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聚合物材料制品的性能取决于制品的微观聚集态结构,而微观形态又取决于材料的成型方法和加工条件。因此,通过特定的外场作用改变加工条件,就可以改变聚合物的聚集态结构,进而提高其性能。近年来,人们在稳态成型加工过程中引入了振动力场进行强化,以便达到良好的加工要求,这就是动态成型技术。
本论文设计研制了聚合物熔体动态循环推拉实验设备,它功能上是将推拉注射成型、电磁动态成型和动态保压三项技术融为一体的多功能综合实验设备。并且设计了一套可用于研究聚合物熔体流场的可视化系统,可以在线观测实验过程中熔体流场。选用PP(聚丙烯)进行大量的动态和稳态验证实验,验证了整套聚合物熔体动态循环推拉实验设备的可行性。本论文主要有如下的研究成果:
1.自行设计并研制成功聚合物熔体动态循环推拉实验设备。该新型动态加工实验设备融合多种动态成型加工方法,具备聚合物熔体稳态保压成型、稳态循环推拉成型、动态保压成型、动态循环推拉成型和熔体流动可视化等综合实验功能。
2.使用聚合物熔体动态循坏推拉实验设备,在不同振动参数下对PP物料进行动态成型实验,研究结果发现,在加工全过程引入振动场,可以有效地提高PP的力学性能。在较佳的振动条件下,PP拉伸强度得到提高,与稳态加工条件相比,增幅达18.5%。
3.使用聚合物熔体动态循环推拉实验设备,分别在稳态和动态的加工状态下,对PP物料进行的循环推拉成型实验。研究结果发现,长时间的推拉实验可以提高PP的拉伸力学性能。在较佳的动态加工条件下,PP拉伸强度得到提高,循环推拉成型与稳态成型加工条件相比,增幅达37.6%。
聚合物熔体动态循环推拉实验设备的设计研制成功,对我们以后进一步更深入的研究振动力场下聚合物熔体的流场开辟了新的方法,也为我们探讨振动力场对聚合物熔体流动行为的机理研究打下了坚实的基础。