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塑料注射成型结晶过程三维数值模拟

高分子学报 2011年第2期21卷 173-179页

作者：严波李阳孔啸赵朋李德群上海交通大学模具CAD国家工程研究中心上海200030 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074

采用GLS(Galerkin/least-squares)、SUPG(Streamline upwind/Petrov-Galerkin)、GGLS(Galerkin gradientleast-squares)等方法对塑料注射成型过程进行三维数值模拟以获取速度、压力与温度场,基于剪切应力引起分子链取向并导致平衡熔点升高的假设推导了非等温剪切诱导结晶动力学模型,引入了注射成型过程与结晶相互作用的计算模型,建立了三维流场中结晶过程的稳定有限元计算模型.不同成型工艺条件下的数值算例表明,充模过程中一般注射时间较短,熔体温度较高,塑料结晶量很小,可以忽略不计;工艺条件决定最终制品的结晶分布,可以通过改变工艺条件获得所需要的结晶形态分布,结晶过程释放的潜热对充模后冷却过程中的温度场具有重要影响.

关键词：注射成型剪切诱导结晶动力学结晶分布潜热

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超疏水表面微结构的设计及其注射成型

表面技术 2018年第11期47卷 34-40页

作者：赖俊翁灿王飞杨冬娇中南大学机电工程学院长沙410083

目的从超疏水表面的功能设计出发,主动设计三种深宽比的微结构阵列并洞察其在不同润湿接触状态下的疏水性能。方法首先,采用热力学分析方法,建立三种深宽比微结构的系统自由能与其接触角、结构几何参数之间的函数关系,探明自主设计微结... 详细信息

目的从超疏水表面的功能设计出发,主动设计三种深宽比的微结构阵列并洞察其在不同润湿接触状态下的疏水性能。方法首先,采用热力学分析方法,建立三种深宽比微结构的系统自由能与其接触角、结构几何参数之间的函数关系,探明自主设计微结构表面的润湿性能。继而,在热力学分析的基础上,采用紫外光刻、电铸和注射成型技术相结合的方法实现三种深宽比微结构聚丙烯(PP)超疏水表面的制备。最后,进一步测量与分析聚丙烯(PP)微结构表面的润湿性能。结果三种深宽比微结构表面的静态接触角测量值均大于150?,滚动角分别为12?、14?和15?,基本达到设计目标;同时,微结构表面的表观接触角测量值与理论计算值基本符合。表面的接触角滞后分别为15?、21?、22?,且接触角滞后随着深宽比的增加而变大,使液滴在PP表面的流动性也变差。结论在设计微结构超疏水表面的过程中,可以适当降低微结构的深宽比,以获取更好的超疏水特性。自主设计的微结构表面基本实现超疏水性,为高聚物超疏水表面的功能设计与高效制备提供了理论依据与技术支撑。

关键词：超疏水润湿性微结构聚丙烯注射成型热力学分析

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注射成型PP层次结构的X射线研究

合成树脂及塑料 2009年第4期26卷 70-73页

作者：郑国强张雷刘春太申长雨彭响方郑州大学材料科学与工程学院材料成型过程及模具教育部重点实验室河南郑州450002 华南理工大学聚合物成型加工工程教育部重点实验室广东广州510640 河南工业大学化学化工学院河南郑州450001

采用广角X射线衍射仪和小角度X射线散射仪研究了注射成型聚丙烯(PP)在厚度方向上的晶型变化。结果表明:β成核剂含量较低的PP,其表层β晶型的相对含量较大,芯层较小;β成核剂含量较高的PP,其表层β晶型的相对含量较小,而芯层较大。

关键词：聚丙烯注射成型 β晶型成核剂

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陶瓷粉末注射成型热脱脂动力学过程

材料热处理学报 2012年第2期33卷 26-30页

作者：杨现锋谢志鹏刘伟长沙理工大学物理与电子科学学院湖南长沙410014 清华大学材料科学与工程系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084

对比分析了刚玉粉、α-Al2O3粉、γ-Al2O3粉和活性碳粉4种埋粉条件下热脱脂机理、传质途径和脱脂速率。结果表明当埋粉为高比表面积的活性碳和γ-Al2O3时,液相传质在低分子量粘结剂脱除的整个过程中起主导作用,而对于低比表面积的刚玉... 详细信息

对比分析了刚玉粉、α-Al2O3粉、γ-Al2O3粉和活性碳粉4种埋粉条件下热脱脂机理、传质途径和脱脂速率。结果表明当埋粉为高比表面积的活性碳和γ-Al2O3时,液相传质在低分子量粘结剂脱除的整个过程中起主导作用,而对于低比表面积的刚玉粉和α-Al2O3埋粉,液相传质主要存在于起始阶段,中、后期以气相传质为主。扩散传质方程描述了空气气氛、刚玉粉和α-Al2O3低比表面积埋粉的热脱脂过程。计算了热裂解、氧化裂解和液相挥发3种传质途径下气相产物在坯体内的扩散过程的综合扩散系数。

关键词：注射成型热脱脂动力学

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塑料注射成型熔融过程中的固相破碎现象

中国塑料 2003年第2期17卷 94-97页

作者：金志明朱复华高福荣北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所北京100029 香港科技大学化工系

注射成型熔融过程的不均匀性直接影响注射制品的质量 ,固相破碎现象是熔融过程不均匀的一个重要表现。通过自行开发的可视化实验装置 ,首次对注射熔融过程后期的固相破碎现象进行了系统的观察。

关键词：塑料注射成型熔融过程固相破碎现象可视化

工艺条件对注射成型PP/POE共混制品结晶度的影响

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高分子材料科学与工程 2011年第10期27卷 134-137,142页

作者：曾盛渠黄志高周华民刘芬邓林华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室湖北武汉430074

以矩形聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯共聚物(POE)共混制品为例,研究了注射成型工艺参数对结晶度的影响规律。通过扫描电子显微镜(SEM)得到POE分散相含量,结合差示扫描量热仪(DSC)获得PP基体的绝对结晶度。实验结果表明,通常表层的结晶度最低,例... 详细信息

以矩形聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯共聚物(POE)共混制品为例,研究了注射成型工艺参数对结晶度的影响规律。通过扫描电子显微镜(SEM)得到POE分散相含量,结合差示扫描量热仪(DSC)获得PP基体的绝对结晶度。实验结果表明,通常表层的结晶度最低,例外的是在最高注射速率条件下,表层内0.2 mm处结晶度最小;随保压压力增大结晶度减小;高的熔体温度会使剪切形成的晶核前驱(precursor)被重新融化,取向松弛,弱化充填中剪切诱导作用,造成结晶度减小;高的注射速率提高了充填结束后型腔内熔体温度,对结晶度的影响类似提高熔体温度;在低熔体温度和低注射速率条件下成型可获得高的结晶度。

关键词：聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物共混差示扫描量热注射成型工艺参数结晶度

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纳米结构零件注射成型过程的分子动力学模拟

高分子材料科学与工程 2015年第9期31卷 122-126页

作者：蒋炳炎周明勇鲁立君翁灿中南大学高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083

纳注射成型中,聚合物熔体在纳米型腔中的充填质量以及纳米结构的脱模完好性是决定纳结构零件复制质量的关键因素。文中采用分子动力学方法,建立聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)与金属镍模芯的界面模型,研究PMMA的玻璃化转变温度(Tg),深入分析注... 详细信息

纳注射成型中,聚合物熔体在纳米型腔中的充填质量以及纳米结构的脱模完好性是决定纳结构零件复制质量的关键因素。文中采用分子动力学方法,建立聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)与金属镍模芯的界面模型,研究PMMA的玻璃化转变温度(Tg),深入分析注射成型过程中分子链的运动规律以及充填过程中的密度分布、体系能量等构象统计规律,并探讨纳米结构在脱模后的变形情况。结果表明,分子模拟得到的Tg与实验结果相符;纳米结构的充填主要发生在保压阶段,其平均充填率为55.8%;纳米结构在脱模后出现了一定程度的弯曲变形,但仍能保持其整体形貌。

关键词：注射成型纳米结构充填机理分子动力学聚甲基丙烯酸甲酯

基于光学畸变要求的注射成型透明平板应力翘曲分析

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航空材料学报 2008年第6期28卷 82-87页

作者：陈宇宏袁渊张宜生李曦詹茂盛北京航空材料研究院北京100095 华中科技大学武汉430074 北京航空航天大学北京100191

研究了注射成型翘曲应力计算模拟对成型透明件光学畸变预测的意义。首先建立了残余应力计算模型和翘曲计算模型,采用了HsCAE软件的相应模块,对透明平板注射过程中的残余应力、翘曲变形及收缩进行了分析。结果表明,平板边缘的残余应力和... 详细信息

研究了注射成型翘曲应力计算模拟对成型透明件光学畸变预测的意义。首先建立了残余应力计算模型和翘曲计算模型,采用了HsCAE软件的相应模块,对透明平板注射过程中的残余应力、翘曲变形及收缩进行了分析。结果表明,平板边缘的残余应力和厚向收缩大而且不均;而中间区域的残余应力和厚向收缩率小且比较均匀;平板中间区域的翘曲变形量最大,且沿平板平面向四周均匀递减。实测了注射成型平板的外形尺寸,验证了模拟结果。光学畸变测试表明,计算模拟显示残余应力和厚向收缩分布不均的区域光学畸变相对严重,而残余应力和厚向收缩均匀的区域具有低光学畸变;翘曲变形均匀也有利于获得低光学畸变,从而显示了翘曲应力的计算模拟对光学畸变预测的指导意义。

关键词：注射成型透明件光学畸变残余应力收缩率翘曲

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PMMA注射成型工艺

光学技术 1992年第2期18卷 27-30页

作者：郑武城汤自义北京理工大学工程光学系北京100081

本文从粘流理论出发,结合科研实践,对PMMA注射成型工艺进行了讨论,分析了温度的影响,注射压力和保压压力,烘料过程以及模具温度等主要因素。

关键词：有机玻璃注射成型光学塑料