基于动态注射成型的注塑制品熔接痕强度研究

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近年来,大型复杂注塑制品逐渐增多,人们对注塑制品外观和内在性能的要求也越来越高。熔接痕是注塑制品常见的缺陷之一,它不仅影响制品的外观质量,使制品后续涂装、电镀工序产生色差,而且还对注塑制品的力学性能产生影响。本论文借助传统注射成型工艺和动态注射成型工艺,详细研究了传统注射成型工艺和动态注射成型工艺参数对熔接痕强度及结构形态的影响,并综合研究分析了注塑制品熔接痕结构形态和强度。根据前人对熔接痕的研究,本论文总结了注塑制品熔接痕强度与其影响因素之间的关系。研究发现:熔接痕区域的微观结构决定熔接痕的强度,而熔接痕区域的微观结构是内因和外因共同作用的结果。内因作用是由高分子材料性质决定的熔体流变性能,而外因作用则包括注射成型工艺参数、模具结构和注射成型工艺等。本论文实验研究了传统注射成型工艺和动态注射成型工艺对熔接痕强度的影响,所研究的熔接痕包括对接痕和并和痕,所用材料为PP和GFPP。具体研究内容及结论包括如下:(1)使用正交试验方法,利用信噪比分析和方差分析,研究分析了传统注射成型工艺下不同工艺参数对PP试样和GFPP试样对接痕和并合痕强度的影响。结果表明:1)对于PP试样和GFPP试样,注射压力是影响熔接痕强度的关键因素。注射压力越大,熔接痕的强度越强;2)与对接痕强度相比,并合痕强度对保压压力更为敏感。(2)使用单因素轮换法研究分析了动态注射成型工艺下振动参数(振幅和频率)对PP试样和GFPP试样对接痕和并合痕强度的影响。结果表明:1)同种材料、不同类型的熔接痕对振动参数的响应趋势相同,而不同材料对振动参数的响应是不同的;2)对于PP试样的熔接痕强度,其对振动参数的响应有一个最优的响应频率,在6Hz左右;3)对于GFPP试样的熔接痕强度,不同频率,振幅对熔接痕强度的影响是不同的,且GFPP试样在较低频率和较大振幅下,能够得到更强的熔接痕强度。(3)使用电镜扫描,研究了GFPP试样熔接痕处和普通基体处淬断截面的玻纤形态。研究发现:1)传统注射成型的熔接痕试样,熔接痕区域的玻纤是“横躺”在PP基体上,这种取向状态是熔接痕处强度下降的主要原因;2)振动的引入使“横躺”在PP基体上的玻纤减少,说明振动的引入能有效控制熔体相遇时的玻纤取向,从而使熔接痕强度增强。
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