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水辅注射成型iPP制品的形态结构

作　者: 贾振华
导　师: 申长雨；郑国强
学　校: 郑州大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 水辅注射成型常规注射成型聚丙烯成核剂结晶形态串晶剪切应力
分类号: TQ320.662
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

水辅注射成型(Water-Assisted Injection Molding, WAIM)是在气辅注射成型(Gas-Assisted Injection Molding, GAIM)和常规注射成型(Conventional Injection Molding, CIM)的基础上发展而来的一种新型聚合物成型加工技术。WAIM在制备厚壁、管状制品及大型平板类制件时具有独特的优越性,近年来吸引了众多学者的广泛关注。但截至目前,研究的工作重点主要集中在水穿透过程中的数值模拟、制品的宏观质量和成型工艺的关系、水道结构及水针的设计等方面,而有关WAIM制品结晶形态方面的研究还鲜有报道。鉴于此,本论文利用偏光显微镜、小角X射线散射和广角X射线衍射等表征手段,重点研究了WAIM工艺条件下,等规聚丙烯(Isotatic Polypropylene, iPP)制品的形态结构形成和演化机理,以及p成核剂对制品形态结构形成的影响。并通过WAIM和CIM在工艺过程中物理场异同点的机理进行比较分析研究,阐明了iPP制品结晶形态和取向行为的形成原理和影响机制,从而为进一步改善WAIM制品的性能提供理论指导和实验依据。主要研究结果如下：(1)研究了WAIM工艺条件下,iPP制品的结晶形态和取向行为,发现制品从模壁边到水道边,根据其形态结构分布的不同,宏观上可大致划分为三层：表层、芯层和水道层；并且由于水穿透作用,表层和水道层有更多的shish-kebab结构生成。(2)通过对不同分子量iPP的WAIM制品结晶形态和取向行为的研究,发现低分子量iPP制品的表层和水道层要比高分子量的iPP制品对应层保留有更多的shish结构。(3)研究了p成核剂对WAIM工艺条件下的iPP制品层次结构的影响。结果发现,β成核剂能够显著影响WAIM制品的层次结构。低含量的β成核剂可使WAIM制品的取向区域明显扩大；高含量的β成核剂,使制品内部晶粒变的非常细小,取向区域与各向同性区域的边界消失,制品整个壁厚方向上的层次结构趋于均一。(4)通过对不同β成核剂含量的WAIM制品各层中shish-kebab结构的研究,我们发现,p成核剂能够促进WAIM制品中shish-kebab结构的生成。当β成核剂的含量增加到1%时,shish-kebab结构的存在区域扩展到WAIM制品的芯层。并且WAIM制品各层的结晶度,β晶含量和取向行为都随p成核剂含量的增加有显著提高。

水辅注射成型iPP制品的形态结构

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