光学成像技术在微孔泡沫塑料成型研究中的应用
由于微孔泡沫塑料具有以上各种长处,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,如何实现低本钱高效率的工业化消费是目前国内外关注的焦点。
2国内外钻研现状微孔泡沫塑料的成型过程一般可分为三个阶段:造成气泡核、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,其中造成气泡核阶段的钻研难度最大,对气泡核的造成阶段的钻研是目前国内外微孔泡沫塑料挤出成型钻研的重点。
目前国外发表了不少钻研报道,提出了用经典成核实践表述成核过程能量的变迁,并推导出成核所需临界能量AG的计算式,见(1)式:(rl体的外表张力;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力及温度丈量装置;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钻研原理示用意详细的钻研办法是: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)等参数停止精细丈量和严格控制,对各种挤收工艺条件停止动态监控,同时在口模出口处采纳单色光照耀熔体,通过微孔发泡成型试样的泡孔直径和散布密度在单色光照耀下所产生的不同光学现象之间的关系来察看培体中的发泡情况,而后联合对冷却固化后泡体的电镜察看,并将各种丈量数据输人计算机停止解决,通过扭转物料的熔融温度、挤出压力、机头温度和液态)2注人参数等因历来停止对比和统计剖析,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,必需采取一系列的严格操作步骤,其中包括液态C02必需准确计量并快速溶解在聚合物熔体中以造成单相溶液,在挤出机末端用挤出机头造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几个关键问题的解决在所介绍的钻研办法中,波及到几个关键问题,须要停止正确的解决:不同的激光对塑料熔体的散射情况会产生不同的成效,而且聚合物高分子在激光照耀下的反射率不尽雷同,因此必需依据塑料的特点选用反射率较低的激光停止钻研,以便准确获取激光照耀聚合物挤出熔体所产生的瑞利散射图像;正确建设瑞利散射图像与聚合物挤出熔体中气泡密度、泡孔直径及散布情况之间的数学物理关系,目前对图像的解决已有专门的软件,如AN-SYS等;正确剖析瑞利散射图像,必需排除环境因素的干扰。四周环境的变迁如空气温度、湿度及光线的变迁等都会对所得到的瑞利散射图像产生影响,在对图像停止剖析时,必需充分思考环境因素的影响并停止正确的修正。
5结语随着我国经济的持续开展,塑料加工工业变得非常活泼,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开展前途的产品在国内还未能成功研制出来。依据我国的详细情况,应增强微孔泡沫塑料的成型实践和应用根底开发钻研,以便有效地领导实际消费,降低消费本钱,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,进步我国高性能塑料产品的制造水平。光学成像技术在塑料挤动身泡成型钻研中的应用才刚刚开端,但它对微孔泡沫塑料成型机理的钻研无疑会起到极大的帮忙作用,显示出广大的应用前景。笔者提出这一钻研办法,希望它能带给微孔泡沫塑料挤出成型钻研一种全新的思路,随着钻研的深人,这一钻研办法在整个微孔泡沫塑料成型钻研中的重要性也将凸现出来。