微孔發(fā)泡注塑制品泡孔的質(zhì)量如何提高呢？

與傳統(tǒng)注塑制品相比，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕乎串、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少、尺寸穩(wěn)定性好旺上、成型周期短等一系列優(yōu)點。目前糖埋，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宣吱，具有操作簡單、效率高瞳别、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件凌节，且能耗少钦听，符合節(jié)約材料洒试，降低成本這一發(fā)展理念倍奢，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求。然而垒棋，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)生大量變形卒煞，泡孔尺寸分布不均勻，所得制品表面存在大量的氣痕叼架、銀紋等缺陷畔裕，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(jìn)一步應(yīng)用乖订。

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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(tuán)隊采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置扮饶，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)乍构，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甜无，改善了泡孔的形態(tài)。

實驗方法

將PP哥遮、發(fā)泡劑(AC)岂丘、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(jìn)行塑化。然后打開氣體反壓裝置眠饮，在型腔中分別注入固定的GCP為0奥帘，0.2，0.4仪召，0.6寨蹋，0.8?MPa的氣體，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進(jìn)行發(fā)泡扔茅，冷卻后已旧，取出PP發(fā)泡樣品。

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GCP對充模過程中熔體壓力的影響

熔體注射完后咖摹，熔體壓力瞬間達(dá)到大值评姨。隨著GCP從0增加至0.8?MPa，熔體內(nèi)部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa萤晴，注射完成后吐句，隨著氣體的排出，熔體壓力瞬間下降店读，隨著冷卻收縮嗦枢，熔體壓力逐漸趨于0?MPa。由此可知屯断，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力文虏，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境侣诺。

GCP對泡孔質(zhì)量的影響

在沒有施加氣體反壓時，由于熔體流動速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率氧秘，泡孔發(fā)生流動剪切變形年鸳，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，在流動方向上出現(xiàn)很大的變形丸相，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象搔确，泡孔形貌極不規(guī)則，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小灭忠，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)膳算。同時發(fā)現(xiàn)，隨著GCP的增大弛作，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小涕蜂，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，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大映琳，泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布机隙。當(dāng)GCP達(dá)到0.8?MPa時，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)刊头，此時整體泡孔的變形較小黍瞧。

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，GCP值越大原杂，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大印颤，泡孔受到熔體的約束力大，泡孔不易發(fā)生變形穿肄。

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)的影響如下圖所示年局。可知咸产，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%矢否；隨著GCP的增大，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高脑溢，GCP為0.8 MPa時僵朗，升高至26.7%。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屑彻，從63.7%下降到45.4%验庙，這說明GCP可以減小泡孔變形層，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍社牲。對變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計粪薛，如下圖所示，泡孔的平均長度隨著GCP的增加搏恤，整體呈現(xiàn)減小的趨勢违寿，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大湃交，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8?MPa下的0.304泡孔變形度藤巢，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距搞莺，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小。

對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計菌瘪，見圖c腮敌，隨著GCP的增加，當(dāng)GCP為0.2?MPa時泡孔直徑略有減小俏扩，但隨著GCP的進(jìn)一步增大，泡孔直徑從36.09?μm增大到41.93?μm弊添。這是因為GCP的增大使得熔體的壓力也隨之增大录淡，使得泡孔的成核臨界能壘升高，泡孔的成核速率下降油坝，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱嫉戚，更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長，因此熔體壓力越大澈圈，泡孔直徑越大彬檀。

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GCP提高了充模時的熔體壓力，有效地降低了泡孔的變形瞬女，且隨著GCP的升高窍帝，泡孔直徑增大，泡孔密度下降诽偷，發(fā)泡材料的質(zhì)量減少整體趨于不變坤学。

結(jié)論

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

隨著GCP的增大眠冈，泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%飞苇，變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304，泡孔的平均長度增大蜗顽。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌布卡，減小了泡孔變形層的厚度，拓寬了規(guī)則泡孔層的厚度诫舅。

 GCP增加了熔體流動時的阻力羽利，提高了注塑充模階段的熔體壓力，使得臨界成核點后移刊懈，泡孔的成核長大在充模后進(jìn)行这弧，進(jìn)而改善了制品泡孔的形貌娃闲。