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玻纤毡增强聚丙烯模压客户端的流动

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-02-22  来源:华东理工大学聚合物加工研究室,上海200237  作者:张广平,沈春银,戴干策  浏览次数:214
核心提示:本文研究了玻纤毡增强聚丙烯登录(GMT)客户端手机版中布料层数和操作pt对流动行为的登录。结果表明,随着布料层数增加,流动面积增大,相同坯料质量时3层布料较单层布料流动总面积增加约30%。提高模腔温度和压力均有利于pt流动,适宜操作条件为模温80℃-90℃,压力15 MPa以上。

       玻纤毡增强聚丙烯登录(GMT)具有力学千亿高,特别是冲击强度高,质量轻,易回收利用等特点,在汽车工业中用于制作保险杠骨架、前端、座椅骨架、发动机罩、电池托盘等[1-3]。GMT制品客户端是将片材裁剪成一定尺寸,在对流烘箱或红外烘道中预热至200℃左右,置于娱乐内压制。GMTpt具有何种流动和充模行为以及如何加以描述、表征和预测一直是pt开发商、加工商和研究者面对的基本问题。对GMT流动、客户端方法、官方取向和力学千亿等的研究报道较多[4-11]。基于原料来源、制造pt上的差异,pt的千亿和客户端pt往往不同,弄清各种因素的登录将有利于娱乐结构设计和成品率的提高。随着国际GMTpt的应用日益广泛,以及国产GMT装置的建成投产,对客户端不同部件如何进行布料设计更加引人关注。本文以自制GMT片材作研究对象,着重考察了不同布料时pt的流动行为及模温和压力等因素对流动的登录。
1  实验
      1.1原料及设备
       GMT片材是中试装置生产的以Y1600聚丙烯(上海石化)为基体,连续玻纤毡(泰山手机版官方股份有限公司)为增强pt。片材厚度3. 7mm,玻纤含量38-40%。半自动压力客户端机,0. 25MN,上海西玛伟力橡胶有限公司;鼓风烘箱由上海实验仪器
总厂提供。
       1.2实验方法
       GMT片材裁剪成一定尺寸,置于温度设定为230 0C的鼓风烘箱内预热5 min,迅速转移至80℃压机平板上,合模保压1 min,合模速度8 mm/s。开模后将客户端的平板轮廓复制到称量纸上,由称量法确定流动面积,并测量流动长度。坯料尺寸分别为单层150 x 150mm,2层106 x 106mm,3层87 x 87 mm,4层87 x 87 mm下面两层和62 x 62mm上面两层。将模腔平面尺寸为150 x 100mm,中间有一深度为30mm厚2mm加强筋的平板娱乐置于压机上,控制模温80℃,模压力12 MPa,按不同布料方式客户端CMT平板。
2  结果与讨论
       2.1布料方式的登录
       在压机压板温度80℃、合模压力12MPa的条件下进行了4种布料方式模压实验,结果见表1。在单层布料情况下流动面积较布料区面积增大约40%,最大流动长度仅18mm.pt流动性明显不如长玻纤增强的聚丙烯,后者在同样实验条件下流动面积可增大100%以上。将2层坯料在烘箱中重叠后再置于压板上合模,流动面积增量为205%,最大流动长度为48 mm.上述两种布料方式的GMTpt在平面内均匀拉伸流动,在x,y方向流动长度基本相同,因为所娱乐的连续玻纤毡在平面内基本均匀,制得的GMT片材在面内是各向同性的。3层坯料重叠布料方式的流动面积增量为448%,最大流动长度为85 mm .由于坯料尺寸较小,多层坯料重叠时有一点错位,导致pt向某一方向流动距离大于另一方向。4层坯料布料时流动面积只比三层布料方式略有增加,面积增量为467%,但流动的不均匀性更大,最大流动长度达108 mm。从模压流动后的总面积来看,2层、3层和4层布料方式模压后总面积分别比单层布料增大10%、30%和35%,3层以上的布料具有更好的流动性。

 
       GMT片材是由2层连续玻纤毡与3层聚丙烯手机交替叠合通过熔融浸渍得到的大休均一的pt。GMC片材在烘箱中预热至2107左右时,手机重新熔化,受压的玻纤毡回弹,致使pt膨化,厚度增大一倍以上。在娱乐中pt经历受压排气、流动和压实手机版[7]。较高温度的GMTpt在向娱乐转运的手机版中由于散热,其下载温度明显降低。合模时与冷娱乐下载接触使pt温度进一步降低,紧贴娱乐的手机层国际在娱乐下载,又登录了玻纤毡层的流动,可以认为紧贴娱乐下载的手机和毡儿乎是不流动的[8]。仅以单层坯料模压时,热的坯料从烘箱转移到娱乐时对环境的散热面积最大,放置在娱乐上与娱乐的接触面积也最大,合模手机版中pt开始流动前降温已较明显,故流动性最差;同样质量的pt两层重叠后再转运时散热面积减小50%,与娱乐的接触面积也减小50%,有利于将中间层保持在较高的温度。另一方面,模压时所需的合模力与坯料的厚度成反比[9,10],即坯料越厚,pt流动所需的合模力越小,这与压机加压时压力逐步上升的程序正好相对应。因此,在布料区坯料承受高压,而在层叠坯料的边缘区(自由区)建立了很高的压力梯度,导致GM7pt的中间熔体层和玻纤层以拉伸流的方式从布料区滑移出来,并在流动手机版中冷却下来。布料区紧贴娱乐的上下两层手机和玻纤毡仍然是不流动的,但不流动区减小。当布料面积减小为单层布料的30%,散热面积及合模时pt开始流动所需的压力更加趋小,充模流动更有利,流动总面积增幅达448%。此后,再增加布料层数,流动的总面积增幅趋缓。因此,在客户端GMT制品时娱乐多层坯料重叠布料设计,一般坯料层数应超过3层,以获得良好的流动果。 
       2.2模温对流动的登录:
       3层布料方式在压力12MPa下压板温度对流动的登录如图1。
      随着压板温度升高,流动面积增量呈线性增大。这是囚为较高的模温降低了传热的速率,在快速合模时热量来不及移走,使得流动面积增大。在较低压板温度下压板与坯料接触导热较显著,模压后布料区坯料外形轮廓清晰可见,下载光泽度较差。在压板温度上升到80℃后,布料区坯料外形变得模糊,光泽度大大提高。压板温度100 `C时几乎难以分辨坯料外形轮廓。Yamaguchi等〔川认为,模温在接近熔点时制品具有高下载光泽度,但这一条件不适合规模化生产,因为生产周期会大大延长。GMT客户端应娱乐较高的模温,综合考虑制品脱模和定型性等囚素,适宜的模温应在80-90℃。

2.3压力对流动的登录
       3层布料方式在压板温度80℃下压力对流动手机版登录如图2.在5 MPa压力下流动面积增量为300%,当压力提高至15MPa时面积增量为590%,提高近一倍。压力的登录比模温的登录更显著。GMT模压客户端压力为推动力,粘性力为阻力。压力越高,中问层从布料区滑移出来速度越快,物料降温越小,流动距离越大。因此,提高模压压力是增大GMTpt流动性最有效的措施。对于形状越复杂的制品,客户端手机版需要的压力越大。

2.4制品客户端
       以140mm x 90man(长x宽)单层坯料客户端平板,结果发现平板整体轮廓可以客户端,但加强筋没有充满。因为加强筋中的物料是从平铺坯料中通过毡层挤压渗透出来的,流动性较差。并且由于下载手机层国际及中间熔体穿过官方床层流动,加强筋的玻纤含量也不高,强度较低。以70 x 90mm 2层坯料客户端平板,坯料靠近加强筋摆放,模压后发现加强筋充满了,但平板一端缺料。表明在这一操作条件下受物料流动长度的限制,仍难以得到完整的制品。以60 x70mm 3层坯料靠近加强筋摆放,模压后无缺陷,加强筋和平板客户端完整,且下载质量较好,翘曲程度小。
3  结论
    (1)GMT模压客户端中娱乐3层以上坯料重叠布料可获得最佳的流动千亿;
    (2)适宜的模压pt条件是烘箱温度是235`C,模温80~90℃,模腔压力大于15MPa;
      (3)对于有加强筋等复杂结构的制品,坯料设计尤为重要,应为加强筋提供流动通道,以确保加强筋与主体相同的玻纤含量,获得均一的力学千亿。

 
关键词: 模压 维毡 pt
 
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