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塑料加工工艺—振动充模

更新时间:2011-11-27 08:00:00

     四川大学的申开智等人设计的中低频振动注塑装置分为剪切—压力振动注塑成型装置和压力振动注塑成型装置两种,剪切—压力振动注塑装置。它由挤出机供料,并由螺杆将塑化好的熔体送入储料筒,由振动机构带动振动头进行振动,从而实现储料筒中熔体的剪切和压力振动。振动后,打开料口,熔体在不断振动中在注射活塞的推动下对型腔进行填充,研究聚合物的流变性能时发现,HDPE、PS和ABS的表观黏度分别比未振动时的黏度下降53.2%、60.3%和26.4%。对PP和HDPE振动成型制品进行拉伸强度的测试表明,拉伸强度分别提高12%和12.5%。这样既改善了聚合物的加工流变性能又提高了制品的力学性能。

 

     上述剪切—压力振动注塑成型装置的振动主要施加在料筒内,对聚合物流变性能影响较大,对形态和力学性能影响不是很大。为了加强振动效果,北京塑料制品厂又设计了压力振动注塑成型实验装置,研究了振动注塑成型工艺条件与制品力学性能和微观形态之间的关系。

 

     对HDPE振动注塑试样力学性能和微观形态进行分析,SEM实验结果显示,振动注射制品芯层的形态由常规注射的球晶转变为垂直于振动波传递方向排列的片晶结构,在剪切层中同时存在串晶或柱状堆砌的片晶结构。频率(0<f<2.33Hz)的提高使晶粒细化,剪切层中的结晶度由常规注射时的59.77%增加到振动注射时的67.67%,芯层的结晶度提高达13.65%;当基础注塑保压压力PB=39.5MPa时,振动压力幅度(0<PA<59.4MPa)的增加则能明显地提高片晶取向度,片晶厚度增加,提高了制品的拉伸强度,但部分制品的塑性丧失,断裂伸长率有一定程度的降低。利用压力振动注射成型实验装置,探讨了振动频率、振动压力对哑铃形注射试样屈服强度的影响,发现HDPE(5000S)和HDPE(DGDA6098)注塑件的屈服强度最大增幅分别为21.8%和21.9%。

 

     利用该压力振动注塑装置对聚丙烯进行振动注塑成型,对注塑试样进行的研究表明,由于振动对聚丙烯微观排列结构的影响,使聚丙烯同时实现了自增韧和自增强。随着振动频率的提高,屈服强度、断裂伸长率和冲击强度增加的最大幅度分别为13.6%、43.6%、20.2%。SEM测试显示,振动注塑可使芯层晶粒细化,强化剪切层球晶的取向;DSC测试表明,振动注塑成型有利于试样结晶度的提高,结晶度由常规注射成型的37.04%提高到48.53%,对拉伸强度的提高有贡献;WAXD分析说明,试样韧性的改善是由于生成了部分的β晶,少量的γ晶对拉伸强度的改善也有贡献。