玻纤及回收料含量对增强聚碳酸酯流变与性能研究

发布时间：2020-06-09 16:40

【摘要】：玻璃纤维含量对增强聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)复合材料的力学及流变性能有着至关重要的影响,通常玻璃纤维的加入将导致材料流动性下降,流动性变差,对于一些具有一定性能要求的微结构塑件,如何选择合适玻璃纤维含量的复合材料进行加工显得至关重要。此外,加工过程中往往会产生大量回收料,回收料可以适当的加入到原料中进行再加工,合理利用回收料将对生产成本和环境有着积极的影响。然而回收料的加入必然会导致材料的性能发生变化。因此希望通过相关实验得出回收料含量对复合材料流变性及力学性能的一般规律。本文以玻纤增强PC为研究材料,通过注塑成型制得不同玻纤含量复合材料试样,分别对试样进行拉伸实验,同时研究玻纤含量对复合材料流变性能的影响规律。基于以上研究结果,再进行微结构塑件成型实验制得一种LED高帽檐面罩。最后研究回收料含量对复合材料抗拉强度及流变性能的影响,以期找到合适的回收料添加量减小生产成本,提高材料利用率。研究结果表明:复合材料的拉伸强度和弯曲强度均随着玻纤含量的增大而增大,对比5%和20%玻纤含量的复合材料,增大幅度分别为62%和33%。同时玻纤的加入将使复合材料的黏度增大,并且表观黏度随着剪切应力的增大而减小,在剪切应力接近8000Pa时表观黏度急剧下降,最终趋于稳定。对于玻纤增强PC制得的微结构塑件,微通道的宽度随玻纤含量增大而减小。对于纯PC材料,在1-2Hzd低频区内的储能模量对频率的依赖性较强,即在此频率范围内,储能模量的增速最快。在3-10Hz频率范围内,储能模量随频率基本呈现线性增长。损耗模量则是随着频率的增大,曲线表现出先增大再小幅下降,然后一直增大的趋势。回收料的加入会导致材料储能模量的频率依赖性降低,对损耗模量的频率依赖性有决定性影响。但是对于添加了回收料的材料,回收料含量对损耗模量的影响并不明显。对于出PC和玻纤含量为15%的复合材料,在1-2Hz低频区内,黏度随着频率的增大而增大,2-10Hz频率范围内,黏度随频率增大而减小。同时回收料含量对复合材料的力学阻尼因子有重要影响。另一方面,材料的抗拉强度随着回收料含量的增大呈现出先减小后增大的趋势,转折点出现在回收料含量为75%左右。对于LED高帽檐微结构塑件,研究结果表明加入25%左右的回收料,在满足性能要求的同时,也表现出良好的流动性,产品的成品率较高。
【图文】：

断口形貌,强制对流,烘箱,玻纤

观测断口形貌。另一方面，通过对不同玻纤含量试，探究剪切应力和剪切速率对复合材料粘度收料含量的原料进行流变性能测试，研究储能之间的影响规律。同时通过注塑成型实验得到状试样，并且进行拉伸实验测试其抗拉强度，得能的影响规律。结合流变实验和力学性能实验产过程可以适当添加回收料。实验是基于一定的工程应用背景，因此材料来源于玻纤含量分别 5%、10%、15%、20%的玻纤湾奇美实业股份有限公司。用图 2-1 所示烘箱℃条件下烘干 2 小时，烘箱型号尺寸为 250*4备有限公司。

双螺杆,注塑机

将粒状或粉末状塑料加入到筒体中，通过螺杆和筒体外壁的旋，然后夹紧机器并使注射座向前移动。使喷嘴贴紧模具的浇口道，通入压力油，向前推动螺杆，以非常高的压力和更快的速度将熔体模具中，经过一段时间和压力维持（也称保压），冷却后，通过固以通过模具打开来打开产品（保持压力的目的是防止熔融材料在腔将材料补充到腔体中）。并确保产品具有一定的密度和尺寸公差的基本要求是塑化，注塑和成型。塑化是实现和保证模塑产品质量了满足模塑要求，，注塑必须确保足够的压力和速度。铃状样条注塑成型可分为三个阶段：注射阶段、保压阶段、冷却阶射阶段四段熔体温度分别设置为 250℃、260℃、260℃、270℃，最 70MPa,最大注射速度为 75mm/s,保压阶段压力为 70MPa,保压时间完成 5s 后用顶杆顶出样条。为了避免料筒内可能存在的残余杂质的注塑实验得到的样条不予采用。不同玻纤含量及回收料含量的参数。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB332;TQ323.41

【参考文献】