分子结构与异相成核剂对PA6微孔注塑发泡性能和发泡制品力学性能的影响
发布时间：2021-06-17 20:28
本文采用MuCell（?）超临界N2辅助微孔注塑发泡工艺,在线型聚己内酰胺（L-PA6）进行长链支化改性的过程中加入几种不同的成核剂,制备出泡孔密度高、泡孔平均直径小、泡孔孔径分布均匀的L-PA6与长链支化（LCB-）PA6注塑发泡制品,并分析泡孔形貌与成核剂对PA6力学性能的影响。研究表明,LCB-PA6相比于L-PA6具有更高的复数粘度与更明显的剪切变稀现象,同时还具有更低的结晶温度,且长链支化分子结构在高降温速率下可以在提高结晶速率和结晶度的同时细化晶粒。随着注塑温度的升高,PA6发泡样条的泡孔密度下降,泡孔平均直径增大,LCB-PA6在各工艺条件下的泡孔密度都比L-PA6高,但在260℃时LCB-PA6由于均相体系内scN2的溶解量过低而无法发泡。此外,高scN2含量体系在低温区时有利于形成更致密的泡孔形貌,而在高温区则倾向于形成更大的泡孔尺寸。同时研究还表明,成核剂在聚合物基体中可以提高聚合物的熔体强度并提供大量的成核位点,在发泡过程中促进异相成核,加快成核速率,同时在结晶过程中可诱导和加快晶核的形成,使结晶温度升高,从而使得泡孔密度升高、泡孔尺寸减小和泡孔孔径分布变窄。其中...
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１超临界流体对聚合物熔体粘度的影响％??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ?ｆｌｕｉｄ?ｏｎ?ｐｏｌｙｍｅｒ?ｍｅｌｔ?ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ１１６】??
华东理工大学硕士学位论文?第５页??１２????＆?０?Ｐｂｔｓｉｉａ?Ｍｅｋ??ｉ?〇－８?；?■＿??ｉ＞０．６?；?｜＾ｊ?？ＭｃＨ?ｗｉｌｈ?Ｎｉｔｒｏｇｅｎ??口?Ｍｅｌｔ?ｗｉｔｈ?Ｃａｒｂｏｎ?ｌ＞ｋ）ｘｉｄｃ??ｉ?０．２?＿：??〇?Ｕ?＿Ｌｍ—１．Ｊ??ＰＢＴ?ＰＡ??ＭａｔｅｎａＪ?Ｔｙｐｅ??图２．１超临界流体对聚合物熔体粘度的影响％??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ?ｆｌｕｉｄ?ｏｎ?ｐｏｌｙｍｅｒ?ｍｅｌｔ?ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ１１６】??２．１．３．２注塑成型周期减少??＼＼＾【１７］等人的研究表明，相比于传统注塑成型工艺，微孔注塑发泡工艺可有效缩短材??料的成型周期，并将原因归结为以下几点：首先在微孔注塑发泡工艺中，泡孔内气体的??气压可为成型提供持续压力，省去了保压阶段，缩短了成型周期；其次，微孔注塑发泡??工艺中的气体成核和泡孔生长都需要大量吸热，缩短了冷却阶段；最后，微孔注塑发泡??制品相比于传统注塑工艺制品更加轻质化，所需冷却的熔体质量更少，从而减少了冷却??时间。??注射开始?保压?冷却??——卜—??保压冷却??２？１｜???保压过《缩?冷却时间埔短??短或者消除??图２．２超临界流体对工艺周期的影响??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ?ｆｌｕｉｄ?ｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｃｙｃｌｅ１＇８１??２．１．３．３注塑件重量降低??Ｌｉ【１９］等人研究了不同材料的注塑制品的厚度与减重程度的关系，如表２．１所示。研??宄发现，产品的减重比与流长Ｚ和制品厚度ｔ的比值有关。通常
５??ＰＥＴ?５?３０??ＴＰＥ?１．５?２０??ＰＰ?（Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ?３０％?ｔａｌｃ）?２．１?２５??ＨＤＰＥ?５?６０??ＰＣ／ＡＢＳ?２．１?２３??ＰＡ?１．２?９??ＰＡ?（Ｗｉｔｈ?４０％?ｆｉｌｌｅｒ）?２?１５??ＰＣ?７．２?４５??韻?＊?????３ａ?－?＼??ｉ?＼??ｉａ＇?＼?＼??＾?—???－ｒ?１?＾?＇?，?５Ｂ?＂＇?＂?＇?ａａａ??Ｆｌｏｗ?ｌ＾ｇｌｈ?ｒ＾ｉｉｏ??图２．３重量降低与流动比的关系曲线Ｍ??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｗｅｉｇｈｔ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｆｌｏｗ?ｒａｔｉｏ［１９］??２．１．３．４注塑件力学性能下降??注塑发泡产品中微孔的存在会改变产品的力学性能。丫丨１１［２（）］等人研宄了含有３０％ＧＦ??的ＰＢＴ在未发泡和不同减重比例下的拉伸力学性能、弯曲力学性能和冲击力学性能，??发现随着注塑产品的减重比升高，产品的拉伸力学性能与冲击力学性能显著下降，同时??产品的弯曲力学性能则变化较校此外，添加填充物可有效提高注塑发泡产品的冲击力??学性能〖２１’２２］。??２．１．４注塑发泡制品缺陷分析??微孔注塑发泡制品除了会表现出与传统注塑成型制品相同的翘曲和收缩等外观缺??陷外，还会表现出气相分离、表面气泡、银纹和后吹破等缺陷［１８别。??（１）气相分离：是指产品内部气相分离致使形成中空结构，导致表面发生内陷变??形。气相分离形成的主要原因是聚合物熔体与超临界流体未能形成良好的均相体系，致??使熔体中溶解的超临界流体在泡孔成核阶段过早逸出至己存
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚氨酯/石墨烯复合纤维的制备及其发泡性能研究[J]. 翁成龙,陈杨,宋林,钟明强,杨晋涛. 合成纤维工业. 2019(01)
[2]化学发泡注塑工艺对PA6/GF微发泡材料结构与力学性能的影响[J]. 王滨,蒋顶军. 工程塑料应用. 2018(09)
[3]环氧型扩链剂ADR改性PBT/PA6共混体系及其性能研究[J]. 张遥,顾杰,王燕萍. 合成技术及应用. 2017(03)
[4]ADR对PLA/PE-g-MA共混体系结构与性能影响[J]. 刘映婷,唐宇航,夏浙安,陈建定. 塑料科技. 2016(04)
[5]ADR扩链对PLA/PC共混物结构与性能的影响[J]. 程伟鹏,张伟阳,张俊超,陆冲,程树军. 塑料工业. 2015(03)
[6]PA6/PBT/PP-g-MAH共混体系性能研究[J]. 吴馨,叶正涛. 胶体与聚合物. 2014(02)
[7]基于非连续超临界N2注气系统的聚丙烯发泡注塑工艺参数[J]. 夏青,信春玲,赖进枝,闫宝瑞,何亚东,李庆春. 塑料. 2012(03)
[8]PP/Talc/MA-SEBS复合材料的力学性能研究[J]. 谢晓春. 化学与生物工程. 2011(05)
[9]泡沫塑料发泡剂的现状及展望[J]. 陈浩,赵景左,刘娟,管蓉. 塑料科技. 2009(02)
[10]Joncryl增容PLA/PBAT共混体系结构及性能研究[J]. 赵正达,刘涛,顾书英. 材料导报. 2008(S2)
博士论文
[1]微细发泡注塑成型工艺的关键技术研究[D]. 胡广洪.上海交通大学 2009
[2]动态条件对微孔塑料用超临界CO2发泡成核的影响[D]. 牟文杰.华南理工大学 2003
硕士论文
[1]长链支化聚丙烯的制备及性能研究[D]. 杨乐.贵州大学 2015
[2]ADR4370S扩链改性PBT及其复合材料的性能研究[D]. 王小君.福建师范大学 2015
本文编号：3235868
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１超临界流体对聚合物熔体粘度的影响％??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ?ｆｌｕｉｄ?ｏｎ?ｐｏｌｙｍｅｒ?ｍｅｌｔ?ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ１１６】??
华东理工大学硕士学位论文?第５页??１２????＆?０?Ｐｂｔｓｉｉａ?Ｍｅｋ??ｉ?〇－８?；?■＿??ｉ＞０．６?；?｜＾ｊ?？ＭｃＨ?ｗｉｌｈ?Ｎｉｔｒｏｇｅｎ??口?Ｍｅｌｔ?ｗｉｔｈ?Ｃａｒｂｏｎ?ｌ＞ｋ）ｘｉｄｃ??ｉ?０．２?＿：??〇?Ｕ?＿Ｌｍ—１．Ｊ??ＰＢＴ?ＰＡ??ＭａｔｅｎａＪ?Ｔｙｐｅ??图２．１超临界流体对聚合物熔体粘度的影响％??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ?ｆｌｕｉｄ?ｏｎ?ｐｏｌｙｍｅｒ?ｍｅｌｔ?ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ１１６】??２．１．３．２注塑成型周期减少??＼＼＾【１７］等人的研究表明，相比于传统注塑成型工艺，微孔注塑发泡工艺可有效缩短材??料的成型周期，并将原因归结为以下几点：首先在微孔注塑发泡工艺中，泡孔内气体的??气压可为成型提供持续压力，省去了保压阶段，缩短了成型周期；其次，微孔注塑发泡??工艺中的气体成核和泡孔生长都需要大量吸热，缩短了冷却阶段；最后，微孔注塑发泡??制品相比于传统注塑工艺制品更加轻质化，所需冷却的熔体质量更少，从而减少了冷却??时间。??注射开始?保压?冷却??——卜—??保压冷却??２？１｜???保压过《缩?冷却时间埔短??短或者消除??图２．２超临界流体对工艺周期的影响??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ?ｆｌｕｉｄ?ｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｃｙｃｌｅ１＇８１??２．１．３．３注塑件重量降低??Ｌｉ【１９］等人研究了不同材料的注塑制品的厚度与减重程度的关系，如表２．１所示。研??宄发现，产品的减重比与流长Ｚ和制品厚度ｔ的比值有关。通常
５??ＰＥＴ?５?３０??ＴＰＥ?１．５?２０??ＰＰ?（Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ?３０％?ｔａｌｃ）?２．１?２５??ＨＤＰＥ?５?６０??ＰＣ／ＡＢＳ?２．１?２３??ＰＡ?１．２?９??ＰＡ?（Ｗｉｔｈ?４０％?ｆｉｌｌｅｒ）?２?１５??ＰＣ?７．２?４５??韻?＊?????３ａ?－?＼??ｉ?＼??ｉａ＇?＼?＼??＾?—???－ｒ?１?＾?＇?，?５Ｂ?＂＇?＂?＇?ａａａ??Ｆｌｏｗ?ｌ＾ｇｌｈ?ｒ＾ｉｉｏ??图２．３重量降低与流动比的关系曲线Ｍ??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｗｅｉｇｈｔ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｆｌｏｗ?ｒａｔｉｏ［１９］??２．１．３．４注塑件力学性能下降??注塑发泡产品中微孔的存在会改变产品的力学性能。丫丨１１［２（）］等人研宄了含有３０％ＧＦ??的ＰＢＴ在未发泡和不同减重比例下的拉伸力学性能、弯曲力学性能和冲击力学性能，??发现随着注塑产品的减重比升高，产品的拉伸力学性能与冲击力学性能显著下降，同时??产品的弯曲力学性能则变化较校此外，添加填充物可有效提高注塑发泡产品的冲击力??学性能〖２１’２２］。??２．１．４注塑发泡制品缺陷分析??微孔注塑发泡制品除了会表现出与传统注塑成型制品相同的翘曲和收缩等外观缺??陷外，还会表现出气相分离、表面气泡、银纹和后吹破等缺陷［１８别。??（１）气相分离：是指产品内部气相分离致使形成中空结构，导致表面发生内陷变??形。气相分离形成的主要原因是聚合物熔体与超临界流体未能形成良好的均相体系，致??使熔体中溶解的超临界流体在泡孔成核阶段过早逸出至己存
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚氨酯/石墨烯复合纤维的制备及其发泡性能研究[J]. 翁成龙,陈杨,宋林,钟明强,杨晋涛. 合成纤维工业. 2019(01)
[2]化学发泡注塑工艺对PA6/GF微发泡材料结构与力学性能的影响[J]. 王滨,蒋顶军. 工程塑料应用. 2018(09)
[3]环氧型扩链剂ADR改性PBT/PA6共混体系及其性能研究[J]. 张遥,顾杰,王燕萍. 合成技术及应用. 2017(03)
[4]ADR对PLA/PE-g-MA共混体系结构与性能影响[J]. 刘映婷,唐宇航,夏浙安,陈建定. 塑料科技. 2016(04)
[5]ADR扩链对PLA/PC共混物结构与性能的影响[J]. 程伟鹏,张伟阳,张俊超,陆冲,程树军. 塑料工业. 2015(03)
[6]PA6/PBT/PP-g-MAH共混体系性能研究[J]. 吴馨,叶正涛. 胶体与聚合物. 2014(02)
[7]基于非连续超临界N2注气系统的聚丙烯发泡注塑工艺参数[J]. 夏青,信春玲,赖进枝,闫宝瑞,何亚东,李庆春. 塑料. 2012(03)
[8]PP/Talc/MA-SEBS复合材料的力学性能研究[J]. 谢晓春. 化学与生物工程. 2011(05)
[9]泡沫塑料发泡剂的现状及展望[J]. 陈浩,赵景左,刘娟,管蓉. 塑料科技. 2009(02)
[10]Joncryl增容PLA/PBAT共混体系结构及性能研究[J]. 赵正达,刘涛,顾书英. 材料导报. 2008(S2)
博士论文
[1]微细发泡注塑成型工艺的关键技术研究[D]. 胡广洪.上海交通大学 2009
[2]动态条件对微孔塑料用超临界CO2发泡成核的影响[D]. 牟文杰.华南理工大学 2003
硕士论文
[1]长链支化聚丙烯的制备及性能研究[D]. 杨乐.贵州大学 2015
[2]ADR4370S扩链改性PBT及其复合材料的性能研究[D]. 王小君.福建师范大学 2015
本文编号：3235868
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3235868.html
最近更新
教材专著
