振动注塑对尼龙6凝聚态结构及其性能的影响

论文摘要

在聚合物加工过程中，成型加工条件影响聚合物的凝聚态结构，从而影响制品宏观性能。因此可以在成型加工过程中通过特殊的方法改变聚合物的凝聚态结构从而提高其性能。振动注塑就是基于这个思路进行的研究。本论文主要对比了常规注塑试样和振动注塑试样物理性能的差别。研究了机械振动频率、振动压力和模具温度等对尼龙6力学性能、结晶形态、结晶度和粘度的影响。主要结论如下：(1)振动试样的冲击强度和拉伸强度比未振动试样有所提高，拉伸强度最大增幅为25.6％。拉伸强度随振动频率的增加有先上升后平稳的趋势，在振动频率为0.47Hz后拉伸强度基本稳定。(2)通过广角X射线衍射测试我们发现，振动作用会使尼龙6的γ晶型减少，更有利于α晶型的生成。在振动和未振动试样的表层都是γ晶，在振动试样的次表层中α晶的含量远远高于未振动试样，在试样的芯层，振动试样和未振动试样都是α晶。(3)通过DCS测试，我们发现振动试样的次表层的熔程要比试样芯层的宽25℃左右，说明试样在振动作用下生成了比较细化的球晶。振动试样次表层的结晶度远远高于表层，部分振动试样的次表层的结晶度高于芯层。(4)通过SEM的观察我们发现振动试样的次表层的球晶数量比未振动试样要多，而且分布均匀。说明振动在结晶过程中能促使晶核的产生，有利于试样结晶度的提高。(5)通过型腔压力的在线监测，我们发现高频率振动的试样振动时间要比低频率振动的时间长，这个说明高频剪切能使聚合物熔体发热，粘度变小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 聚酰胺类聚合物的应用及其优点
• 1.2 常规注射成型的局限性
• 1.3 振动注射的优点及其理论基础
• 1.4 超声波振动场对聚合物结构的影响
• 1.5 机械振动场对聚合物结构的影响
• 1.5.1 螺杆振动技术
• 1.5.2 料筒振动技术
• 1.5.3 浇口振动技术
• 1.5.4 多浇口推拉注射成型
• 1.6 尼龙6的结构
• 1.6.1 聚合物的近程和远程结构
• 1.6.2 尼龙6的结晶结构
• 1.7 尼龙6结晶结构的研究进展
• 1.8 本课题研究的意义和主要任务
• 1.8.1 本课题研究意义
• 1.8.2 本课题主要研究任务
• 第二章 实验装置及测试方法
• 2.1 实验采用装置
• 2.2 实验原料及挤出参数
• 2.3 实验测试方法
• 第三章 测试结果与讨论
• 3.1 模具型腔压力监测
• 3.2 充模过程模拟分析
• 3.3 机械性能测试结果
• 3.3.1 振动频率对试样拉伸强度的影响
• 3.3.2 振动压力对试样拉伸强度的影响
• 3.3.3 振动频率对试样冲击强度的影响
• 3.3.4 振动压力对试样冲击强度的影响
• 3.3.5 振动频率对试样断裂伸长率的影响
• 3.3.6 振动压力对试样断裂伸长率的影响
• 3.3.7 总结
• 3.4 广角X射线衍射（WAXD）结果
• 3.4.1 试样表层测试结果
• 3.4.2 试样次表层测试结果
• 3.4.3 试样芯层测试结果
• 3.4.4 结论
• 3.5 差示扫描量热分析（DSC）结果
• 3.5.1 升温速度10℃/min
• 3.5.2 升温速度20℃/Min
• 3.5.3 结论
• 3.6 偏光显微镜测试结果
• 3.6.1 高温3℃/min缓慢降温
• 3.6.2 高温100℃/min快速降温
• 3.6.3 高温10℃/min降温
• 3.6.4 结论
• 3.7 扫描电镜（SEM）测试结果
• 3.7.1 0.47Hz85Mpa振动试样
• 3.7.2 静态注塑试样
• 3.7.3 结论
• 第四章 总结论
• 参考文献
• 在校期间发表论文
• 致谢