可降解塑料二次开模微孔发泡注塑工艺优化研究

发布时间：2021-10-21 21:15

　　近年来,微孔发泡材料因具有较好的冲击性能、良好隔音性能等优异综合性能,在汽车工程轻量化技术和环保型家电等领域越来越受到关注。然而其工艺相对复杂性、产品稳定性、发泡倍率不足,产品表面质量等问题,制约了其进一步的广泛应用。二次开模微孔发泡注射技术是聚合物成型加工工程领域的研究热点,通过其制备发泡制品的发泡结构与性能与传统微孔发泡注射成型方法相比有明显改善,表现出巨大的应用前景和潜力。据此,本文主要采用模拟手段开展了微孔发泡注射成型工艺特别是二次开模微孔发泡注射成型的工艺研究,做了以下三个方面的研究工作。首先,以某家电厂商空调端盖制品为研究对象,通过设计正交实验,开展了关键注塑和发泡工艺参数对制品最大翘曲变形、体积收缩率和缩痕指数的模拟研究,得到了最优工艺组合。通过建立分析模型、网格划分等前期处理,选取模具温度、熔体温度、熔体流动速率、减重比、初始气体浓度等五个因素,建立了以最大翘曲变形量、顶出时的体积收缩率、缩痕指数为实验指标的正交实验方案。利用Minitab数据分析软件量化研究了各因素对上述指标的影响程度,进而得到了最优工艺组合。对比分析了常规注塑和注塑发泡制品最大翘曲变形、缩痕指数及体... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２微孔发泡过程示意图??Ｆｉｇ．?１＇２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｉｎｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒ?ｆｏａｍｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??

第一章绪论??汽车发动机装饰罩?汽车仪表盘??图１－３汽车发泡部件??Ｆｉｇ．?１－３?Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ?ｆｏａｍ?ｐａｒｔｓ??１．２微孔注塑发泡工艺研究现状??１．２．１常规注塑发泡工艺研宄进展??与静态条件下的批量发泡相比，微孔发泡注射成型条件下的泡孔形核更为??复杂，特别是半结晶聚合物；常规注塑发泡成型指的是在一定注射压力、熔体??温度等条件下，将熔体与超临界流体（Ｎ２或Ｃ０２）或者化学发泡剂在料筒中螺??杆的作用下混合均匀，然后注射到模具型腔内，气泡在型腔中逐渐形核及长??大，然后逐渐冷却得到的产品塑件的过程，其表面形貌往往由于注塑发泡工艺??设置不合理或者其他缘由而产生翘曲变形和缩痕等缺陷，尤其是薄壳注塑件；??除此之外，塑件泡孔结构及机械性能也均与微孔注射发泡的相关工艺参数设置??有关，比如：模具温度、熔体温度、超临界流体的浓度、发泡剂的含量等，这??些注塑发泡工艺参数对泡孔结构、机械性能、翘曲变形程度、缩痕、残余应力??大小的影响不同，因此，对于注塑发泡成型中相关工艺的研究尤为重要。??侯斌超［１２］通过模拟与实验结合的方法，探究相关工艺对ＨＥＰＳ发泡材料的??性能影响。利用Ａｕｔｏｄｅｓｋ?ｍｏｌｄｆｌｏｗ?ｓｙｎｅｒｇｙ?２０１６软件的注塑发泡成型模块，通??过设计正交试验及方差分析等方法，掌握影响泡孔结构的主要注塑发泡相关工??艺参数及规律；然后采取控制变量法通过实验探究不同打气时间、打气量对??ＨＩＰＳ发泡样条泡孔结构及力学性能影响。结果表明，熔体温度对ＨＩＰＳ发泡材??料泡孔结构的影响最大，模具温度影响最校打气时间的控制直接会影响ＳＣＦ??的注入含量，影响泡孔形成及长大过程，进而影

山东大学硕士学位论文??时选用材料的一般需要较高的熔体强度，目前，常用于二次开模材料主要有加??滑石粉改性后的聚丙烯材料、玻纤增强的聚丙烯材料及ＡＢＳ等。??（ａ）纯ＰＬＡ常规发泡?（ｂ）?ＰＬＡ／石墨常规发泡?（ｃ）?ＰＬＡ／石墨二次开模发泡＿??图１－４不同注射发泡工艺对应泡孔结构??Ｆｉｇｕｒｅ．?１－４?Ｃｅｌｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?ｔｏ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ?ｆｏａｍｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，（ａ）?ｐｕｒｅ?ＰＬＡ??ｆｏａｍｅｄ?ｂｙ?ＲＦＩＭｒ（ｂ）ＰＬＡ／ｇｒａｐｌｉｉｔｅ?ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｆｏａｍｅｄ?ｂｙ?ＲＦＩＭ．（ｃ）ＰＬＡ／ｇｒａｐｈｉｔｅ??ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｆｏａｍｅｄ?ｂｙ?ＭＯＦＩＭ??付大炯等［２５］利用二次开模注塑发泡成型设备，研究了不同开模距离在氮气??或二氧化碳作用下对纯ｐｐ的性能影响。结果表明，两种气体作用时对应的泡孔??结构随着开模距离呈现相同变化规律；而且氮气作为发泡剂时制备的发泡材料??泡孔结构更细小，减重效果更好，发泡效果更佳。??龚维等［２６］利用化学发泡注射成型技术，在二次开模的基础上探究二次开模??距离对聚丙烯材料发泡行为。发现二次开模距离与吉布斯自由能有关，开模距??离越小，体系发泡行为越易自发进行，反之，泡孔越易破裂合并，发泡效果就??越差。??张纯等［２７］介绍了聚丙烯二次开模原理及工艺，将二次开模得到的泡沫材料??与未发泡实体比较，结果表明，二次开模注塑发泡材料的泡孔结构较小且均??匀，综合性能较好。杨伟等［２８】对物理微开模注塑这一新技术、注塑设备、注塑??模具、产品设计、常用注塑

【参考文献】：
期刊论文
[1]超临界N2及CO2注塑发泡聚丙烯性能对比研究[J]. 付大炯,王琪,李振华,孙刚,杨波,郑文革,罗忠富.  塑料工业. 2018(11)
[2]物理微发泡微开模注塑成型技术[J]. 杨伟,武力军,李瑞文,于善平,唐永亮.  模具技术. 2017(04)
[3]微孔发泡注塑成型工艺对表面气泡破裂的影响[J]. 胡彪,胡广洪.  塑料工业. 2016(03)
[4]Experiment and simulation of foaming injection molding of polypropylene/nano-calcium carbonate composites by supercritical carbon dioxide[J]. Zhenhao Xi,Jie Chen,Tao Liu,Ling Zhao,Lih-Sheng Turng.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(01)
[5]二次开模距离对微发泡聚丙烯材料发泡行为的影响[J]. 龚维,何颖,张纯,朱建华,何力.  塑料科技. 2011(12)
[6]超临界流体的理化性质及应用[J]. 李娴,解新安.  化学世界. 2010(03)
[7]微孔发泡注射成型设备及技术研究进展[J]. 李从威,周南桥,王全新.  工程塑料应用. 2008(10)
[8]Relationship between Microcellular Foaming Injection Molding Process Parameters and Cell Size[J]. 胡广洪,姜朝东,崔振山.  Journal of Donghua University（English Edition）. 2008(03)
[9]植物纤维发泡材料的研究背景、现状及工艺探讨[J]. 周盛华.  包装工程. 2007(11)
[10]二次开模注射成型微孔发泡PP工艺及其性能研究[J]. 张纯,罗筑,于杰,何力,龚维.  中国塑料. 2005(08)

硕士论文
[1]HIPS微孔发泡注塑成型工艺及数值模拟研究[D]. 侯斌超.山东大学 2017
[2]成型方法对SCF微孔发泡制品泡孔结构及力学性能的影响[D]. 白天天.郑州大学 2017
[3]微孔发泡聚丙烯的注塑工艺优化及增强机理的研究[D]. 伍文宗.湖南工业大学 2017
[4]汽车中央骨架微孔发泡注塑成型模拟及工艺研究[D]. 易奎.郑州大学 2017
[5]微孔发泡注塑工艺研究[D]. 夏青.北京化工大学 2012
[6]注塑发泡PP/木粉复合材料的微孔结构及其性能研究[D]. 谢博.南京航空航天大学 2011
[7]聚丙烯腈/碳纳米管复合纳米纤维膜的制备与性能研究[D]. 孙宁.青岛大学 2008
[8]玻璃纤维增强聚丙烯/木粉发泡复合材料的结构和性能研究[D]. 杨晓雄.苏州大学 2006



本文编号：3449727