一、微孔發(fā)泡注塑成型特點(diǎn)
微孔發(fā)泡技術(shù)起源于1982年MIT聚合物實(shí)驗(yàn)的發(fā)明。
Microcellular Foam Injecton Molding的特點(diǎn):
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孔徑?。浩骄讖?—80μm
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泡孔密度:109—1012 cells/cm3
圖 微孔發(fā)泡顯微圖像(來源網(wǎng)絡(luò))
圖 微孔發(fā)泡注塑制品(來源昊智)
二、微孔發(fā)泡注塑工藝優(yōu)點(diǎn)
低模腔壓力:
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低制件殘余壓力
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無飛邊
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少或無翹曲變形
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低合模壓力
低熔體粘度:
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低注射壓力
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低熔體溫度
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低模具溫度
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較少模具磨損
均勻并較小的模塑件收縮:
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制件尺寸穩(wěn)定性好
材料:
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材料適用面廣
成本:
-
制件重量減少,節(jié)省材料成本
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注塑加工周期縮短,提高生產(chǎn)效率
三、化學(xué)法微孔發(fā)泡注塑的三個基本點(diǎn)
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在特定的溫度范圍內(nèi)受熱分解
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氣泡成核
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氣泡的生長和穩(wěn)定
四、化學(xué)法微發(fā)泡關(guān)鍵工藝
1) 提高氣體擴(kuò)散系數(shù)(改變溫度):溫度升高、擴(kuò)散系數(shù)增大
2) 提供足夠的混合均化:設(shè)計(jì)螺桿產(chǎn)生強(qiáng)剪切作用,使氣泡拉伸變形
圖 氣泡成長過程示意圖(來源網(wǎng)絡(luò))
3)氣泡成核:升高溫度、降低壓力、泡筒中保持一定的背壓
4)氣泡的成長和穩(wěn)定
成長動力:
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氣泡內(nèi)外壓差
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氣體擴(kuò)散
成長阻力:
-
熔體粘度
-
表面張力
在化學(xué)法注塑微發(fā)泡時,控制熔體溫度和模具溫度,可以抑制泡孔成長
五、化學(xué)法微發(fā)泡注塑要點(diǎn)
-
注射體積速率要滿足:注射速率要高
-
注射壓力可降低40-50%(降低熔體粘度)
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噴嘴前段加裝自鎖式嚅嘴,防腐止提前發(fā)泡
-
無保壓過程
圖 微泡注射與普通注射的加工周期比較(來源網(wǎng)絡(luò))
六、化學(xué)法微發(fā)泡注塑的優(yōu)點(diǎn)
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合模壓力降低50%
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均勻的模溫及沖模流場
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低注射壓力、高注射速率
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能在螺桿停轉(zhuǎn)和注射開始前,保持一定的壓力,防止預(yù)發(fā)泡
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注射時間縮短,縮短生產(chǎn)周期
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不需要保壓,殘余應(yīng)力極小
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很少的翹曲或凹陷,制件尺寸公差精度高
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注塑壓力分布均勻
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產(chǎn)品韌性增強(qiáng)
七、化學(xué)法微發(fā)泡對材料性能的影響
減重比與拉伸強(qiáng)度的關(guān)系
圖 減重與拉伸強(qiáng)度的關(guān)系
隨減重比增大,材料強(qiáng)度降低,GF增強(qiáng)材料,降低幅度較小
沖擊強(qiáng)度:
-
不僅與減重比有關(guān)
-
皮層厚度有關(guān)
-
泡孔形態(tài)有關(guān):泡孔尺寸、沖擊強(qiáng)度高
對于化學(xué)法微發(fā)泡而言:
建議注塑微發(fā)泡重量降低比:10-25%之間,此時制品的性能損失僅20%左右。
圖 機(jī)械性能與減重的關(guān)系
八、用最少的強(qiáng)度損失,得到最大的制件減重的方法
1)制件流長控制在150以下
2)產(chǎn)生盡可能多均勻的微小泡孔
3)平衡制件表皮厚度和發(fā)泡芯層厚度之比例
4)增加表皮厚度可提高撓曲強(qiáng)度
5)加入填料,尤其是玻璃纖維作為填料,控制纖維取向可大幅度的增加強(qiáng)度
6)加入成核劑,提高成核率以得到小而多的微孔泡
7)控制冷卻時間和模具溫度,熔體溫度,以得到合適的制件表皮和發(fā)泡芯層的比例
圖 微孔發(fā)泡注塑制品(來源昊智)
九、對注塑機(jī)和模具有的要求
對注塑機(jī)的要求:
-
自鎖式噴嘴
-
設(shè)計(jì)發(fā)泡工藝用螺桿:增加壓力限制元件,防止氣體反流;螺桿頭增強(qiáng)混合功能設(shè)計(jì)
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增加機(jī)筒長徑比
對模具的要求:
-
熱流道和澆口設(shè)計(jì):
所有熱澆道都必須是閥式澆口,非閥式澆口不能用于注塑發(fā)泡
閥式澆口必須能免承受24Mpa以上的熔體力而不泄露、滴料
從注塑機(jī)噴嘴到每個澆口的距離應(yīng)該相等,而且流道直徑也應(yīng)該相同
盡可能對閥式澆口單獨(dú)控制
-
冷流道和澆口設(shè)計(jì):
冷流道的成核點(diǎn)在注塑機(jī)的自鎖式噴嘴上
主流道長度小于50mm
流道上端直徑稍大于噴嘴直徑
流道的尺寸應(yīng)接近注塑件的厚度
-
澆口設(shè)計(jì)
開設(shè)澆口應(yīng)在厚壁處
澆口設(shè)置應(yīng)考濾流動系數(shù)
流動系數(shù)和減重間的對應(yīng)關(guān)系
流動系數(shù)(L/t) |
典型的最大減重/% |
50:1 |
20+ |
100:1 |
15-20 |
150:1 |
10-15 |
200:1 |
5-10 |
(流動系數(shù):流程與厚度比)
-
排氣系統(tǒng)
模具充分排氣是生產(chǎn)高質(zhì)量注塑件的關(guān)鍵
分模線處必須排出周邊區(qū)域的40—50%
流道的每個換向處都排氣,靠近澆口
-
模溫系統(tǒng)
模具可采用傳熱效率高的材料制作
配備快速升、降溫系統(tǒng),以獲得制件高的表面質(zhì)量
模具內(nèi)嵌件、滑塊和活動鋼板應(yīng)設(shè)水路。
本文素材由山東昊智提供,艾邦團(tuán)隊(duì)整理編輯
山東昊智新型材料科技有限公司于2017年投資成立,是一家以塑料發(fā)泡環(huán)保材料為主,集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的高科技新型材料公司。昊智公司是國內(nèi)將高熔體強(qiáng)度聚丙烯工業(yè)化量產(chǎn)的公司之一,主要生產(chǎn)自主研發(fā)的高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)、聚丙烯(PP)發(fā)泡劑/母料、聚乙烯(PE)發(fā)泡劑/母料、聚苯乙烯(PS)發(fā)泡劑/母料、復(fù)合型AC改性發(fā)泡劑、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)發(fā)泡劑/母料、聚氯乙烯(PVC)發(fā)泡劑/母料、微球發(fā)泡劑/母料、熱塑性彈性體發(fā)泡劑/母料等。
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活動推薦:安踏|李寧|科思創(chuàng)|比亞迪與您相約7月19日無錫聚合物發(fā)泡研討會
2018國際聚合物先進(jìn)發(fā)泡技術(shù)研討會
時間:2018年7月19~20日
地點(diǎn):無錫希爾頓逸林酒店
主要議題:
7月19日上午:發(fā)泡專用原料開發(fā)及性能評價專題
報告時間 |
報告題目 |
報告人 |
單位 |
8:45-9:15 |
TPU與CO2的相互作用及其發(fā)泡性能 |
趙玲,教授 |
華東理工大學(xué) |
9:15-9:45 |
聚丙烯發(fā)泡性能評價體系及其產(chǎn)品開發(fā) |
信春玲,博士 |
北京化工大學(xué) |
9:45-10:15 |
國產(chǎn)化高熔體強(qiáng)度聚丙烯樹脂E02ES的開發(fā)及產(chǎn)品應(yīng)用 |
郭鵬,博士 |
中石化北京化工研究院 |
10:15-10:30 |
茶歇 |
||
10:30-11:00 |
高熔體強(qiáng)度聚丙烯樹脂的開發(fā)及產(chǎn)品應(yīng)用 |
趙民驥,經(jīng)理 |
北歐化工(Borealis) |
11:00-11:30 |
國產(chǎn)化高熔體強(qiáng)度聚丙烯HMS1602的開發(fā)及產(chǎn)品應(yīng)用 |
姜凱,博士 |
中石油北京化工研究院 |
11:30-12:00 |
MFX系列高熔體強(qiáng)度聚丙烯的性能及應(yīng)用 |
藤田浩之 |
日本JPP公司 |
7月19日下午:注塑發(fā)泡技術(shù)專題
報告時間 |
報告題目 |
報告人 |
單位 |
13:30-14:00 |
功能性微納孔發(fā)泡技術(shù) |
黃漢雄,教授 |
華南理工大學(xué) |
14:00-14:30 |
微孔發(fā)泡注塑設(shè)備技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用 |
韓睿,大客戶經(jīng)理 |
克勞斯瑪菲公司 |
14:30-15:00 |
輕量化和功能化超臨界微孔發(fā)泡注塑成型和模具技術(shù) |
劉春太,教授 |
鄭州大學(xué) |
15:00-15:30 |
Coreback注塑發(fā)泡設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā) |
龔維,教授 |
貴州師范大學(xué) |
15:30-15:45 |
茶歇 |
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新型發(fā)泡技術(shù)及工藝專題: |
|||
15:45-16:15 |
LNG船用高分子泡絕熱保溫沫材料開發(fā)和應(yīng)用進(jìn)展 |
王利群,教授 |
浙江大學(xué),浙江蒲森 |
16:15-16:45 |
模壓發(fā)泡TPU及其性能評價和應(yīng)用 |
姜修磊,博士 |
浙江新恒泰公司 |
16:45-17:15 |
結(jié)晶誘導(dǎo)的PLA發(fā)泡材料結(jié)構(gòu)演變與調(diào)控 |
王向東,教授 |
北京工商大學(xué) |
17:15-17:45 |
彈性體超臨界氮?dú)獍l(fā)泡板材的制備與往復(fù)壓縮性能研究 |
張振秀,博士 |
青島科技大學(xué) |
17:45-18:15 |
EPP發(fā)泡技術(shù)及其應(yīng)用開發(fā) |
曾佳,經(jīng)理 |
無錫會通新材料 |
7月20日上午:擠出發(fā)泡技術(shù)專題
報告時間 |
報告題目 |
報告人 |
單位 |
8:30-9:00 |
擠出發(fā)泡裝備技術(shù)進(jìn)展及產(chǎn)品開發(fā) |
徐淼,經(jīng)理
|
貝爾斯托夫公司 |
9:00-9:30 |
超臨界流體連續(xù)擠出發(fā)泡關(guān)鍵技術(shù) |
李東生,總經(jīng)理 |
南京創(chuàng)博機(jī)械股份有限公司 |
9:30-10:00 |
超臨界二氧化碳輔助聚丙烯反應(yīng)擠出發(fā)泡一體化技術(shù) |
曹堃,教授 |
浙江大學(xué) |
10:00-10:15 |
茶歇 |
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10:15-10:30 |
聚丙烯發(fā)泡片材生產(chǎn)技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā) |
林一安,總經(jīng)理 |
臺灣瑞巨塑膠工業(yè)股份有限公司 |
10:30-11:00 |
PS/CO2擠出發(fā)泡裝備及技術(shù) |
劉志輝,總經(jīng)理 |
北京格瑞爾斯環(huán)保技術(shù)公司 |
11:00-11:30 |
PET樹脂的發(fā)泡性能評價及連續(xù)擠出發(fā)泡技術(shù) |
何亞東,教授 |
北京化工大學(xué) |
11:30-11:40 |
EPP產(chǎn)業(yè)園推薦 |
張亮總經(jīng)理 |
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徐小姐:18617020032(同微信)ab020@polytpe.com
江先生:18666186648 jyg@polytpe.com
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