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PET复合体系体积脉动注射充模特性及其结构性能研究

吕少茵  
【摘要】:聚合物制品的结构和性能很大程度上取决于其加工过程。传统注塑成型以稳态剪切场为主导,而体积脉动注塑以振动剪切场为主导,即在注塑的全过程引入振动力场,通过振动力场影响聚合物的流变性能,改变聚集态结构,优化制品性能。目前振动成型聚烯烃及复合体系结构性能的研究已较为深入,而振动力场对应用广泛的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及其复合体系结构性能的影响尚未有报道,探明振动参数对PET复合体系结构性能的影响,有利于丰富和发展动态成型技术。本文在体积脉动注塑成型装置上,采用阿基米德螺旋线模具研究PET熔体的充模特性,发现振动力场的引入可以改善熔体流动性,增加充模长度,相比稳态注射,体积脉动注射低粘度PET充模长度最多增加8.9%,高粘度PET充模长度最多增加27.27%。采用体积脉动注塑成型以PET为基体的复合体系PET/HDPE,分别研究塑化振动和全过程振动参数对合金结构性能的影响。结果表明:无论塑化过程还是全过程引入振动力场,PET/HDPE合金的整体结晶度均较稳态注塑合金提高,分散相粒子分散更均匀,形变程度增大,芯层厚度减小,力学性能提升,拉伸强度最高提升5.73%,冲击强度最高提升44.37%。采用体积脉动注塑成型PET为分散相的HDPE/PET复合体系,发现振动力场可诱导剪切层中PET分散相取向成纤,随着振动强度的增大,PET纤维长径比增大,相比塑化振动注塑试样,全过程振动注塑试样中该现象更明显,且两相界面模糊化,尾端胀大现象消失。此外,制品的结晶度和力学性能都有所提升。此外,本文还研究了模温、相容剂、两相粘度比等因素对体积脉动注塑制品多层次结构的影响,发现:模温升高,试样凝固层厚度减小,分散相形变增大,剪切层范围增大;不添加相容剂时,试样层次较少,分散相尺寸较大,对振动力场尤其是塑化过程的振动响应较大;粘度比降低,试样层次减少,分散相形变程度增大,由片状或椭球状变为取向纤维状,对振动力场响应减弱。


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