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      磨具与HDPE注塑成型

      时间:2014-07-08   访问量:34

      聚乙烯分子(PE)的简单配置使使其在容易产生强烈的分子取向的发展时充分处理。SCORIM处理技术,可以诱导各向异性强的PE水平的一些例子包括静水挤出和注塑成型工艺的基础上,如高压注塑成型,拉伸流动注射成型,注塑成型剪控制方向。 在静液挤压,一个物质在低于其熔点温度钢坯被迫对一个死角,使用压力非常高的水平静液。在此条件下,分子重排在PE引入了截减少而起源于一个高度定向结构和大量的机械性能提高,与模量和强度达50 GPa和500 MPa时,分别价值。相反像静液挤压固态处理方法的高压注射成型,其熔化温度以上聚合物注入模腔压力在很高的水平(500兆帕)。使用适当的充填率和充足的几何门,有可能诱发成型PE高的水平方向使用这种技术。模数和强度对PE的典型值成型用这种方法分别是,12 GPa和260兆帕。 凯勒和奥德尔早些时候在工作中使用的毛细管实现高模量聚乙烯纤维的拉伸流动链延伸的效果。这种方法被用来作为对拉伸流动注射成型技术发展的模板。这种从高压的注塑压力下加工和模具几何后者的具体技术区分旨在故意诱发轴向拉伸流动的强度值多达160兆帕斯卡,已报告了这条路线可供PE处理。 相反的对于前面提到的技术,剪切控制在SCORIM方向是基于一个宏观剪应力场的应用熔体固界面采用两个液压驱动的活塞队。这一过程,最初是作为多活饲料成型指定的,是由艾伦和贝维斯于1986年发现。 SCORIM处理PE在强烈的机械性能增强比传统注射成型的拉伸模量值7.0以上,150 MPa的拉伸强度。SCORIM加工聚乙烯力学性能被证明是关系到一个有核红细胞核结构的存在由量热和X -射线衍射仪(XRD)的研究证明。该SCORIM成型PE高各向异性的解释是链条的扩展结晶纤维高度各向异性特征及相邻外延血小板互锁效应。这些各向异性实体的发展本身就是强烈的分子量和熔融聚合物分子量分布,这可能是至关重要的。在这个角度来看,本研究的目的是双重的:(i)三个不同等级力学性能的SCORIM加工高密度聚乙烯(HDPE)(ii)在建立各自的结构/性质相关性,机械性能调查该分子重量轻重。为了实现这些目标,SCORIM被用来塑造成试棒,随后在通过拉伸试验和硬度测量的力学性能几个方面的特点高密度聚乙烯的成绩。其结构特点是偏光显微镜(PLM)和扫描电子显微镜(SEM)以及差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射等。 实验 材料 对高密度聚乙烯三个等级进行了研究,即:(一)韦斯特伦A6016,由韦斯特伦有限公司(盖尔森基兴,德国)提供的熔体流动速率(MFR)26 mL/10min(190℃,49 N),数字平均分子量(Mn)为56212,均分子量为(Mw)58,000,和分散度(兆瓦/锰)为1.0;(二)霍斯特伦GM9255号由伊兰纳克公司(维斯林,德国)提供的熔体流动速率为0.37mL/10分钟(190℃,49 N),为18000锰, 282,000兆瓦,一兆瓦/锰15.7;(三)斯达穆兰HD8621,由帝斯曼研究BV公司(格林,荷兰)提供,熔体流动速率为 0.15 mL/10分钟(190℃,49N),7000锰,21万兆瓦,一兆瓦/锰29。 机械性能 样品在一个英斯特朗4505通用机械测试仪器上被拉伸测试生产控制的环境下(23°C和55%的RH)。一个英斯特朗2630电阻与10毫米厚度长度轨距采用电阻应变计。十字头的速度是5毫米/分钟(8.3×10 - 5米/秒),直到1.5%,更准确地确定应变模量,然后增加到50毫米/分钟,直到骨折(8.3×10-4m/秒)。 在机械性能和沿注塑成型零件的厚度各向异性变化还研究了微压痕硬度(进一步简称显微硬度)。实验是在室温下进行选择的标本温度,沿截面厚度,在一个莱卡VMHT30A设备上装备了维氏金刚石压头,采用了2.94 N负荷和停留时间为5秒。 结果与讨论 力学行为 表一载列SCORIM加工高密度聚乙烯力学性能的切线模数(Et)的变化范围,最终的拉伸强度(抗拉强度)和断裂应变(EB)。 韦斯特伦 A6016提出的刚度和强度最低值,是在在数量级霍斯特伦GM 9255F和斯达穆兰 HD8621成型之后。力学性能变化范围大的一部分,持续观察HD8621显示在控制PE显微结构的发展,从而研究各自的力学行为。此外,这一等级已经成为一个深加工优化研究,这使最相关加工有关的机械性能控制参数辨识问题。尽管如此,很显然,双方的SCORIM的应用提高了刚度和所有这些作为相对于传统的注塑成型材料的ET和UTS的典型值在1.2-1.5 GPa和35-45的范围强度MPa之间。虽然这种积极的趋势是常见的三种聚合物的大小进行改进调查,对每一种情况下所取得的进步幅度是不同的,因为聚合物体型小,分子量低。如前所述,分子量是PE结构发展的决定因素。这其实是与链的延伸和链松弛竞争由应变率和放松时确定的结果。较长的分子,即较高的分子量物质,产品弛豫时间较长,这使他们在加工过程中链的延伸更容易。 显微硬度沿厚度的一部分 显微硬度测量已被确认为足以衡量面向PE各向异性。事实上,在面向PE,维氏压痕有较大的各向异性,显示小平行的分子取向主要方向对角线长度。压痕各向异性的解释是PE高刚度这个作为纤维为主的组织,这在相当大的弹性恢复后,负载释放方向的结果。这之间的垂直方向的硬度变化进行了观察的拉伸流动注射成型加工导向PE。在这种情况下,沿不同的双折射一贯部件厚度,这表明机械和光学各向异性之间的关系。图1压痕各向异性介绍了沿三个档次高密度聚乙烯成型直径硬度变化研究在两个不同的方向测量:平行或垂直于中密度纤维板。请注意,这些被定义为两个方向的显微硬度测试是指过程中的负荷应用方向,不对应的压痕对角线方向。因此,这里介绍硬度剖面对两压痕对角线的平均价值为基础。因此,每个硬度简介(平行或垂直于中密度纤维板)聚合物的力学性能在图1以不同的方式转换。 沿线的部分直径为所有的等级,并为两个方向的硬度型材,表现出了典型的M -模式,大价值为从模具到中间的距离,同时在核心和表面硬度值最低的地区。在表面的硬度是非常迅速的聚合物冷却壁相邻的模具,这会导致熔体的定向凝固而妨碍结晶的结果。下面的表面区所谓的分层地区,这使得核心过渡到成型,高硬度与高度各向异性晶体结构作为应用剪切场产生的后果。从调查的三个等级,韦斯特伦A 6016呈现较高的平均硬度,这表明了这个档次较高的结晶度。 该模具可以推断出明显的各向异性,从不同方向之间的观察。在平行方向(其中负荷的应力方向平行于中密度纤维板),这两个压痕对角线垂直于中密度纤维板。相反,在垂直方向(其中负荷的应力方向垂直于中密度纤维板),一个压痕对角线垂直于中纤板,而其他仍平行于中密度纤维板。因此,在垂直方向的显微硬度也愈高,因此在这个方向成型各向异性有更大的贡献。这一点尤其明显在这两个超高分子量聚乙烯等级分层地区(霍斯特伦GM 9255 F和斯达穆兰 HD8621),这意味着在这个地区有更高的各向异性,这些等级的程度比韦斯特伦A 6016成型的核心,尤其是霍斯特伦GM 9255 F和斯达穆兰 HD8621各向异性是相当少的。 结论 SCORIM是用于如高密度聚乙烯(HDPE)结晶聚合物结构的发展控制的有效处理工具。该工艺路线表现出典型的复合形态的核心主球晶,皮肤区,和一个高双折射分层地区,使两者之间的过渡区域组成,前者获得的线条。对于所有档次,沿着各自的部分直径硬度剖面显示一个典型的M -和在中间的距离从模具壁最高值和最低值,同时在核心和肤色区域格局。这种显微硬度变化是支持由一个大规模的量热结晶相似的变化来进行测量。另外这个配置文件的变化,在硬度差异的平行和垂直方向的测量表明在该地区的各向异性高层次水平。这是特别成型各向异性多为高档次的分子量明显,即霍斯特伦SM 9255 F和斯达穆兰 HD8621。虽然硬度不直接影响的分子量,分子尺寸的结构上发挥的作用和成型各向异性至关重要,因此,在最后,机械性能较高,分子量较高的各向异性材料证实了X射线衍射和shish-kebab时剪切应力形成的结果。

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