度场的分布。仿真结果表明模具温度对成型过程的影响较大，熔体温度的影响相对而言较小。 在HDPE结晶特性研究中，利用差示扫描量热仪DSC进行静态非等温结晶动力学实验。首次利用Eopoxobeku方法对HDPE非等温结晶动力学参数进行解析，发现HDPE结晶初期降温速率对晶体成核和生长机理的影响比较大，而结晶后期晶体成核和生长机理受降温速率的影响较小，这是一种切实可行的描述HDPE非等温结晶动力学的方法。 首次通过布拉本德加工性能实验仪模拟微注射成型过程，再结合差示扫插量热仪进行HDPE剪切场下的非等温结晶动力学实验。实验结果表明在同样的热历史影响下，HDPE熔体在剪切等外力场作用下会加快结晶。 结合生产实际，选取MEMS系统中应用最为广泛的微光学制品和微传动装置进行成型分析，由于其性能要求的差异，成型工艺也相差甚远。将温度场数值仿真结果与HDPE结晶特性实验结果相结合，-探讨了微注射成型试件熔体温度、模具温度、注射压力以及注射速度工艺参数的优化。这种优化思想将材料成型性能与工艺参数相结合，可以更好地发挥材料的性能优势，扩大HDPE的应用领域。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章考虑结晶潜热的微注射成型模内温度场数值模拟

第三章静态非等温结晶动力学实验

第四章剪切条件下非等温结晶动力学实验

第五章微注射成型制品的成型分析

第六章全文总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果