注塑加工中热塑性塑料老化特性和结晶行为的研究

摘要

本文通过改变注射成型参数(包括料筒温度、喷嘴温度、模具温度、螺杆转速、注射速率、背压、保压压力、保压时间、冷却时间、注射周期等)，系统考察了它们对PA66、PP和PBT材料在加工过程中的老化程度、结晶形态及制件力学性能的影响。而且创新性地采用惰性注射环境，在注射过程的全程或部分阶段使用氩气氛围，以降低熔融物料周围氧气的浓度，从而考察惰性注射环境对热塑性塑料老化的影响。对各种不同的试样进行了人工加速老化试验；另外，还考察了制件尺寸对老化和结晶的影响。采用偏光显微镜、粘数测定、DSC及拉伸试验等方法，研究了试样微观形态和分子量的变化，及考察了其物理机械性能的改变情况。 对注射工艺的研究结果表明：加工温度对老化的影响最为显著，随着加工温度的提高，高分子链发生断链降解的程度急剧上升，制件变脆变劣；而滞留时间也较大程度地影响制品的老化，特别是在高熔体温度下；制件尺寸越小，对注射条件越敏感，老化程度也越高。 对惰性环境的研究结果显示：惰性注射环境可以降低分子降解程度，提高制件的断裂伸长率和屈服强度，而且还可以提高PA66加速老化后的粘数。不同阶段使用氩气的结果显示：在惰性气体下干燥原材料是一个可行、方便而又相对有效的降低塑料老化的方法。 加速老化实验结果表明：老化箱中的加速老化既可改变试样分子的物理结构又可改变其化学结构，从而改变粘数值；使制品变脆，机械性能严重下降；由于交联和断链并存，老化后PA66的粘数上升，而PP和PBT的粘数下降。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1塑料的老化

1.1.1老化现象

1.1.2影响老化的因素

1.1.3热氧老化及机理

1.2注射成型技术及其进展

1.3注射成型工艺对制品性能的影响

1.3.1温度

1.3.2压力

1.3.3成型周期(时间、速度)

1.3.4注射成型环境

1.4注射成型过程中的老化

2前言

3实验部分

1.1原料

1.2主要实验设备

1.3试样制备

1.4加速老化实验

1.5测试方法

4结果与讨论

4.1塑化段注射参数对材料性能及老化的影响

4.1.1熔体温度的影响

4.1.2螺杆转速的影响

4.1.3背压的影响

4.1.4注射周期的影响

4.2成型段参数对材料性能及老化的影响

4.2.1模具温度的影响

4.2.2注射速率的影响

4.2.3保压压力的影响

4.2.4保压时间的影响

4.3注射试样尺寸对材料性能及老化的影响

4.3.1试样尺寸对结晶形态的影响

4.3.2试样尺寸对结晶度和熔点的影响

4.3.3试样尺寸对拉伸性能的影响

4.3.4试样尺寸对粘数的影响

4.3.5试样尺寸对耐老化性能的影响

4.4惰性注射环境对材料性能及老化的影响

4.4.1惰性注射环境对结晶形态的影响

4.4.2惰性注射环境对结晶度和熔点的影响

4.4.3惰性注射环境对拉伸性能的影响

4.4.3惰性注射环境对粘数的影响

4.4.5惰性注射环境对加速老化的影响

5结论

5.1注射成型参数对材料性能和老化的影响

5.2制件尺寸对材料性能和老化的影响

5.3惰性注射环境对材料性能和老化的影响

5.4人工加速老化对材料性能及微观形态的影响

5.5注射过程的优化

6参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢