鋁粉填充改性ABS樹脂復(fù)合材料的研究.pdf

1、ABS/Al粉進(jìn)行共混注塑不僅可以滿足塑件力學(xué)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(wú)須后續(xù)拋光、噴涂等后處理工序，降低了生產(chǎn)成本，具有廣泛的市場(chǎng)推廣應(yīng)用價(jià)值。為了提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、推廣應(yīng)用，研究如何制備ABS/Al粉復(fù)合材料，及其性能與組分間的關(guān)系，具有重要意義。由于鋁粉的加入導(dǎo)致ABS/Al粉復(fù)合材料成型塑件時(shí)，熔接痕更加明顯，嚴(yán)重影響表觀質(zhì)量，研究改善熔接痕的方法很有必要。根據(jù)實(shí)際應(yīng)有需求，本文對(duì)AB

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

3、設(shè)計(jì)兩組單因素實(shí)驗(yàn)，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(duì)ABS/Al粉復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)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(wú)缺口沖擊斷面形貌，能譜分析斷面鋁粉的含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著鋁粉含量逐漸增加，ABS/Al粉復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度都逐漸降低，但拉伸強(qiáng)度、熔接痕處沖擊強(qiáng)度及V型缺口沖擊強(qiáng)度變化小;偶聯(lián)劑的加入有助于復(fù)合材料力學(xué)性能的提高

4、，但偶聯(lián)劑過(guò)量時(shí)，反而導(dǎo)致復(fù)合材料力學(xué)性能降低。
　　 第三、研究鋁粉的粒徑對(duì)ABS/Al粉復(fù)合材料流變特性、熱特性、力學(xué)性能的影響。設(shè)計(jì)一組5水平單因素實(shí)驗(yàn)，研究10μm～50μm范圍鋁粉粒徑變化對(duì)復(fù)合材料的剪切黏度、熔體流動(dòng)速率、比熱容、熱導(dǎo)率、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鋁粉的粒徑越大，材料剪切黏度越小、熔體流動(dòng)速率越大;對(duì)于材料的比熱容及熱導(dǎo)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(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度基本上都是逐漸降低，前面三組粒徑的各項(xiàng)力學(xué)性能相差不大，其中添加10μm鋁粉的復(fù)合材料的力學(xué)性能最好。
　　 第四、模擬分析ABS/Al粉復(fù)合材料注塑成型過(guò)程，研究注塑工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合材料注塑成型質(zhì)量的影響。對(duì)分別添加10μm、20μm、30μm粒徑鋁粉的復(fù)合材料分別建立材料庫(kù)（包括流變屬性參數(shù)、熱屬性參數(shù)、機(jī)械屬性參數(shù)），導(dǎo)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(fù)合材料流動(dòng)分析結(jié)果，得出建立的材料庫(kù)準(zhǔn)確性較好。設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)方案，模擬分析注塑時(shí)間、模具溫度、熔體溫度、保壓壓力四個(gè)工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合材料注塑成型質(zhì)量的影響。得出四個(gè)因素對(duì)剪切應(yīng)力、注塑壓力、體積收縮率、縮痕指數(shù)四個(gè)指標(biāo)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(nèi)局部加熱技術(shù)對(duì)注塑件熔接痕的改善情況。將分析模型劃分為三個(gè)區(qū)域，設(shè)計(jì)九組單因素實(shí)驗(yàn)?zāi)M分析，比較每組熔接痕的分析結(jié)果。結(jié)果表明