等规聚丙烯微注塑制品形态结构与力学性能

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在微注塑成型过程中,聚合物熔体经历高温、高压和高剪切作用,其流动行为表现出许多不同于宏观注塑成型的流变现象,如壁面滑移、表面张力、粘度的尺寸依赖性。这些特殊的流变行为强烈影响聚合物iPP制品的结构形态,如皮芯结构、皮层厚度、取向度、结晶度、β晶体含量等,微注塑制品的形态结构又决定了其力学性能。因此研究微注塑成型的加工工艺、形态结构和力学性能之间的关系具有重要意义,本文主要工作及结论如下:1、工艺参数对微注塑制品形态结构的影响规律和影响度。基于六因素五水平的正交试验,研究熔体温度、模具温度、保压压力、注射速率、保压时间、冷却时间6个工艺参数对微注塑制品的皮层厚度、取向度、结晶度、β晶体含量等形态结构参数的影响,获得工艺参数对微注塑制品形态结构的影响规律和重要性,并探讨尺度效应对形态结构的影响。实验结果表明:工艺参数对各个形态结构指标的重要性和影响规律不同,对于1.0mm和0.5mm微注塑制品,注射速度是影响皮层厚度和取向度的最重要因素,随着注射速度的增加,皮层厚度和取向度都减小。不同尺度下工艺参数对形态结构的影响也不同,随着制品厚度减小,皮层厚度的百分比、取向度、β晶体含量都增加,而结晶度却减小。2、工艺参数对微注塑制品力学性能的影响规律和影响度。选取屈服应力、弹性模量、断裂伸长率作为力学性能考察的指标。研究工艺参数对微注塑制品力学性能的影响规律和重要性,并探讨尺度效应对力学性能的影响规律。实验结果表明:工艺参数对各个力学性能指标的重要性和影响规律不同。对于1.0mm、0.5mm和0.2mm微注塑制品,熔体温度是影响断裂伸长率的重要因素,随着熔体温度的升高,断裂伸长率增加。不同尺度下工艺参数对力学性能的影响也不同。随着制品厚度的减小,屈服应力和弹性模量增加,而断裂伸长率减小。3、微注塑制品形态结构与力学性能的影响关系。分析不同工艺条件下,微注塑制品形态结构参数(皮层厚度、取向度、结晶度、β晶体含量)与制品力学性能(屈服应力、弹性模量、断裂伸长率)的关系。实验结果表明:1.0mm微注塑制品的取向度与屈服应力具有相同的变化趋势,皮层厚度与断裂伸长率具有相同的变化趋势,而结晶度与断裂伸长率有相反的变化关系。对于0.5mm微注塑制品,皮层厚度和取向度都与屈服应力相同变化规律,β晶体含量与屈服应力成相反变化关系。
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