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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):

  • 孔徑?。浩骄讖?—80μm

  • 泡孔密度:109—1012 cells/cm3

輕量化技術(shù):化學(xué)法微孔發(fā)泡注塑成型

圖 微孔發(fā)泡顯微圖像(來源網(wǎng)絡(luò))

輕量化技術(shù):化學(xué)法微孔發(fā)泡注塑成型

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:

  • 低制件殘余壓力

  • 無飛邊

  • 少或無翹曲變形

  • 低合模壓力

低熔體粘度:

  • 低注射壓力

  • 低熔體溫度

  • 低模具溫度

  • 較少模具磨損

均勻并較小的模塑件收縮:

  • 制件尺寸穩(wěn)定性好

材料:

  • 材料適用面廣

成本:

  • 制件重量減少,節(jié)省材料成本

  • 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)

  • 在特定的溫度范圍內(nèi)受熱分解

  • 氣泡成核

  • 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

輕量化技術(shù):化學(xué)法微孔發(fā)泡注塑成型

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

輕量化技術(shù):化學(xué)法微孔發(fā)泡注塑成型

4)氣泡的成長和穩(wěn)定

成長動力:

  • 氣泡內(nèi)外壓差

  • 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)

  • 噴嘴前段加裝自鎖式嚅嘴,防腐止提前發(fā)泡

  • 無保壓過程

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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)

  • 合模壓力降低50%

  • 均勻的模溫及沖模流場

  • 低注射壓力、高注射速率

  • 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

  • 注射時間縮短,縮短生產(chǎn)周期

  • 不需要保壓,殘余應(yīng)力極小

  • 很少的翹曲或凹陷,制件尺寸公差精度高

  • 注塑壓力分布均勻

  • 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

輕量化技術(shù):化學(xué)法微孔發(fā)泡注塑成型

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。

輕量化技術(shù):化學(xué)法微孔發(fā)泡注塑成型

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

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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)

  • 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

輕量化技術(shù):化學(xué)法微孔發(fā)泡注塑成型

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:

719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

719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

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

720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

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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