理论教育 微孔注射成型注塑件表层-芯层结构分析

微孔注射成型注塑件表层-芯层结构分析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:微孔注射成型注塑件的独特特征之一就是整个注塑件横截面的表层-芯层结构。泡孔分布的总趋势呈现出明显的表层-芯层结构,而没有明显的界面。芯层处的泡孔细密,表层附近或靠近表层与芯层界面处的表层处泡孔粗大。这种现象背后的物理学原因可能是剪切应力,因为最大剪切应力发生在表层与芯层的界面附近。此外,应减小芯层处大泡孔的关键流长比,使其≤200,总注射时间≤3s。

微孔注射成型注塑件表层-芯层结构分析

微孔注射成型注塑件的独特特征之一就是整个注塑件横截面的表层-芯层结构。大多数好的微孔注射成型注塑件都有明显的表层-芯层结构(图3-3)。微孔泡沫的这种泡孔分布已经用注射成型PC/ABS试样重复验证过。泡孔分布的总趋势呈现出明显的表层-芯层结构,而没有明显的界面。最大的泡孔不是在芯层,而是在表层和芯层的界面处。如果加工控制得好,会有更多的微孔注射成型试样具有这样的泡孔结构。因此,参考文献[3]提出了微孔泡孔分布模型,证明了不但PC具有这种泡孔结构,而且其他非结晶性材料也是如此。该模型显示出了两个区域:一个是泡孔均匀的发泡芯层,另一个是未发泡的芯层。

然而,如果加工条件控制得不好,就会在微孔注塑件上产生一些大泡孔,甚至是孔隙。这些大泡孔或孔隙通常都处在芯层位置(如图3-3所示的PC试样芯层处小泡孔之间的大泡孔,大于100μm)。微孔结构应该由整体的结构来确定,而非少数大泡孔。

有明显表层-芯层结构的微孔泡沫有一个还不清楚的重要特征,即整个横截面的泡孔尺寸分布趋势与传统结构泡沫相反。芯层处的泡孔细密,表层附近或靠近表层与芯层界面处的表层处泡孔粗大(图3-3)。这种现象背后的物理学原因可能是剪切应力,因为最大剪切应力发生在表层与芯层的界面附近。微孔泡沫的这种独特的表层-芯层结构模型的另一种表现是表层与芯层界面处有拉伸泡孔。这是将来应力发泡的一个有趣研究课题,第8章将对其进行详细的讨论。(www.daowen.com)

对于复杂或厚(大于4mm)的注射成型微孔注塑件来说,也可能有一些结构泡沫结构,整个截面上的密度分布呈铃形[13]。如果平均泡孔尺寸仍然在100μm左右,那么仍然是微孔泡沫。结构泡沫注塑件整个截面上的泡孔分布不同于微孔注塑件。最大泡孔出现在芯层,距离中心越远,泡孔越小,直到外表层完全消失。如果微孔泡沫的厚度大于4mm,就会出现这种结构泡沫的泡孔分布。此外,应减小芯层处大泡孔的关键流长比,使其≤200,总注射时间≤3s。

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