畢業論文注塑成型過程中聚合物結晶機制及力學行為的研究-資料下載頁

　　

【正文】 34 實驗步驟 (1) 開 啟電源，檢查控制面板的指示燈是否點亮，預熱至 15 分鐘。 (2) 移動橫梁的限位裝置以確保移動橫梁的距離不超過范圍導致夾具或裝置 損壞 。 (3) 設定實驗的參數值。 (4) 將試樣裝夾在夾具 上。 (5) 按下軟件上的“運行”鍵。 (6) 當試樣斷裂后，將圖像輸出保存。 實驗數據和結果 選擇不同結晶度的試樣，對其進行拉伸實驗，得出不同結晶度下試樣的抗拉強度，如表 。 表 不同結晶度下的 強度極限 試樣 結晶度 (%) 原始面積 A0 (mm2) 抗拉強度 σ b （ MPa） 6 30 31 32 33 3 2 4 真實應力值在整個試樣上并不是完全相同的，試樣 上總有一些區域（如表面上的劃痕或某些其他缺陷）的局部應力最大。一旦應力達到工程應力 應變曲線上的最大值時，在該部位材料的局部流動無法由進一步的應變硬化來彌補，于是該處的橫截面面積進一步縮小。這使局部應力變得更大，從而進一步加速了材料的流動。這種局部的不斷增加的材料流動很快導致在試樣標距內的 “ 頸縮 ” ，如圖 所示。 上海工程技術大學畢業論文 注塑成型過程中聚合物結晶機制及力學行為的研究 35 圖 拉伸實驗中，聚丙烯啞鈴片“頸縮”現象 圖 ~圖 為聚丙烯啞鈴片的工程應力 應變曲線，在曲線的應力最大值處發生頸縮現象。 對塑料， 通常稱此應力的最大值為屈服應力，雖然塑性流 動實際上在達到此應變前就已開始了。 0 .0 0 0 .0 5 0 .1 0 0 .1 5 0 .2 0 0 .2 5 0 .3 0 0 .3 50510152025303540 工程 應 力 (MPa)工 程 應 變 圖 試樣 2 的應力 應變曲線圖 上海工程技術大學畢業論文 注塑成型過程中聚合物結晶機制及力學行為的研究 36 0 .0 0 0 .0 5 0 .1 0 0 .1 5 0 .2 0 0 .2 5 0 .3 0 0 .3 50510152025303540 工程 應 力 (MPa)工 程 應 變 圖 試樣 3 的應力 應變曲線圖 0 .0 0 0 .0 5 0 .1 0 0 .1 5 0 .2 0 0 .2 50510152025303540 工程 應 力 (MPa)工 程 應 變 圖 試樣 4 的應力 應變曲線圖 上海工程技術大學畢業論文 注塑成型過程中聚合物結晶機制及力學行為的研究 37 0 .0 0 0 .0 5 0 .1 0 0 .1 5 0 .2 0 0 .2 5 0 .3 0 0 .3 50510152025303540 工程 應 力 (MPa)工 程 應 變 圖 試樣 6 的應力 應變曲線圖 實驗 結果 分析 由圖 可知，隨 著 結晶度的增大 ， 抗拉 強度升高。在晶粒增長期，晶粒的增多使材 料中作為物理交聯點的結晶粒子增多，一個物理交聯點可以同時連接幾條分子鏈，同時一條分子鏈也可以連接幾個物理交連點。在拉伸受力過程中，物理交聯點可以均化受力，降低斷鏈的可能性，因此拉伸強度和屈服強度提高。 上海工程技術大學畢業論文 注塑成型過程中聚合物結晶機制及力學行為的研究 38 75 76 77 78 79 80 81 82 83293031323334 ?b (MPa)結 晶 度 (%) 圖 不同結晶度下抗拉強度的變化 4 結論和展望 結論 本文 研究 了注射成型過程中 剪切流動誘導的 聚合物結晶 機制及制品的力學行為。通過注射成型實驗，制備了 不同工藝條件下的 聚丙烯試樣。使用 X 射線衍射儀， 獲得 了不同工藝參數下聚丙烯試樣的結晶度，并 揭示了工藝參數對聚合物結晶機制的影響規律。通過 拉伸 實驗， 分析 了不同結晶度下制品的力學行為。主要 結論如下： (1) 注射成型過程中剪切流動會誘導 聚丙烯 結晶。在靠近模壁處強烈的剪切作用使高分子鏈取向而生成纖維狀晶體；而處于模具型腔中心部位的熔體 由于 受到很小的剪切 作用而容易 形成球晶結構 。 (2) 在模具溫度 、 注射速度 恒定 的條件下，結晶度隨機筒溫度的增加而減少，機筒溫度越高，其結晶度減少的趨勢越 平 緩。 上海工程技術大學畢業論文 注塑成型過程中聚合物結晶機制及力學行為的研究 39 (3) 在 機筒 溫度 、 注射速度 恒定 的條件下，結晶度隨模具溫度的增加而減少，模具溫度與機筒溫度相差越小，其結晶度減少的 趨勢越劇烈，相較于機筒溫度，模具溫度的變化對結晶度的影響更為顯著。 (4) 在 機筒 溫度 、模具溫度恒定 的條件下，結晶度隨注射速度的增加而增加，剪切速率越大，其結晶度增加的趨勢越劇烈，相較于溫度對結晶度的影響，剪切對結晶度的影響較小，剪切的影響幾乎是在微觀的基礎上，而溫度的影響是在宏觀的基礎上。 (5) 結晶度對制品力學行為的影響主要有 ： 結晶度高，分子鏈排列有序而緊密，分子間作用力強，密度增大 ， 表面光澤度提高 ，但 透明度降低 ；隨 著 結晶度的增大 ， 制品的 彈性模量 、 抗拉 強度和屈服強度都升高 ； 沖擊強度隨結晶度的提高而減小 ； 結晶度增加有利于提高軟化溫度和熱變形溫度 ； 結晶度提高會使體積變小，收縮率加大 ， 從而產生較大的內應力而引起翹曲 。 展望 注射成型過程中聚合物的結晶機制 方面可以繼續開展的研究工作有很多 ， 可概括為以下幾個方面 ： (1) 新型先進測試技術的應用和新型實驗方法的提出和改進 ， 對于探索聚合物微結構和形態變化具有非常重要的意義 。 (2) 進一步研究不同實驗條件對結晶形態學和動力學的影響 ， 以探究不同加工條件下 的 結晶機制。 (3) 在動力學和熱力學基礎上 ， 結合實驗結果提出新的 反映注射成型過程中 結晶機制的 結晶模型 。 上海工程技術大學畢業論文 注塑成型過程中聚合物結晶機制及力學行為的研究 40 參考文獻 [1] Hass T W, Maxwell B. 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