等規(guī)聚丙烯微注塑制品結(jié)晶形態(tài)與制品收縮的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,微機電系統(tǒng)和微系統(tǒng)技術(shù)已成功應(yīng)用于多個領(lǐng)域,微注塑成型技術(shù)是生產(chǎn)微細(xì)結(jié)構(gòu),高精密制品的最重要加工技術(shù)之一。微注塑制品在高精尖領(lǐng)域的應(yīng)用,對制品的性能質(zhì)量有了更高的要求,而制品的形態(tài)結(jié)構(gòu)對性能有重要的影響,因此研究微注塑成型條件下的形態(tài)演化有重要的意義。
　　 本文采用等規(guī)聚丙烯(iPP)為原料,基于厚度為500μm和1.0mm薄壁微制品的微注塑成型實驗,研究工藝參數(shù)對不同厚度微制品形態(tài)結(jié)構(gòu)及收縮的影響。主要工

2、作包括:
　　 1、尺度效應(yīng)對微注塑制品的形態(tài)影響研究。針對兩種尺度微注塑制品,利用偏光顯微鏡(PLM)和廣角X射線衍射儀(WAXD)研究微注塑制品的形態(tài)結(jié)構(gòu)演化。實驗結(jié)果表明:厚度為1.0mm和0.5mm兩種微制品都呈現(xiàn)出一種相似的皮芯結(jié)構(gòu),但不同于傳統(tǒng)注塑制品四層或五層結(jié)構(gòu),只有皮層,剪切層和芯層三層結(jié)構(gòu),在厚度方向上剪切層的比例相對更大,芯層比例相對更小,隨著尺度的減小,微制品的形態(tài)層數(shù)也在減少;兩種尺度下微制品不同位置處

3、并沒有明顯的β晶生成,不同位置處的結(jié)晶度各不相同,但總體變化不大;厚度為0.5mm微制品的取向度比厚度為1.0mm制品的取向度偏大。
　　 2、注射速度對微注塑制品形態(tài)演化的影響研究。針對兩種尺度微注塑制品,利用偏光顯微鏡(PLM)和廣角X射線衍射儀(WAXD)研究注射速度對微注塑制品的形態(tài)結(jié)構(gòu)演化的影響。實驗結(jié)果表明:在低速注射下,隨著注射速度從10mm/s增大到35mm/s,兩種尺度的微制品都呈現(xiàn)出相似的三層皮芯結(jié)構(gòu),在厚度

4、方向上剪切層的比例很大,芯層比例很小,且隨著注射速度的增大,剪切層的比例變化不大。在高速注射條件下,隨著注射速度從80mm/s提高到400mm/s,兩種尺度都呈現(xiàn)出相似的三層皮芯結(jié)構(gòu),在厚度方向上剪切層的比例很大,芯層比例很小,且隨著注射速度的增大,剪切層比例逐漸增大,當(dāng)注射速度超過一定值后,呈現(xiàn)無芯層結(jié)構(gòu);兩種尺度的微制品都沒有明顯的β晶生成;隨著注射速度的增大,厚度為1.0mm微制品的結(jié)晶度整體小幅下降,厚度為0.5mm微制品的結(jié)晶

5、度先增大后降低,變化不是很大;厚度為1.0mm的微制品最大取向度的值整體上逐漸減小,取向度數(shù)值波動范圍不大;厚度為0.5mm的微制品最大取向度先增大后減小又增大,取向度數(shù)值波動較大。
　　 3、熔體溫度對微注塑制品形態(tài)演化的影響研究。針對兩種尺度微注塑制品,利用偏光顯微鏡(PLM)和廣角X射線衍射儀(WAXD)研究熔體溫度對微注塑制品形態(tài)結(jié)構(gòu)演化的影響。實驗結(jié)果表明:隨著熔體溫度從220℃提高到280℃,厚度為0.5mm微制品呈

6、現(xiàn)出無芯層結(jié)構(gòu),在厚度方向上形態(tài)變化不大,這是由于在熔體溫度的影響實驗中,注射速度比較大的緣故;厚度為1.0mm微制品隨著熔體溫度的升高,均呈現(xiàn)三層皮芯結(jié)構(gòu),在厚度方向上剪切層和芯層比例變化不大;兩種尺度的微制品都沒有明顯的β晶生成;厚度為1.0mm微制品結(jié)晶度先升高再降低,厚度為0.5mm微制品結(jié)晶度也是先升高再降低;厚度為1.0mm和0.5mm微制品的取向度都逐漸減小。
　　 4、工藝參數(shù)對微制品收縮的影響。以微制品厚度,寬

7、度和徑向方向的收縮率為評價指標(biāo),研究注射速度、熔體溫度,保壓壓力、保壓時間和模具溫度對微制品收縮的影響。實驗結(jié)果表明:在本實驗選擇的工藝范圍之內(nèi),對于厚度為1.0mm的微制品,影響厚度,寬度和徑向方向的收縮最大因素都是注射速度,而對于厚度為0.5mm的微制品,影響厚度方向的最大因素也是注射速度;總體上,注射速度對兩種尺度的微制品影響最大,且遠(yuǎn)大于其他各因素;其次是保壓壓力和模具溫度,對收縮率有一些影響;而保壓時間和熔體溫度的影響作用并不