期刊,工程塑料应用 2024年卷2期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

工程塑料应用

主　　编：王金立

出版周期：月刊

国际刊号：1001-3539

电子邮箱：epa@epa1973.com

电　　话：0531-85878057

邮政编码：250031

地　　址：济南市天桥区田庄东路3号

工程塑料应用/Journal Engineering Plastics ApplicationCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊为专业技术性刊物。报道国内外工程用树脂、塑料及其复合材料、功能材料等高分子材料的研究、开发、加工与应用等方面的科研成果及技术改进经验。主要栏目有材料、加工、应用、测试、综术、简讯等，读者对象为从事高分子材料科研、生产及应用的工程技术人员及相关专业高校师生。

正式出版

收录年代

基于可压缩两相流模型的注射成型填充模拟

王振海贾伟董勤喜于行...

66-74页

查看更多>>摘要：基于现有的超算平台及有限体积法计算程序,开发了一种用于注射成型的三维数值模拟计算模型.该模型数值方法基于可压缩两相流,考虑了熔体和气体的密度变化,即将熔体和空气这两种不同性质的流体,采用同一套控制方程进行计算.采用有限体积法进行离散,通过压力隐式算子分割算法(PISO)求解压力-速度耦合方程组,结合流体体积(VOF)法进行界面追踪.首先模拟了带圆柱嵌件的平板型腔填充过程,采用六面体为主导的方法划分了三种不同网格系统,定量比较三种网格下的速度基本一致,从而验证了网格的收敛性.考虑到计算效率,选取M2(网格数为106876个)网格系统,模拟了温度、剪切速率和压力在不同截面上的分布.结果表明,在填充时间(t)为0.6,0.8,1.4 s时刻下熔体流体前沿的界面追踪模拟与实验吻合;在更复杂的不均匀厚度凹槽平板熔体填充模拟过程中,塑料熔体注入型腔时,会先在薄壁凹槽内流动,随后流进厚壁区域.在t为0.125,0.25,0.375 s时刻下的流动前沿会产生形状像喷泉的流锋,这种流动现象可以通过三维模型预测,与商业软件仿真结果呈现基本一致.随着填充速率的增大,注射压力数值与Moldflow结果更接近.

关键词：

注射成型可压缩两相流模型有限体积法流体体积法填充模拟

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维普

基于FDM的PEEK/CGF复合材料综合力学性能优化

李久振战丽李莞袁勇超...

75-81页

查看更多>>摘要：为提升连续玻璃纤维增强聚醚醚酮(PEEK/CGF)复合材料熔融沉积成型(FDM)制品的力学性能,通过单因素试验,Plackett-Burman Design试验与Box-Behnken Design试验,研究了保温舱温度、常用打印路径(5种)、层厚、道间距等工艺参数对PEEK/CGF复合材料样件综合力学性能的影响规律,寻求最优工艺参数组合并进行试验验证.结果表明,各工艺参数对力学性能影响程度大小排序为打印路径>道间距>保温舱温度>层厚;各工艺参数之间存在相互作用,适当的工艺参数组合可以使力学性能得到大幅提升,其中相较于拉伸强度,弯曲强度受工艺参数间的相互作用更为明显;当保温舱温度为82℃、层厚为1.0 mm、打印路径为0°/0°/0°/0°、道间距为0.7 mm时,拉伸强度可得最大值为383.75 MPa,当保温舱温度为73℃、层厚为0.75 mm、打印路径为0°/0°/0°/0°、道间距为1.0 mm时,弯曲强度可得最大值510.13 MPa.

关键词：

连续玻璃纤维聚醚醚酮熔融沉积成型增材制造工艺优化力学性能

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万方数据
维普

基于模糊解耦策略的小型注塑机料筒温度F-PI复合控制器

张绍坤沈加明傅挺胡燕海...

82-86,108页

查看更多>>摘要：在塑料产品的生产过程中,注塑机料筒温度的响应速度和稳定性对最终塑料产品的质量具有重要影响.为了提高小型注塑机料筒温度的控制精度,针对料筒具有的惯性大、非线性、大滞后、强耦合等温度特性,在模糊控制不能满足控制要求的背景下,提出了基于相邻加热段之间温差的模糊解耦策略,通过利用相邻加热段之间的温差信息,建立模糊解耦控制器,对各段料筒之间的温度耦合进行解耦控制.实验结果表明,该控制方法效果良好,达到目标温度所用时间为1092 s,最大超调量只有3％,但稳态性能较差.为解决稳态性能较差的问题,在模糊解耦的基础上建立F-PI复合控制器,通过引入积分环节消除系统在稳态下的偏差.在Matlab/Simulink环境下进行仿真并在注塑机上进行验证,结果表明,F-PI复合控制方法不仅具有良好的动态响应,还具有更高的稳态精度,稳态偏差仅为±1℃.因此基于模糊解耦策略的F-PI复合控制方法不仅能对料筒的温度耦合进行解耦控制,还有效提高了系统的稳定性和控制精度,具有良好的鲁棒性.

关键词：

注塑机料筒温度控制模糊解耦F-PI复合控制器稳态性能

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维普

PCL/ASA药物控释系统结构拓扑优化及瞬态释药性能

高扬孟繁舒闵浩楠剌焕军...

87-93页

查看更多>>摘要：以聚己内酯(PCL)为载体材料,阿司匹林(ASA)为待释放药物,提出一种PCL/ASA药物控释系统,以实现医工结合背景下药物控释系统的个性化定制及释药量的参数化调节.首先,基于菲克扩散定律建立了PCL/ASA药物控释系统的释药模型,以设计域平均浓度与目标浓度之差的最小值作为优化目标,采用拓扑优化方法对PCL/ASA药物控释系统的结构进行拓扑优化设计.其次,对所获得的拓扑优化结构进行几何重构,得到清晰的流道结构,并研究了不同药物储库形状和流道结构对瞬态释药性能的影响.最后,制备PCL/ASA药物控释系统并进行体外药物释放实验,验证了优化方法和模型的合理性.结果表明,几何重构方法可以很好地保留拓扑优化的流道结构,具备较高的可靠性.拓扑优化方法所获得的流道结构展现出较好的药物控释性能,药物释放趋势趋于零级释放.基于拓扑优化设计的PCL/ASA药物控释系统可以在35.03～43.86 mol/m3范围内实现ASA浓度的参数化调节,呈现出较好的释药量调节能力.该研究为医工结合背景下优化药物控释系统结构、实现按需给药提供了一种新的手段.

关键词：

聚己内酯拓扑优化药物控释系统几何重构释药性能

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维普

打印机滚筒导板多点浇口注塑模设计

张雁亭梁蓓肖国华程文...

94-100页

查看更多>>摘要：针对打印机滚筒导板塑件的工业设计结构特点及使用改性合金聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料成型的生产要求,设计了一副多点点浇口三板模具用于该塑件的注射成型.模具中的模腔布局为一模一腔,以使塑件成型精度控制在MT3～4级.不同于常规三板模具,在该模具中采取了以下设计措施来保证塑件的成型要求:一是通过主导柱、副导柱、模仁定位锥台等的设置,保证了塑件基本成型尺寸的成型精度;二是通过增加镶件排气措施、优化注射成型工艺参数等措施,有效降低和控制了塑件成型后的变形量,保证了塑件的成型形状精度,所增设的成型镶件有益于模腔排气,镶件间隙小于0.02 mm,镶件设计时须设计孔边扩距为1 mm,以降低镶件配模难度,避免镶件间隙飞边发生;三是为提高流道废料和塑件的冷却效率,脱料板中开设有2条Ø10 mm冷却水路,模腔成型件中开设有10条Ø10 mm冷却水路.模具中还设置了2个斜导柱滑块侧抽芯机构用于塑件两侧端面的脱模,塑件的最终脱模由多根顶针均衡顶出脱模.

关键词：

打印机滚筒导板工业设计注射成型模具设计三板模

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医用电子检测仪支架双色成型模具设计

刘义考

101-108页

查看更多>>摘要：设计了1副双色注塑模具用于某医用电子检测仪支架双色塑件的成型.依据塑件不同材料不同颜色的生产要求,第一射基础件选用聚碳酸酯(PC)成型,第二射插片体选用PC/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)成型,第二射材料熔体温度比第一射材料低35℃,确保第二射成型能顺利进行.在分别制定了第一射、第二射成型工艺的基础上,设计了塑件成型的双色模具,双色模具采用旋转式结构,由两副子模具构成,两副子模具都采用两板式模具,浇注系统都采用冷流道+热嘴形式.针对有滑块机构的双色模具在第二射成型时易产生飞边问题,设计了一种双色模具三角截面斜导柱第一射免抽芯滑块机构,在该机构中,通过将常用圆柱形斜导柱改进为三角截面斜导柱、增设弹销,以及将斜导柱孔改进为"U形槽"等措施,使第一射成型时侧抽芯滑块免于侧抽芯,从而确保了第二射子模具模腔封闭的严密性,将塑件的成型品质合格率提高到99％以上.

关键词：

医用电子检测仪支架双色成型模具注射成型工艺结构改进三角截面斜导柱

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空调出风口支架复合抽芯机构注塑模具设计

戴宗豫马蒙

109-115页

查看更多>>摘要：针对壁挂式空调出风口支架及类似塑件结构的注塑模具,设计了简易二次抽芯和斜顶加弹针的复合抽芯机构.通过对塑件结构形状的分析,发现该塑件沿长度方向分布的5条导风板转轴安装固定用加强筋(带开口槽)的脱模方向与塑件宽度方向的滑块运动方向垂直相交,而且加强筋相互间距很小,无足够空间设计传统复合抽芯机构实现脱模.为解决此问题,在塑件宽度方向受脱模空间限制的一级滑块内设计了5组由弹簧驱动的斜弹块抽芯机构,这5组机构借助一级滑块的开合模动作来实现与一级滑块运动方向垂直且相交方向上倒扣的脱模,塑件长度方向非对称分布加强筋上的倒扣脱模由斜顶加延时弹针组成的内部抽芯机构实现,这既满足了局部倒扣的脱模需求又确保了塑件在不粘斜顶的前提下顺利被顶出模具.该模具设计方案简化了传统二次抽芯机构(由液压缸及斜导柱分步驱动)的结构,解决了因结构复杂导致的模具加工周期长、模具尺寸及注塑机吨位变大、注塑成本上升等问题.经长期生产验证,模具成型的塑件合格、注塑过程稳定可靠,可为类似注塑产品及模具结构的开发提供参考.

关键词：

注塑模二次侧向抽芯复合抽芯斜顶弹针斜抽芯空调出风口

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豆蔻酸盐/磷酸酯羟基铝诱导PP结晶行为影响

张咪林福华

116-122页

查看更多>>摘要：为了研究不同金属种类的豆蔻酸盐与双[2,2'-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸]羟基铝(APAl-OH)复配后对聚丙烯(PP)结晶行为的协效作用,将一价金属豆蔻酸盐(14Li,14Na,14K)和二价金属豆蔻酸盐(14Zn)分别与APAl-OH共混形成复配成核剂体系,通过熔融共混的方法添加到PP基体中制备了PP复合材料.采用差示扫描量热仪研究了复配成核剂体系对PP结晶性能的影响以及复配成核剂体系中不同金属种类的豆蔻酸盐与APAl-OH之间的协效结晶作用;采用偏光显微镜研究了复配成核剂体系细化PP球晶的能力.结果表明,当一价金属豆蔻酸盐(14Li,14Na,14K)与APAl-OH复配后,其复配成核剂体系促进PP结晶的能力随金属相对原子质量的增加而呈先上升后下降的趋势,其中14Na与APAl-OH的协效结晶作用最突出,相比于纯PP的结晶活化能(366.17 kJ/mol),PP/APAl-OH-14Na的结晶活化能下降至228.75 kJ/mol,相比于纯PP的结晶温度(110.2℃),PP/APAl-OH-14Na的结晶温度提高至126.9℃.当二价金属豆蔻酸盐(14Zn)与APAl-OH复配后,其复配成核剂体系促进PP结晶的能力不如单独添加APAl-OH,这说明14Zn与APAl-OH之间并无协效结晶的作用.

关键词：

聚丙烯磷酸酯盐类成核剂复配协效作用结晶机理

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液晶高分子薄膜的热处理及结晶行为

柯霆韩瑞朱文祥姚玉元...

123-129,135页

查看更多>>摘要：为探究液晶高分子(LCP)薄膜在热处理过程中结晶行为,利用差示扫描量热(DSC)仪对LCP薄膜进行热处理,考察了在不同热处理条件下LCP薄膜熔点和熔融焓的变化,并分析其结晶转变.非等温结晶实验结果表明LCP薄膜熔融后的再结晶快过程难以避免,且形成新晶体的熔融特征与降温速率无关.等温结晶实验结果表明慢过程无法完全抑制快过程,且LCP薄膜经慢过程形成新晶体的温度上限为270℃.不同条件的等温热处理实验结果表明,低温段热处理有利于提高熔融焓,熔程上限以下的高温段热处理则更有利于提高熔点,在240℃等温热处理60 min得到最大熔融焓为3.87 J/g,在290℃等温热处理60 min得到最高熔点为306.8℃.通过分峰定性LCP薄膜在不同热处理温度下的结晶趋势,分析得到慢过程中形成新晶体、原晶体生长(包括熔融-再结晶的晶体)与冷却快过程形成新晶体的最佳温度分别为LCP薄膜的结晶温度、熔程下限温度与熔程上限温度.最终,结合LCP薄膜热处理前后的晶体结构模型,总结LCP薄膜在热处理中的结晶转变,为规模化制备高性能LCP薄膜提供参考.

关键词：

液晶高分子薄膜差示扫描量热等温热处理多重熔融行为结晶行为

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核电新燃料运输容器聚氨酯泡沫填充材料寿命预测

李荣博邵长磊张振雨刘晓强...

130-135页

查看更多>>摘要：核电新燃料运输容器长期服役寿命主要受限于填充在壳体中起防震和隔热作用且不可更换的硬质聚氨酯泡沫材料.为评估填充在新燃料运输容器中的硬质聚氨酯泡沫材料的老化寿命,分别在不同温度条件下对硬质聚氨酯泡沫材料进行加速热氧老化试验,定期监测其压缩性能、颜色及微观形貌变化规律,分析其热氧老化行为.根据聚氨酯泡沫材料在不同温度下的压缩强度变化规律,获得聚氨酯泡沫材料在不同温度条件下的老化失效时间,采用阿伦尼乌斯方程外推法预测其在实际服役温度条件下的老化寿命.结果表明,聚氨酯泡沫材料适宜的热氧老化试验温度区间为100～120℃.经微观形貌观察,新燃料运输容器聚氨酯泡沫填充材料在热氧老化试验期间发生泡孔塌陷和泡孔壁破裂的现象,导致压缩强度下降.通过计算分析,在新燃料运输容器设计最高使用温度38℃条件下,预测聚氨酯泡沫材料服役寿命为54 a,能够满足30 a的设计要求.

关键词：

核燃料运输容器硬质聚氨酯泡沫压缩强度寿命预测

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