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超临界微孔注塑聚碳酸酯制品泡孔形态的研究

作　者: 张亚涛
导　师: 李海梅；申长雨
学　校: 郑州大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 微孔注塑成型 泡孔形态 表面缺陷 正交试验法 扫描电子显微镜
分类号: TQ328.0
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 28次
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内容摘要


由于微孔注塑成型涉及到注塑成型、超临界流体控制等因素,生产过程的稳定性和可重复性一直是技术的瓶颈,对于工艺-制品形态结构-性能间的关系一直是研究的重点。本文以超临界氮气（N2）微孔注塑成型的聚碳酸酯（PC）制品为研究对象,通过试验和数值模拟两种手段,分析泡孔形态与成型工艺、制品品质间的关系,以利于更好地利用微孔成型技术生产高性价比的微孔制品。完成的工作如下:首先,依据正交试验法中的六因素三水平正交表,采用N2的超临界流体和PC微孔注塑成型方板形试验制品。第二,通过扫描电子显微镜（SEM）、电子天平、游标卡尺和SmileView软件对试验所得制品进行表征。系统地研究了制品不同位置截面上的泡孔形态、皮层（或芯层）厚度的分布规律,讨论了形成这些形态、形貌的原因;并对泡孔密度的表征方法进行了比较分析。第三,利用试验和数值模拟两种手段,研究微孔注塑成型工艺参数（熔体温度、模具温度、注射速度、SCF比例、背压压力、预塑量）对截面泡孔密度（单位面积上的泡孔个数）、泡孔直径、皮层相对厚度和制品重量的影响程度。对于浇口附近的泡孔直径,试验和数值模拟的结果基本一致;综合考虑截面泡孔密度、泡孔直径、皮层相对厚度和制品重量四个指标,用正交试验法得出了正交表中最好的工艺条件。最后,利用SEM对微孔制品的表面缺陷进行了研究。结合SEM结果,研究了表面缺陷与泡孔形态间的关系;分析了漩涡状流痕和银纹的成因。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-22
  1.1 引言  9
  1.2 微孔塑料制品  9-11
  1.3 SCF流体  11-13
    1.3.1 SCF与聚合物的相互作用  12-13
    1.3.2 SCF应用于制备微孔塑料  13
  1.4 微孔注塑成型  13-18
  1.5 微孔塑料制品泡孔形态的研究现状  18-20
    1.5.1 影响泡孔形态的因素  18-20
    1.5.2 泡孔形态与微孔制品表观质量间的关系  20
  1.6 本文主要工作  20-22
第二章 微孔注塑成型理论基础  22-30
  2.1 均相体系的形成  22-23
  2.2 泡核的生成  23-25
    2.2.1 经典成核机理  23-24
    2.2.2 其他成核机理  24-25
  2.3 泡核生长与定型  25-28
    2.3.1 泡核生长  25-28
    2.3.2 气泡的定型  28
  2.4 研究现状  28-29
    2.4.1 研究现状  28-29
    2.4.2 算法修正  29
  2.5 本章小结  29-30
第三章 试验  30-47
  3.1 正交试验设计概述  30-32
    3.1.1 试验方案设计  30-31
    3.1.2 试验结果分析  31-32
  3.2 试样的制备  32-37
    3.2.1 制品的制备  32-35
    3.2.2 称量试样的制备  35-36
    3.2.3 扫描试样的制备  36-37
  3.3 测量表征  37-46
    3.3.1 微观形态的扫描  37-39
    3.3.2 重量与体积的测量  39-40
    3.3.3 皮层相对厚度的测量  40
    3.3.4 泡孔直径的测量  40-43
    3.3.5 泡孔密度的测量  43-46
  3.4 本章小结  46-47
第四章 试验结果及分析  47-69
  4.1 泡孔形态的分布  47-54
    4.1.1 流动方向上的泡孔形态  47-53
    4.1.2 厚度方向上的泡孔形态  53-54
    4.1.3 小结  54
  4.2 以泡孔形态为主要指标的工艺参数优化  54-63
    4.2.1 通过试验结果优化  55-58
    4.2.2 数值模拟分析验证  58-63
    4.2.3 小结  63
  4.3 泡孔形态与制品表面缺陷间的关系  63-69
    4.3.1 漩涡状流痕  64-65
    4.3.2 银纹  65-67
    4.3.3 漩涡状流痕及银纹的位置分布  67-68
    4.3.4 小结  68-69
第五章 总结与展望  69-71
  5.1 总结  69-70
  5.2 展望  70-71
参考文献  71-79
附录  79-80
  攻读硕士学位期间发表论文  79-80
致谢  80

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 泡沫塑料 > 一般性问题
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