碳纖增強(qiáng)聚合物的PVT特性及其在制品精度控制中的應(yīng)用.pdf

1、聚合物的PVT特性是聚合物的固有屬性之一，也是注射成型模擬分析和實(shí)驗(yàn)研究的重要組成部分。碳纖維的加入會對聚合物的PVT特性產(chǎn)生不同程度的影響，進(jìn)而影響注射制品的精度。為了研究碳纖對聚合物PVT特性及其對注射制品精度的影響，分別研究了碳纖增強(qiáng)聚丙烯和碳纖增強(qiáng)聚碳酸酯的PVT特性。以實(shí)測PVT數(shù)據(jù)為依據(jù)，建立了PVT特性狀態(tài)方程，通過模擬分析和實(shí)際注射對比研究了碳纖對制品精度的影響，以及PVT特性在其中的作用，為碳纖增強(qiáng)聚合物注射制品的精度

2、控制提供了理論依據(jù)。主要工作及結(jié)論如下:
　　1、設(shè)計研制了一臺PVT測試裝置，該測試裝置采用直接加壓法測試原理，并使用環(huán)形試樣作為測試樣品。與傳統(tǒng)PVT測試儀相比，該結(jié)構(gòu)減小了樣品冷卻過程中的徑向溫度梯度，并可以對樣品施加剪切作用。該設(shè)備能夠?qū)悠返膬?nèi)外兩側(cè)同時進(jìn)行快速冷卻，其與剪切的耦合作用可以使測試過程模擬真實(shí)注射工況，并獲得接近注射工況的PVT特性。
　　2、以不同碳纖含量的聚丙烯和聚碳酸酯為對象，研究了碳纖對結(jié)晶型

3、和非結(jié)晶型聚合物PVT特性的影響。結(jié)果表明，碳纖填充聚丙烯的等壓力區(qū)間比容變化量比純聚丙烯高，而碳纖填充聚碳酸脂的比純聚合物低。由于碳纖占用了部分聚合物體積且具有更小的比容，因此碳纖增強(qiáng)聚碳酸酯的比容下降。碳纖的加入在聚丙烯中有異相成核的作用，因此提高了聚丙烯體系的結(jié)晶溫度。同時碳纖抑制了聚丙烯均相成核的發(fā)展和擴(kuò)散，使聚丙烯的結(jié)晶溫度區(qū)間變窄，導(dǎo)致結(jié)晶段的比容變化量下降。
　　3、以實(shí)測PVT數(shù)據(jù)為依據(jù)，建立了能夠描述復(fù)合材料PV

4、T特性的修正雙域Tait狀態(tài)方程。通過模擬分析和實(shí)際成型，對比研究了4種制品的體積收縮率和翹曲變形，分析了PVT特性在其中的作用。結(jié)果表明，制品卸壓回彈造成翹曲變形體積收縮率小于保壓體積收縮率，且翹曲體積收縮率更接近實(shí)際制品的體積收縮率。碳纖的加入對聚丙烯體積收縮率的減小量約是聚碳酸酯的5倍，表明碳纖在抑制結(jié)晶型聚合物聚丙烯收縮方面的效果更明顯。其原因是碳纖能夠影響聚丙烯的結(jié)晶過程，使結(jié)晶段比容變化量下降。碳纖增強(qiáng)聚丙烯和碳纖增強(qiáng)聚碳酸