成型方法對SCF微孔發(fā)泡制品泡孔結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響.pdf

1、當(dāng)今社會正面臨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染問題。超臨界流體（Supercritical Fluids, SCF）微孔發(fā)泡材料中大量微小泡孔的存在能夠減少產(chǎn)品使用的原材料和消耗的能源，同時微孔發(fā)泡制品的一些性能更加優(yōu)異。憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢，微孔發(fā)泡技術(shù)一度成為研究熱點(diǎn)，但是也面臨著諸多問題和挑戰(zhàn)。其中如何成型具有高密度且規(guī)則排列的微孔結(jié)構(gòu)以獲得更加優(yōu)異的機(jī)械性能正是一個亟待解決的問題。本文分別采用了常規(guī)發(fā)泡、高壓發(fā)泡和注壓發(fā)泡方法制備出 SCF

2、微孔發(fā)泡制品，探究了不同成型方法和不同工藝條件對制品泡孔結(jié)構(gòu)的影響。主要工作如下：
　　（1）設(shè)計(jì)并制造出適應(yīng)三種不同成型方法的多功能試驗(yàn)?zāi)＞?，?yīng)用模流分析軟件Moldflow模擬仿真材料聚苯乙烯（PS）的熱塑性注射成型和微孔發(fā)泡注射成型充填過程，評價模具和材料PS的成型性能。結(jié)果表明：帶有彈簧結(jié)構(gòu)的壓縮框和活動型腔板是該實(shí)驗(yàn)?zāi)＞咴O(shè)計(jì)的關(guān)鍵；相較于熱塑性注射成型，微孔發(fā)泡注射成型的充填時間更短，熔體前沿溫度更低，充填完成瞬時的型腔

3、壓力低且在型腔內(nèi)分布更加均勻。
　?。?）研究SCF含量、螺桿背壓和預(yù)充填量對常規(guī)發(fā)泡制品泡孔結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：常規(guī)發(fā)泡制品垂直流動方向斷面上的泡孔為圓形或者橢圓形，而在沿著流動方向上的泡孔為長條狀。泡孔的排布保留著明顯的泉涌流動痕跡，沿著流動方向上的泡孔形態(tài)、尺寸和密度均具有明顯的不均一性。
　　（3）研究保壓壓力和保壓時間對高壓發(fā)泡制品泡孔結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：當(dāng)保壓壓力為600bar，保壓時間為5s時，泡孔密度最高

4、（6.6×105cells/cm3），泡孔尺寸最小（45μm）；在優(yōu)化后的工藝條件下，高壓發(fā)泡制品垂直于流動方向和沿著流動方向斷面上的泡孔均為圓形。
　?。?）研究壓縮壓力和壓縮時間對注壓發(fā)泡制品泡孔結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：當(dāng)壓縮壓力為400bar，壓縮時間為5s時，泡孔密度最高（4.3×106cells/cm3），泡孔尺寸最?。?0μm）；在優(yōu)化后的工藝條件下，注壓發(fā)泡制品垂直于流動方向和沿著流動方向斷面上的泡孔均為圓形。