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高压处理对聚丁烯-1/聚丙烯共混物结晶结构及力学性能的影响

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高分子学报 2023年第12期54卷 1925-1934页

作者：张效琳李贞印魏聪施智勇王亚明刘春太申长雨邵春光郑州大学、橡塑模具国家工程研究中心郑州450002

利用广角X射线、示差扫描量热仪和电子扫描显微镜研究了不同压力下聚丁烯-1/聚丙烯(iPB-1/iPP)共混物的结晶情况.结果表明,较高的压力能够有效抑制iPB-1和iPP的相分离,细化iPB-1富集区的尺寸,从而抑制iPB-1中form Ⅱ的生长,为form Ⅰ’... 详细信息

利用广角X射线、示差扫描量热仪和电子扫描显微镜研究了不同压力下聚丁烯-1/聚丙烯(iPB-1/iPP)共混物的结晶情况.结果表明,较高的压力能够有效抑制iPB-1和iPP的相分离,细化iPB-1富集区的尺寸,从而抑制iPB-1中form Ⅱ的生长,为form Ⅰ’的生成争取空间;高压下产生的γ-iPP晶能够诱导form Ⅰ’成核,促进form Ⅰ’的生成,且共混物中生成的form Ⅰ’结构更稳定,能够在较高的压力范围内(200~500 MPa)稳定存在.较小尺寸的iPB-1富集区、form Ⅰ’相iPB-1以及γ-iPP的形成,能够提高iPB-1/iPP共混制品的断裂强度和断裂伸长率,改善其力学性能.

关键词：聚丁烯-1/聚丙烯共混物高压结晶结构稳定性力学性能

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气辅成型过程中可压缩空气流动数值模拟

化工学报 2013年第3期64卷 906-911页

作者：石宪章黄明赵振峰申长雨田中郑州大学橡塑模具国家工程研究中心河南郑州450002

气辅成型技术能够有效地改善产品力学性能、提高产品的质量,因此在注射成型生产中应用广泛,与之相应的气辅成型CAE技术也得到了快速发展。当前的气辅成型CAE技术中假定空气为不可压缩流体,忽略了空气的可压缩性,因此研究气辅成型过程中... 详细信息

气辅成型技术能够有效地改善产品力学性能、提高产品的质量,因此在注射成型生产中应用广泛,与之相应的气辅成型CAE技术也得到了快速发展。当前的气辅成型CAE技术中假定空气为不可压缩流体,忽略了空气的可压缩性,因此研究气辅成型过程中可压缩空气的流动行为具有一定的实际意义。针对气辅成型过程中可压缩空气流动的复杂行为,基于假设将复杂的三维(3D)流动问题转化为二维(2D)。采用CBS方法建立2D瞬态可压缩空气流动的有限元分析模型,求解算法采用预共轭梯度法,并用VC++完成了算法编制,实现了可压缩空气流动过程的数值模拟,其压力结果可作为充填流动分析的基础数据。

关键词：气辅成型特征分列法数值模拟可压缩流动有限元法

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微注塑聚丙烯制品的形态结构

高分子材料科学与工程 2013年第5期29卷 74-78页

作者：李爽王利霞李倩郑谏齐王心超秦智慧申长雨郑州大学橡塑模具国家工程研究中心河南郑州450002

微注塑成型中,聚合物熔体在型腔中的流动形态与传统注塑中有很大的不同,研究成型工艺条件对微注塑制品形态结构的影响对控制微制品形态结构、提高微制品性能具有重要的意义。文中以等规聚丙烯(iPP)为原料,采用单因素实验,研究注塑成型... 详细信息

微注塑成型中,聚合物熔体在型腔中的流动形态与传统注塑中有很大的不同,研究成型工艺条件对微注塑制品形态结构的影响对控制微制品形态结构、提高微制品性能具有重要的意义。文中以等规聚丙烯(iPP)为原料,采用单因素实验,研究注塑成型中熔体温度和注射速度两个主要工艺参数对1mm和200μm厚微制品形态结构的影响及微制品中的一些特殊的形态结构现象。实验结果表明,1mm厚微制品的形态分布呈典型皮芯结构,而200μm厚微制品观察不到有非晶冷冻层和球晶结构,全部是具有明显shish-kebab结构的剪切层。

关键词：等规聚丙烯微注塑成型形态结构注射速度熔体温度

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微注塑拉伸试样设计及流动特性分析

高分子材料科学与工程 2013年第12期29卷 117-120页

作者：王心超王利霞张勤星申长雨李倩郑州大学橡塑模具国家工程研究中心河南郑州450002

微拉伸试样的设计,是成功测试微尺度下力学性能的关键。文中设计了不同厚度微拉伸试样及相应的微注塑模具,分析了模具设计及尺度效应对微拉伸试样充填行为的影响,并研究了工艺参数对不同厚度微试样(0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm)充填行为... 详细信息

微拉伸试样的设计,是成功测试微尺度下力学性能的关键。文中设计了不同厚度微拉伸试样及相应的微注塑模具,分析了模具设计及尺度效应对微拉伸试样充填行为的影响,并研究了工艺参数对不同厚度微试样(0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm)充填行为的影响。短射实验表明,随着微试样厚度减小,在微试样有效拉伸长度内,熔体流动前沿呈现为一维平板流动;4个厚度下,0.5mm厚的熔体流动性明显优于其它3个尺寸。工艺影响实验表明,随注射速度、模具温度、熔体温度工艺参数的增加,熔体流动性增强。

关键词：微注塑成型微拉伸试样设计流动特性尺度效应

基于统一网格的塑件成型与模具结构一体化分析

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化工学报 2012年第8期63卷 2617-2622页

作者：黄明石宪章刘春太赵振峰申长雨郑州大学橡塑模具国家工程研究中心河南郑州450002

针对精密注射成型对模具变形准确预测的需求,基于CAD模型生成了统一的塑件成型分析与模具结构分析网格,实现了成型分析结果数据到结构分析的无缝输入。利用自主开发的注射成型过程仿真系统和ANSYS软件,进行了一体化分析研究。针对某型... 详细信息

针对精密注射成型对模具变形准确预测的需求,基于CAD模型生成了统一的塑件成型分析与模具结构分析网格,实现了成型分析结果数据到结构分析的无缝输入。利用自主开发的注射成型过程仿真系统和ANSYS软件,进行了一体化分析研究。针对某型号航天产品的研发,分别开展了模具在最大注射压力、热应力及二者共同作用下的模具变形CAE分析,有效校核了模具的刚度,保证了产品的顺利成型与尺寸精度。

关键词：一体化分析统一网格注射成型结构分析

熔体温度对注塑成型iPP制品结晶形态的影响

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高分子材料科学与工程 2012年第7期28卷 79-82页

作者：刘岩王利霞李倩申长雨贾振华郑州大学橡塑模具国家工程研究中心河南郑州450002

注塑成型聚丙烯制品的内部结晶形态对制品的最终性能起着至关重要的作用,而结晶形态的形成对成型条件(尤其是熔体温度)有一定依赖性。文中利用偏光显微镜、小角X射线散射和广角X射线衍射等实验方法,详细研究了熔体温度对注塑成型iPP制... 详细信息

注塑成型聚丙烯制品的内部结晶形态对制品的最终性能起着至关重要的作用,而结晶形态的形成对成型条件(尤其是熔体温度)有一定依赖性。文中利用偏光显微镜、小角X射线散射和广角X射线衍射等实验方法,详细研究了熔体温度对注塑成型iPP制品结晶形态的影响。研究结果表明,在实验温度范围内,制品厚度方向形态呈现五层皮芯结构,即冷冻层、过渡层、剪切层、β晶层、α球晶层。随着熔体温度提高,皮层厚度减小;结晶度提高,取向度极大值并无明显变化。

关键词：注塑成型熔体温度形态结晶

半结晶聚合物注射成型中结晶动力学的数值模拟

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高分子学报 2008年第8期18卷 771-778页

作者：申长雨周应国陈静波郑州大学橡塑模具国家工程研究中心郑州450002

对半结晶聚合物注射成型过程及其结晶过程进行偶合模拟,分析了二者的相互影响.具体是在注射成型数值模拟中考虑结晶动力学效应,分别在本构方程、能量方程及材料物性参数方程中引入反映结晶效应的参数;同时在结晶动力学计算中考虑流动诱... 详细信息

对半结晶聚合物注射成型过程及其结晶过程进行偶合模拟,分析了二者的相互影响.具体是在注射成型数值模拟中考虑结晶动力学效应,分别在本构方程、能量方程及材料物性参数方程中引入反映结晶效应的参数;同时在结晶动力学计算中考虑流动诱导效应,从能量的角度提出并使用修正的动力学模型,用材料流动过程的耗散能表征流动对结晶的影响.通过对等规聚丙烯(iPP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)两种半结晶聚合物注射过程模拟结果的分析比较,证实成型过程具有加速结晶的作用.同时,材料的结晶也对注射成型加工过程,尤其是保压与冷却过程的温度场分布有较大的影响.

关键词：注射成型结晶动力学数值模拟耗散能

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注塑成型流动诱导应力的数值计算

计算力学学报 2008年第5期25卷 682-686页

作者：田中曹伟申长雨郑州大学橡塑模具国家工程研究中心郑州450002

根据注塑成型的特点引入合理的假设,简化了粘性、可压缩、非等温塑料熔体流动的控制方程及基于PTT(Phan Thien Tanner)模型的本构方程,用分部积分法推导了关于压力场的拟Poisson方程,用待定系数法导出了流动应力的解析表达式。用有限元... 详细信息

根据注塑成型的特点引入合理的假设,简化了粘性、可压缩、非等温塑料熔体流动的控制方程及基于PTT(Phan Thien Tanner)模型的本构方程,用分部积分法推导了关于压力场的拟Poisson方程,用待定系数法导出了流动应力的解析表达式。用有限元法求解压力场,有限差分及"上风"法离散求解温度场,根据解析表达式计算速度场及应力场,再进行应力-速度迭代求出非线性问题的最终解。比较了PC材料的模拟结果与光弹实验结果,模拟结果与实验结果基本一致。

关键词：注塑成型粘弹性流动待定系数法 “上风”法

工艺参数对聚甲醛微注塑制品力学性能的影响机理

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高分子材料科学与工程 2017年第2期33卷 89-94页

作者：王利霞王永贞王东方张杨孙亚敏李倩申长雨郑州大学力学与工程科学学院郑州450001 郑州大学微纳成型技术国家级国际联合研究中心郑州450001 郑州大学橡塑模具国家工程研究中心郑州450002

基于单因素实验,研究工艺参数对不同厚度聚甲醛(POM)微注塑制品屈服应力、弹性模量、断裂强度和断裂伸长率等力学性能指标的影响,并基于制品形态结构分析工艺参数对制品力学性能的影响机理。实验结果表明,随着注射速度的增大,1.0mm厚微... 详细信息

基于单因素实验,研究工艺参数对不同厚度聚甲醛(POM)微注塑制品屈服应力、弹性模量、断裂强度和断裂伸长率等力学性能指标的影响,并基于制品形态结构分析工艺参数对制品力学性能的影响机理。实验结果表明,随着注射速度的增大,1.0mm厚微制品的皮层厚度减小,过渡层厚度增加,结晶度增大,综合效应使得屈服应力、断裂强度和弹性模量增大,断裂伸长率减小;0.2mm厚微制品的皮层厚度占主导地位,其力学性能是由皮层的力学性能决定,皮层厚度先增大后减小使得屈服应力、断裂强度和弹性模量先增大后减小,断裂伸长率先减小后增大。随着熔体温度的升高,1.0mm厚微制品的分子链取向度减小,皮层厚度减小,收缩量增大,使得屈服应力、断裂强度和弹性模量减小,断裂伸长率增大;而0.2mm厚微制品的皮层减小,但过渡层增加,结晶度增大,且补料更充分,综合作用使得屈服应力、断裂强度和弹性模量增大,断裂伸长率减小。随着模具温度的升高,1.0mm厚微制品的皮层比例减小,结晶度增大,结晶度影响占主导,使得屈服应力、断裂强度和弹性模量逐渐增大,断裂伸长率减小;而0.2mm厚微制品的皮层厚度占主导,皮层厚度明显减小使得屈服应力、断裂强度和弹性模量减小,断裂伸长率增大。

关键词：微尺度微注射成型力学性能单因素实验工艺参数聚甲醛形态