制备高性能注塑和挤出制品的形态控制技术

《制备高性能注塑和挤出制品的形态控制技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第19卷第3期高分子材料科学与工程Vol.19,No.32003年5月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGMay2003X制备高性能注塑和挤出制品的形态控制技术吴世见,郭建明,申开智,陈利民(四川大学高分子材料工程国家重点实验室,高分子科学与工程学院,四川成都610065)摘要:对聚烯烃类的结晶聚合物,在普通的注塑和挤出成型条件下,通常得到具有球晶结构的制品,不能充分地展示高聚物的力学潜能。本研究应用一些新的成型技术,在制品中生成特殊的凝聚态结构,使得在不加入任何外增强相的情况下大幅度地提高制品的物理力学性能,由此可以看出成型

2、技术、微观结构与制品性能之间的复杂关系。文中介绍的采用形态控制技术制备高性能注塑和挤出制品,具有理论和实际意义。关键词:形态控制;注塑;挤出;自增强;串晶互锁结构+中图分类号:TQ320.662　　　文献标识码:A　　　文章编号:100027555(2003)0320058205　　聚合物材料的物理力学性能不仅取决于材1　在注射成型中的形态控制技术的研究料的化学结构、分子量及分子量分布,而且还强1.1　高剪切速率下生成单向自增强结构的研烈地依赖于其凝聚态结构,通过成型过程来改究[3]变聚合物的凝聚态结构,从而改变其性能是优英国Brunel大学Bevis教授发明了剪

3、切化材料性能的经济而实用的方法。聚合物的形控制取向注塑成型技术(SCORIM),为实现聚[1,2]态控制技术就是基于这种思想而发展形成烯烃的自增强研究作了大量的工作,他们采用的,它在聚合物自增强的研究中得到充分的应在注塑机定模板和料筒喷嘴之间安装一个带油用。聚合物的长链大分子由极强的C-C链结合缸的动态保压装置,将模具设计成双浇口的,成而成,同时分子链的横截面极小,如果能够极大型时,物料通过浇口往复流动,直到完全冻结。限度地提高其取向度和结晶度,即可得到至少该技术用于成型厚壁塑料制品,能改善补料效在纤维轴向足以和钢铁的模量和强度相匹敌的果,消除表面凹陷、内部缩孔,

4、并减少温差内应自增强材料。而所谓的材料自增强是通过物理力,研究还发现,塑件沿剪切流动方向的拉伸强方法来控制材料的结晶形态、在材料内部生成度和杨氏模量都有所提高。[4～19]有序排列的刚性结构或伸直链晶体结构作为材对于注塑自增强已有许多报道。笔者料自身的增强相,从而大幅度地提高其力学性根据剪切控制取向原理设计的动态保压注射成能,达到增强的目的。由于其增强相和基体属于型装置(简称OPIM),在热流道模具的热流道同一种材料,不存在化学界面问题,故称为自增板上安装有两个抽拉油缸来实现动态保压(见[2]强。Fig.1),研究聚合物熔体在剪切力场中冻结时本文主要介绍几种特殊的

5、形态控制技术,所形成试样的结构与性能之间的关系。在成型时通过控制注塑和挤出制品的凝聚态结试样为矩形截面的标准哑铃形拉伸样条。构来提高制品的物理力学性能。在注塑保压阶段,通过油缸往复运动使塑料熔体从试样的两个浇口轮流进出,直至物料在整X收稿日期:2002202222;修订日期:2003203204　基金项目:国家自然科学基金(20174026)、教育部博士点基金(2000061021)、高等学校重点实验室访问学者基金、香港蒋氏工业慈善基金(RC97111)联合资助　作者简介:吴世见(1966-),男,博士,副教授.　联系人:申开智.©1995-2005Tsinghu

6、aTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.　第3期吴世见等:制备高性能注塑和挤出制品的形态控制技术59　　过去人们的研究主要集中在剪切应力方向强度提高的原因或结构,在垂直于剪切应力方向的强度普遍认为没有什么提高,甚至认为,在垂直于取向方向拉伸时,主要是克服范德华力,因而强度会有所降低。英国Bristol大学Keller等在稍高于熔点的温度下,用毛细管流变仪挤出HDPE细丝,得到了高强度、高模量、热稳定性比普通纺丝好得多的纤维,并揭示出其内部有串晶互锁结构生成,发现该纤维纵向开裂的倾向有所降低。据此,我们预计在动态保

7、压剪切Fig.1OPIMsystem[13]应力场中也有可能生成串晶互锁结构,为此,研个模具型腔中完全冻结。实验表明,HDPE拉伸究了串晶互锁结构样品纵横两方向的力学性强度从23MPa提高到93MPa,模量从1GPa能,并首次实现了这一设想。提高到5GPa,PP也有类似结果,但ABS提高试验采用了上述(Fig.1)的动态保压装置,不大,拉伸强度只提高了17%,这是因为ABS为了能测试纵横两方向的力学性能,设计了厚是非晶型塑料,在动态剪切力场中主要靠大分4mm,长宽为60mm×60mm的方片试样。研子取向来提高试样的强度,无特殊的晶体结构究表明,在适当的工艺条件下,

8、在单向剪切