鋁粉填充改性ABS樹脂復合材料的研究.pdf

1、ABS/Al粉進行共混注塑不僅可以滿足塑件力學性能要求，而且可以成型出表面具有金屬閃光效果的注塑件，一次性注塑成型，無須后續(xù)拋光、噴涂等后處理工序，降低了生產成本，具有廣泛的市場推廣應用價值。為了提高市場競爭力、推廣應用，研究如何制備ABS/Al粉復合材料，及其性能與組分間的關系，具有重要意義。由于鋁粉的加入導致ABS/Al粉復合材料成型塑件時，熔接痕更加明顯，嚴重影響表觀質量，研究改善熔接痕的方法很有必要。根據(jù)實際應有需求，本文對AB

2、S/Al粉復合材料進行了以下幾個方面的研究:
　　 第一、探討ABS/Al粉復合材料的制備方法。利用擠出與注塑工藝制造復合材料擠出顆粒和力學樣件，比較兩種制備方式的ABS/Al粉復合材料的玻璃化轉變溫度和力學性能。結果表明，第一種直接利用混合設備將ABS樹脂、鋁粉和鋁酸酯偶聯(lián)劑三者機械混合后擠出造粒的混料方式所制得復合材料的力學性能要好。
　　 第二、研究鋁粉含量和鋁酸酯偶聯(lián)劑含量對ABS/Al粉復合材料力學性能的影響。

3、設計兩組單因素實驗，分別研究0.5～2.5phr范圍鋁粉含量與1phr～4phr范圍偶聯(lián)劑含量對ABS/Al粉復合材料拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度的影響，并利用SEM（掃描電鏡）觀察樣件熔接痕沖擊斷面和無缺口沖擊斷面形貌，能譜分析斷面鋁粉的含量。實驗結果表明，隨著鋁粉含量逐漸增加，ABS/Al粉復合材料的拉伸強度、沖擊強度、彎曲強度都逐漸降低，但拉伸強度、熔接痕處沖擊強度及V型缺口沖擊強度變化小;偶聯(lián)劑的加入有助于復合材料力學性能的提高

4、，但偶聯(lián)劑過量時，反而導致復合材料力學性能降低。
　　 第三、研究鋁粉的粒徑對ABS/Al粉復合材料流變特性、熱特性、力學性能的影響。設計一組5水平單因素實驗，研究10μm～50μm范圍鋁粉粒徑變化對復合材料的剪切黏度、熔體流動速率、比熱容、熱導率、拉伸強度、彎曲強度等性能的影響。實驗結果表明，鋁粉的粒徑越大，材料剪切黏度越小、熔體流動速率越大;對于材料的比熱容及熱導率，隨著鋁粉粒徑的改變，其值變化不大;隨著鋁粉粒徑的增大，材料

5、的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度基本上都是逐漸降低，前面三組粒徑的各項力學性能相差不大，其中添加10μm鋁粉的復合材料的力學性能最好。
　　 第四、模擬分析ABS/Al粉復合材料注塑成型過程，研究注塑工藝參數(shù)對復合材料注塑成型質量的影響。對分別添加10μm、20μm、30μm粒徑鋁粉的復合材料分別建立材料庫（包括流變屬性參數(shù)、熱屬性參數(shù)、機械屬性參數(shù)），導入Moldflow軟件模擬分析，比較純ABS、10μm鋁粉、20μm鋁粉、3

6、0μm鋁粉四組復合材料流動分析結果，得出建立的材料庫準確性較好。設計正交實驗方案，模擬分析注塑時間、模具溫度、熔體溫度、保壓壓力四個工藝參數(shù)對復合材料注塑成型質量的影響。得出四個因素對剪切應力、注塑壓力、體積收縮率、縮痕指數(shù)四個指標影響的主次程度，并獲得一組最優(yōu)工藝參數(shù)組合。
　　 第五、模擬分析研究模內局部加熱技術對注塑件熔接痕的改善情況。將分析模型劃分為三個區(qū)域，設計九組單因素實驗模擬分析，比較每組熔接痕的分析結果。結果表明