本文選題：微注塑成型　切入點：等規(guī)聚丙烯　出處：《鄭州大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：微注塑成型可以一次成型形狀復雜、尺寸精確的熱塑性聚合物微制品,是適合大規(guī)模生產(chǎn)的最有效的工藝之一。由于其尺寸微小,在熔體充填型腔的過程中經(jīng)歷著復雜的剪切和熱歷史,這些行為會影響制品厚度方向的結晶結構及取向。本文選用等規(guī)聚丙烯為原料,采用模擬和實驗的研究方法,對不同成型工藝下制品的相對結晶度、厚度方向的結晶取向因子和晶粒尺寸進行模擬分析。本文的主要工作內(nèi)容和結論如下:1.微注塑制品結晶形態(tài)的模擬。運用Moldflow軟件,模擬流動場中不同工藝條件下制品的平均相對結晶度、結晶取向因子、最終平均晶粒大小。研究結果表明,制品越薄,冷卻越快;平均相對結晶度在制品冷卻結束之前已經(jīng)達到制品最大相對結晶度值,且模溫和熔溫越高,結晶速率越慢。平均結晶取向因子和最終平均晶粒大小受尺寸的影響較大,制品厚度越大晶粒尺寸越大,結晶取向因子的數(shù)值越小。另外,相比熔體溫度與注射速度,模具溫度對最終平均晶粒尺寸的影響比較大。2.工藝參數(shù)對微制品厚度方向結晶度和取向度的影響。參照模擬工藝條件,利用顯微紅外設備,在制品厚度方向的不同位置分別測量出平行于流動方向和垂直于流動方向的紅外光譜圖,利用公式計算出晶區(qū)分子鏈的取向、非晶區(qū)分子鏈的取向和分子鏈的平均取向以及結晶度值。檢測結果表明,對于等規(guī)聚丙烯這種材料,分子鏈的取向主要表現(xiàn)為晶區(qū)分子鏈的取向,取向度沿著厚度方向呈現(xiàn)出規(guī)律的變化趨勢,晶區(qū)分子鏈的取向受尺寸的影響因素比較大。對于1.0mm和0.2mm的制品在厚度方向結晶度值的變化表現(xiàn)出完全相反的變化趨勢:1.0mm的制品表現(xiàn)為靠近制品表面的結晶度數(shù)值低,靠近制品中心處的結晶度值相對較高;0.2mm制品則是靠近制品表面的結晶度值比較高,而制品中心處的結晶度值相對較小。3.工藝參數(shù)對微注塑制品結晶形態(tài)和晶型的影響。采用廣角X射線衍射研究工藝條件對制品的晶型和晶粒尺寸的影響。對于1.0mm和0.5mm的制品,其晶體類型主要表現(xiàn)為α晶,在特殊的工藝條件下會出現(xiàn)β晶。對于0.2mm的制品,在不同模具溫度和不同注射速度下都會出現(xiàn)β晶,但β晶的含量變化很小,說明尺寸越小,越有利于β晶的生成。晶粒尺寸受模具溫度的影響比較大,模具溫度越高,晶粒尺寸值越大。
[Abstract]:Microinjection molding is one of the most effective processes for mass production because of its complex shape and precise size. In the process of filling the cavity with melt, there is a complicated shear and thermal history, which will affect the crystal structure and orientation in the thickness direction of the product. In this paper, isotactic polypropylene is used as the raw material, and the simulation and experimental research methods are used. The relative crystallinity, thickness orientation factor and grain size of products in different molding processes are simulated and analyzed. The main contents and conclusions of this paper are as follows: 1. Simulation of crystalline morphology of microinjection molded products. Moldflow software is used. The average relative crystallinity, crystal orientation factor and final average grain size of the products were simulated under different technological conditions in the flow field. The results showed that the thinner the products were, the faster the cooling rate was. The average relative crystallinity has reached the maximum relative crystallinity before the end of the product cooling, and the higher the mold temperature, the slower the crystallization rate. The average orientation factor and the final average grain size are greatly affected by the size. The larger the thickness of the product, the larger the grain size, the smaller the value of the orientation factor. In addition, compared with the melt temperature and the injection rate, The effect of mold temperature on the final average grain size is relatively large. 2. The effect of process parameters on the crystallinity and orientation degree in the thickness direction of microproducts. According to the simulation process conditions, the microinfrared equipment is used. The infrared spectra parallel to the flow direction and perpendicular to the flow direction were measured at different positions in the thickness direction of the WIP, and the orientation of the molecular chain in the crystal region was calculated by using the formula. The orientation of amorphous chain, the average orientation of molecular chain and the degree of crystallinity. The results show that for isotactic polypropylene, the orientation of molecular chain is mainly the orientation of crystalline chain. Orientation shows a regular trend along the thickness direction. The orientation of the molecular chain in the crystal region is greatly affected by the size. For the products with 1.0 mm and 0.2 mm in the thickness direction, the change of crystallinity values in the thickness direction shows a completely opposite trend. The products with 1.0 mm and 1.0 mm exhibit low crystallinity values near the surface of the products. Near the center of the product, the crystallinity value of 0.2mm product is relatively high, and the crystallinity value near the surface of the product is relatively high. The crystallinity value at the center of the product is relatively small. 3. The effect of process parameters on the crystalline morphology and crystal form of microinjection molded products. The effects of processing conditions on the crystal shape and grain size of the products are studied by wide angle X-ray diffraction. For the products with 1.0 mm and 0.5 mm, The crystal type is mainly 偽 crystal, 尾 crystal will appear under special technological conditions. For 0.2mm product, 尾 crystal will appear at different mold temperature and different injection speed, but the content of 尾 crystal will change very little, which means the smaller the size, the smaller the size of 尾 crystal is. The higher the mold temperature, the larger the grain size.
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TQ325.14

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本文編號：1623941