聚氨酯反应注射成型固化过程数值模拟

摘要

依据反应动力学和能量守恒方程的基本理论,对聚氨酯反应注射成型的固化过程进行了合理的假设和必要的简化,建立了体系反应程度和温度的数学模型.采用显示有限差分法并结合数学软件Matlab对固化过程进行了动态模拟.结果表明:固化初始的20 s内交联反应剧烈,体系迅速升至最高温度,交联度达到80%所需时间与经验值一致,约为17 s.同时为优化反应注射成型工艺因素,探讨了催化剂浓度、原料初始温度和模具温度等对体系的影响.结果表明:催化剂浓度增加,使体系固化周期缩短,制品内部交联度的变化减小,但延长了制品处于高温部分的时间;模具温度主要影响制品壁面附近的反应,而物料初始温度则能影响到体系的最高温度,尤其是在低模温情况下更加明显.