结晶型聚合物注射成型数值模型优化.pdf

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1、第41卷,第7期工程塑料应用v0l·41,No·2013年7月ENGINEERINGPLASTICSAPPLICATIONJu1.2013~doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2013.07.010结晶型聚合物注射成型数值模型优化古黄晓燕(成都工业学院,成都611730)摘要:以聚丙烯为研究对象,分析了结晶型聚合物注射成型过程中晶态结构对成型工艺的影响,提出了结晶项和黏度变化因子的计算模型,优化了聚合物宏观本构方程。通过实例的模拟分析和对比,证明所提出的基于结晶微结构特征的优化模型是行之有效的。该模型为注射

2、成型的准确模拟和制品性能预测提供了依据。关键词:结晶型聚合物;注射成型;优化模型;结晶项;黏度变化因子中图分类号:TQ320.66文献标识码:A文章编号:1001-3539(2013)07—0045—03NumericalSimulationforInjectionMouldingPartsofCrystallinePolymersHuangXiaoyan(ChengduTechnologicalUniversity,Chengdu611730,China)Abstract:Theinfluenceofcrystallinest

3、ructureoninjectionmoldingtechnologicalparameterofcrystallinepolymerwasanalyzedwithpolypropyleneasanexample.Theconstitutiveequationbasedonthecharacteristicsofcrystalpolymerwasoptimized,andthecalculationmodelofcrystallineitemandviscosityfactorwasgiven.Throughtheexample

4、simulatingandcontrasting.theoptimizedmodelwasprovedtobeefective.Themodelcanprovidevidencefortheaccuratepredictionofinjectionmouldingproducts.Keywords:crystallinepolymer;injectionmoulding;optimizationmodel;crystallineitem;viscosityfactor结晶型聚合物的晶态结构是决定制品最终性低,流动性好,对温度较敏

5、感。结晶时产生的热量会能的关键因素之一[1】。其结晶行为又主要受聚合物使熔体温度略有升高,而这部分热量作为内热源,会分子链的结构和成型加工条件的影响。在结晶型聚使熔体黏度降低,进一步增加熔体的流动性。合物注射成型过程中,温度对结晶度和结晶形态起2数值模型优化着决定性作用,同时,结晶过程中所表现出来的放热现有的数值模拟本构方程是以材料宏观流体行为又对宏观温度场的变化起着一定的影响作用,力学的可成型性分析为基础的,没有考虑聚合物结这一影响虽不是决定性的,但在注射成型准确模拟晶等微观相对制品成型过程的影响。中却是不容忽视的。2.1宏观

6、本构方程聚丙烯(PP)是典型的结晶型聚合物,笔者以现有的能量方程是基于熔体宏观流动行为的PP为研究对象,分析PP的结晶过程及晶态结构与本构方程。成型工艺条件的关系,提出了结晶项的计算模型,从p(罟甏)=(器+甏)2+(1)而优化结晶型聚合物注射成型的数值模拟方程。1结晶对成型工艺的影响杀(足器)=1’2'3.一1.1对熔体温度的影响式中:C.——比热容;PP的结晶过程分为晶核的形成和晶粒的长大导热系数;两个阶段,其中晶核形成以自生晶核为主。PP的结p——熔体密度;晶过程主要发生在熔体的冷却阶段,Ozawa法处理叩——熔体黏度系数

7、;结果表明,PP主要在(125±5)℃时结晶】,表现为放热过程,使聚合物宏观温度场局部升高。四川省教育厅2012年自然科学重点项目(K11240)1.2对熔体黏度的影响联系人:黄晓燕,教授,博士,主要从事材料成型教学和科研工作PP熔体属非牛顿性流体中的假塑性流体,黏度收稿日期:2013—0417黄晓燕:结晶型聚合物注射成型数值模型优化47crystallizationkineticsofpolypropylene[J].ChinaSyntheticResinandPlastics,2006,23(4):31-34.[3]Wang

8、YL,YueCY,TamKC,eta1.Relationshipbetweenprocessing,microstructure,andmechanicalprope~iesofinjectionmoldedthermotropicLCPOI.Journalof

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