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光学成像技术在微孔泡沫塑料成型研究中的应用

时间:2019-12-21 18:45:08  来源:  作者:  浏览量: 0
简介: 由于微孔泡沫塑料具有以上各种优点,因此其用途很广,在汽车、航空和其它运输器材等领域有着特殊的应用价值;微孔泡沫塑料的泡孔极小,可用于食品包装、生物医学材料、高压电缆绝

由于微孔泡沫塑料具有以上各种优点,因此其用途很广,在汽车、航空和其它运输器材等领域有着特殊的应用价值;微孔泡沫塑料的泡孔极小,可用于食品包装、生物医学材料、高压电缆绝缘层及通讯、电信等方面。因此微孔泡沫塑料是一种具有极宽广的应用领域的新型篼性能功能材料,具有极大的开发潜力,但微孔泡沫塑料制造技术的难度比一般的泡沫塑料要大得多,如何实现低成本高效率的工业化生产是目前国内外关注的焦点。

  2国内外研究现状微孔泡沫塑料的成型过程一般可分为三个阶段:形成气泡核、气泡核膨胀、泡体的固化定型。由于各个阶段的功能不同所以各个阶段都有其不同的控制要求,其中形成气泡核阶段的研究难度最大,对气泡核的形成阶段的研究是目前国内外微孔泡沫塑料挤出成型研究的重点。

  目前国外发表了不少研究报道,提出了用经典成核理论表述成核过程能量的变化,并推导出成核所需临界能量AG的计算式,见(1)式:(rl体的表面张力;1一传动系统;2―挤出机机筒;3―计量料斗;4一超临界液态<:02储气瓶;5―高压柱塞计量泵;6―气体控制阀;7―/1力及温度测量装置;8―单色光仪;9一透裨;K)一挤出制品;11一强冷定型装置与牵引装置;12―机筒温度及螺杆转速控制系统;13―挤出螺杆;14一挤出机头;15―光测摄像装置;16―计箅机微孔泡沫塑料挤出成型的光学成像研究原理示意图具体的研究方法是:首先对熔体压力、温度、出口膨胀、物性和液态co2的性能、状态及注人参数(压力、温度及注人量)等参数进行精密测量和严格控制,对各种挤出工艺条件进行动态监控,同时在口模出口处采用单色光照射熔体,通过微孔发泡成型试样的泡孔直径和分布密度在单色光照射下所产生的不同光学现象之间的关系来观察培体中的发泡情况,然后结合对冷却固化后泡体的电镜观察,并将各种测量数据输人计算机进行处理,通过改变物料的熔融温度、挤出压力、机头温度和液态)2注人参数等因素来进行对比和统计分析,以确定加工工艺条件与微孔泡沫塑料气泡成核机理之间的关系以及它们对制品性能的影响。为了完成微孔的挤出成型,必须采取一系列的严格操作步骤,其中包括液态C02必须精确计量并快速溶解在聚合物熔体中以形成单相溶液,在挤出机末端用挤出机头形成压降以使气泡成核,控制气泡的成核密度和泡孔的直径大小等。

  4几个关键问题的处理在所介绍的研究方法中,涉及到几个关键问题,需要进行正确的处理:不同的激光对塑料熔体的散射状况会产生不同的效果,而且聚合物高分子在激光照射下的反射率不尽相同,因此必须根据塑料的特点选用反射率较低的激光进行研究,以便准确获取激光照射聚合物挤出熔体所产生的瑞利散射图像;正确建立瑞利散射图像与聚合物挤出熔体中气泡密度、泡孔直径及分布情况之间的数学物理关系,目前对图像的处理已有专门的软件,如AN-SYS等;正确分析瑞利散射图像,必须排除环境因素的干扰。周围环境的变化如空气温度、湿度及光线的变化等都会对所得到的瑞利散射图像产生影响,在对图像进行分析时,必须充分考虑环境因素的影响并进行正确的修正。

  5结语随着我国经济的持续发展,塑料加工工业变得十分活跃,但具备高附加值的高性能塑料产品还比较少见,尤其是微孔泡沫塑料这一极具发展前途的产品在国内还未能成功研制出来。根据我国的具体情况,应加强微孔泡沫塑料的成型理论和应用基础开发研究,以便有效地指导实际生产,降低生产成本,加快微孔发泡成型技术的开发以更快地赶超国外现有的水平,提高我国高性能塑料产品的制造水平。光学成像技术在塑料挤出发泡成型研究中的应用才刚刚开始,但它对微孔泡沫塑料成型机理的研究无疑会起到极大的帮助作用,显示出广阔的应用前景。笔者提出这一研究方法,希望它能带给微孔泡沫塑料挤出成型研究一种全新的思路,随着研究的深人,这一研究方法在整个微孔泡沫塑料成型研究中的重要性也将凸现出来。

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