微孔發(fā)泡注塑制品泡孔的質(zhì)量如何提高呢灾螃？

與傳統(tǒng)注塑制品相比，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕揩徊、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少腰鬼、尺寸穩(wěn)定性好、成型周期短等一系列優(yōu)點塑荒。目前熄赡，欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的工藝之一，具有操作簡單齿税、效率高彼硫、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件，且能耗少，符合節(jié)約材料拧篮，降低成本這一發(fā)展理念词渤，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求。然而串绩，欠注發(fā)泡成型工藝也存在發(fā)泡制品內(nèi)部泡孔易發(fā)生大量變形缺虐，泡孔尺寸分布不均勻，所得制品表面存在大量的氣痕礁凡、銀紋等缺陷高氮，制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進一步應(yīng)用顷牌。

國家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團隊采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置剪芍，利用化學(xué)欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓（GCP）對微孔注塑過程中發(fā)泡行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)窟蓝，采用氣體反壓可以減少發(fā)泡注塑制品的泡孔變形以及不均勻等缺點罪裹，改善了泡孔的形態(tài)。

實驗方法

將PP疗锐、發(fā)泡劑(AC)坊谁、發(fā)泡助劑[Zn(St)2／ZnO]按照98.5∶1∶0.5的比例混合均勻后加入料筒中進行塑化。然后打開氣體反壓裝置滑臊，在型腔中分別注入固定的GCP為0，0.2箍铲，0.4雇卷，0.6，0.8 MPa的氣體颠猴，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進行發(fā)泡关划，冷卻后，取出PP發(fā)泡樣品翘瓮。

GCP對充模過程中熔體壓力的影響

熔體注射完后贮折，熔體壓力瞬間達到值。隨著GCP從0增加至0.8 MPa资盅，熔體內(nèi)部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa调榄，注射完成后，隨著氣體的排出呵扛，熔體壓力瞬間下降每庆，隨著冷卻收縮，熔體壓力逐漸趨于0 MPa今穿。由此可知缤灵，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境。

GCP對泡孔質(zhì)量的影響

在沒有施加氣體反壓時腮出，由于熔體流動速率遠大于泡孔的膨脹速率帖鸦，泡孔發(fā)生流動剪切變形，導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時間和作用力較大胚嘲，在流動方向上出現(xiàn)很大的變形富蓄，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象，泡孔形貌極不規(guī)則慢逾，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小立倍，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)。同時發(fā)現(xiàn)侣滩，隨著GCP的增大口注，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變君珠，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大寝志，泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布。當(dāng)GCP達到0.8 MPa時策添，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)材部，此時整體泡孔的變形較小。

這是因為GCP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動剪切作用唯竹，GCP值越大乐导，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大，泡孔受到熔體的約束力大浸颓，泡孔不易發(fā)生變形物臂。

GCP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響

GCP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示〔希可知棵磷，在常壓下泡孔的非變形層(也就是規(guī)則泡孔區(qū))厚度僅占整個樣品厚度的10.9%；隨著GCP的增大晋涣，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高仪媒，GCP為0.8 MPa時，升高至26.7%谢鹊。而泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例隨著GCP的增大而大幅度下降算吩，從63.7%下降到45.4%，這說明GCP可以減小泡孔變形層撇贺，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍赌莺。對變形層的泡孔變形度進行統(tǒng)計，如下圖所示松嘶，泡孔的平均長度隨著GCP的增加艘狭，整體呈現(xiàn)減小的趨勢，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小巢音，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8 MPa下的0.304泡孔變形度遵倦，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小官撼。

對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進行統(tǒng)計梧躺，見圖c，隨著GCP的增加傲绣，當(dāng)GCP為0.2 MPa時泡孔直徑略有減小掠哥，但隨著GCP的進一步增大，泡孔直徑從36.09 μm增大到41.93 μm秃诵。這是因為GCP的增大使得熔體的壓力也隨之增大续搀，使得泡孔的成核臨界能壘升高，泡孔的成核速率下降菠净，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱禁舷，更多的氣體在卸壓階段促進泡孔的生長，因此熔體壓力越大毅往，泡孔直徑越大牵咙。

GCP提高了充模時的熔體壓力，有效地降低了泡孔的變形攀唯，且隨著GCP的升高洁桌，泡孔直徑增大，泡孔密度下降革答，發(fā)泡材料的質(zhì)量減少整體趨于不變战坤。

結(jié)論

隨著GCP從0增加至0.8 MPa，熔體內(nèi)部的壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa残拐，使充模過程中受流動影響的泡孔數(shù)減小，減小了泡孔受到的流動剪切力碟嘴。

隨著GCP的增大溪食，泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%，變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304娜扇，泡孔的平均長度增大错沃。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌，減小了泡孔變形層的厚度雀瓢，拓寬了規(guī)則泡孔層的厚度枢析。

 GCP增加了熔體流動時的阻力，提高了注塑充模階段的熔體壓力刃麸，使得臨界成核點后移醒叁，泡孔的成核長大在充模后進行，進而改善了制品泡孔的形貌。