冷卻速率及剪切速率對(duì)聚合物PVT特性影響的研究.pdf

1、聚合物PVT特性在注射成型應(yīng)用研究方面具有重要作用，它為注射成型的模具設(shè)計(jì)、工藝優(yōu)化與控制、制品精度分析提供必要參數(shù)依據(jù)。然而比容積v的變化規(guī)律對(duì)其所經(jīng)歷的熱機(jī)械過程具有很大的依賴性。注射成型過程中高溫高壓、高流動(dòng)剪切、快速非等溫冷卻等復(fù)雜工藝條件會(huì)對(duì)聚合物PVT特性產(chǎn)生較大影響。為解決這一問題，本文研發(fā)一臺(tái)具有快速冷卻和剪切功能的PVT測(cè)量儀，用以研究特定壓力條件下冷卻速率和剪切速率對(duì)聚合物PVT特性影響規(guī)律，并以此提出適用的測(cè)量方法

2、，獲得更接近注射成型實(shí)際情況的聚合物PVT特性，以提高模擬分析的預(yù)測(cè)精度和制品質(zhì)量。具體研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　分析國外先進(jìn)儀器功能與優(yōu)點(diǎn)，選擇直接加壓法作為設(shè)計(jì)原理，并采用環(huán)形測(cè)量型腔和試樣，研制了一臺(tái)具有快速冷卻和剪切功能的PVT測(cè)量儀，其測(cè)量壓力為1-100MPa，測(cè)量溫度為30-300℃，最大冷卻速率為25℃/s，剪切速率為0-320s-1，剪切功能對(duì)應(yīng)測(cè)量壓力上限為20MPa。將測(cè)量結(jié)果與其他精密儀器進(jìn)行對(duì)比，證明本儀

3、器具有較高的測(cè)量精度。
　　以半結(jié)晶型聚合物為研究對(duì)象，以冷卻速率、剪切速率為主要變量，并考慮壓力、溫度變量影響，進(jìn)行冷卻速率單獨(dú)作用、剪切速率單獨(dú)作用、冷卻速率與壓力耦合作用、剪切速率與壓力耦合作用、剪切速率與施加溫度耦合作用、剪切速率與冷卻速率耦合作用對(duì)PVT特性影響的實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)所得影響規(guī)律，使儀器測(cè)量條件對(duì)PVT特性產(chǎn)生的影響最大限度接近注射成型實(shí)際情況。使用相應(yīng)測(cè)量方法獲得了PP6331的PVT特性，并進(jìn)行Tait方程

4、擬合，以建立其與注射成型CAE分析的聯(lián)系。
　　在實(shí)測(cè)PP6331其他必要分析參數(shù)和優(yōu)化制品注射工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，分別使用在自然冷卻、冷卻速率單獨(dú)作用、剪切速率單獨(dú)作用和冷卻速率與剪切速率耦合作用4種條件下測(cè)得的PVT特性參數(shù)，在Moldflow中進(jìn)行收縮和翹曲分析，獲得其對(duì)模擬結(jié)果的影響規(guī)律。對(duì)比實(shí)際制品，并結(jié)合所得規(guī)律進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)冷卻速率和剪切速率下的PVT特性參數(shù)可提高模擬分析的預(yù)測(cè)精度。這也進(jìn)一步證明研發(fā)的PVT測(cè)量儀具