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微注塑成型中熔体粘度对充模流动影响的实验研究

吴煜  
【摘要】: 由于微注塑成型中的模具型腔和流道尺寸微小,成型过程中的尺度效应,使高聚物熔体表现出许多不同于宏观注塑成型的流变现象,进而影响微型塑件的成型质量。因此,近年来成为微注塑成型的研究热点之一。 本文在对微注塑成形流动理论及研究现状深入分析的基础上,基于高聚物流变学理论,针对微注塑成型中熔体粘度对充模流动的影响,采用POLYFLOW软件和双料筒毛细管流变仪,分别对PS、HDPE、PP三种高聚物材料,在不同工艺参数作用下,流经长径比不同且当量直径分别为Φ350μm(截面320×300μm)、Φ500μm(截面500×400μm)和Φ1000μm(截面1000×785μm)的矩形口模与直径分别为Φ350μm、Φ500μm和Φ1000μm的圆形口模时的粘度特性,进行了数值模拟和实验测量。对比数值模拟和流变实验结果发现,三种高聚物熔体的粘度均随着剪切速率的增加和熔体温度的升高而逐渐减小;其中PS熔体的粘度变化最大,而HDPE熔体的粘度变化最小;但在同一温度下,三种高聚物熔体的粘度均随微尺度口模截面尺寸的减小而减小;但在当量直径相同条件下,流经矩形截面口模的熔体粘度大于圆形口模;同时在相同熔体温度下,三种高聚物熔体的非牛顿指数均随着剪切速率提高而减小;其中PS熔体的非牛顿指数最小,HDPE最大。 同时将当量直径和直径均为350μm,但长径比不同的矩形和圆形截面口模,在不同温度和剪切速率条件下,实验测得的三种材料的熔体粘度,与两种不同的微尺度粘度模型计算的理论值对比发现,考虑微通道长径比的影响所建立的微尺度粘度模型的计算结果与实验测量值之间的误差最小。


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