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工程塑料应用
工程塑料应用

王金立

月刊

1001-3539

epa@epa1973.com

0531-85878057

250031

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。
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    聚乳酸/聚烯烃弹性体共混体系的发泡行为

    徐远邵玮玮吴王坚曾谛...
    70-77页
    查看更多>>摘要：为研究聚乳酸(PLA)共混体系的界面相互作用对发泡材料泡孔结构的影响,选择聚烯烃弹性体(POE)和马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)分别与PLA共混,制备PLA/POE和PLA/POE-g-MAH共混物,然后利用釜压发泡,制备共混体系发泡材料.首先,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了POE和POE-g-MAH在PLA中的分散情况;然后,利用旋转流变仪研究了PLA/POE和PLA/POE-g-MAH共混体系的流变行为;最后,利用SEM研究了PLA/POE和PLA/POE-g-MAH共混体系发泡材料的泡孔结构,通过测试样品发泡前后的密度计算了膨胀倍率,并探讨了界面相互作用对泡孔结构的影响.结果显示,随着弹性体含量增加,POE和POE-g-MAH的相区尺寸都随之增大,后者的相区尺寸较小;POE和POE-g-MAH含量增加,体系的复数黏度和储能模量也都增大,由于后者与PLA的界面相互作用更强,因此其体系复数黏度和储能模量增大得更显著;当弹性体质量分数为10%和20%时,POE的加入可增强体系的气泡异相成核,因此形成的泡孔尺寸较小,而POE-g-MAH的加入有利于泡孔生长,因此形成的泡孔尺寸较大;在90℃发泡后,PLA/POE-g-MAH10和PLA/POE-g-MAH20发泡材料的膨胀倍率比PLA/POE10和PLA/POE20的更大.

    聚乳酸聚烯烃弹性体马来酸酐接枝聚烯烃弹性体共混体系发泡行为

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    牵伸倍数对PE-UHMW膜材料性能的影响

    钱佳炜李伟萍龙知洲马天...
    78-86页
    查看更多>>摘要：高性能纤维增强树脂基复合材料的发展促进了防弹装备的发展,在面对高能杀伤武器威胁加剧和单兵携行负荷增加的情况下,防护装备高防护、轻量化的需求日益迫切,超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)膜材料的出现,有助于满足轻质高防的需求.PE-UHMW条带作为PE-UHMW膜材料的最小组成,对膜材料性能的影响决定防弹装备的性能.为探究不同牵伸倍数对膜材料性能的影响,选取由不同牵伸倍数条带制备的膜材料开展理化特性、力学性能和防弹性能研究.测试分析发现,PE-UHMW膜材料在分子量、结晶度、取向度等理化特性的不同使层压得到的复合材料力学性能有所差异,进而在不同弹击条件下防弹性能呈现出差异化特点.由高倍牵伸条带制备的膜材料分子量达到5 658 000 g/mol,由其制备的复合材料具有更加优异的力学性能,弯曲强度为102.12 MPa,弯曲弹性模量为23.30 GPa,剪切强度为8.60 MPa,经过层压制备的8 kg/m2面密度靶板在常温条件下防1.1 g标准模拟破片V50值达到了804.50 m/s,51式7.62 mm手枪弹弹着点弹痕高度为13.20 mm.在树脂体系与加工工艺一致的情况下,由高牵伸倍数PE-UHMW条带制备的PE-UHMW膜材料在力学和防弹性能方面具有明显优势,具备在个体防护领域的应用潜力.

    超高分子量聚乙烯牵伸倍数膜材料性能防弹

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    玻纤增强PA6焊机外壳性能的影响因素数值模拟

    张守会孟凡涛
    87-93页
    查看更多>>摘要：深入探讨了玻璃纤维增强聚酰胺6在焊机外壳应用中的性能表现,并基于ANSYS软件平台,进行了静力学仿真和落球冲击仿真分析,旨在揭示玻纤含量、玻纤长径比以及玻纤取向等关键参数对焊机外壳性能的影响.静力学分析显示,当外壳承受2 500 N的拉力时,玻纤含量的增加对焊机外壳应力强度的影响较小,但能够降低了外壳变形程度.当玻纤质量分数超过25%时,等效应力趋于稳定(约51 MPa).此外,玻纤的取向对焊机外壳性能具有显著影响.当纤维沿X轴和Z轴取向且各占50%时(方向向量为a2),外壳的等效应力达54.6 MPa,同时变形量最小,仅为0.5 mm,这一性能与玻纤质量分数为40%的外壳相当.而玻纤长径比的增加对等效应力的影响并不显著,但有助于减少变形.进一步,通过落球冲击分析发现,随着玻纤含量的增加,外壳的等效应力逐渐增大,变形逐渐减小,这一趋势与静力学分析结果高度一致.当玻纤质量分数低于20%时,焊机外壳在冲击下易出现破裂;然而,当玻纤质量分数为20%～35%时,外壳表现出了优异的冲击性能,未出现开裂现象.

    玻璃纤维聚酰胺6外壳性能复合材料仿真分析

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    基于Moldflow的带金属嵌件电机齿轮盖注塑工艺优化

    刘云飞龙泉戴宇熊建武...
    94-100,130页
    查看更多>>摘要：汽车雨刮电机齿轮盖采用注射成型技术,内嵌齿轮盖中的3根金属嵌件起到导通电流的作用.在注射成型过程中要确保各金属嵌件有一定的间距,以保证电机正常工作.为了验证设计的方案是否满足设计要求,采用模流分析软件Moldflow对齿轮盖注射成型过程进行分析,以准确掌握金属嵌件的变形情况.初始方案仿真计算结果显示,注射成型后用于接地的嵌件31在XY平面内变形量过大,可能存在搭接短路风险,不满足设计要求.针对嵌件31变形量过大的问题,分析可能的原因,从注射成型工艺参数和嵌件定位方案两方面进行优化.在满足设计要求前提下,通过正交试验法获得最优的模具温度和熔体温度,仿真结果表明:将注射成型工艺参数中的模具温度调整为80℃,熔体温度调整为265℃,嵌件31的变形量减少27.3%;将嵌件31的定位方式更换成穿孔式定位,可有效增加嵌件的定位可靠性.两种优化方案共同实施后,嵌件31的最大变形量从0.55 mm降低到0.05 mm,变形量减小90.9%,满足设计指标要求,提升了设计产品的可靠性.

    电机齿轮盖嵌件模流分析变形量工艺参数

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    基于Moldflow的摩托车前中心盖模具设计

    明平象
    101-108页
    查看更多>>摘要：利用Moldflow软件对摩托车前中心盖进行了仿真分析,结合零件结构特点及成型工艺要求,设计了两种浇注系统方案,依据填充时间、流动前沿温度、冻结层因子和熔接线等仿真参数分析,优选出最佳浇口位置及数量,并依此确定采用"3点针阀式热流道+3点侧浇口"的进胶方式,最终设计了一副顺序阀热流道注塑模具.为解决T1区域型腔侧向抽芯的难题,设计了"垂直油缸+连接块+T形块"的抽芯机构,使模具结构更加紧凑;采用"大斜顶+小斜顶"组合的方式解决了倒扣方向不统一、抽芯空间小及难脱模的问题;导向定位系统采用了"0°精定位块+动定模止口"的方式,确保模具在开模和合模过程中能够准确、可靠地复位;采用类似"随形水路"的组合式冷却系统,滑块与大斜顶均设计有直径12 mm的独立冷却水路,其余部分设计有直径18 mm的水路,使模温更均匀,成型周期缩短约11%;试模后,模具运行平稳,各机构运动安全可靠,塑件精度及表面质量符合要求,可为同类模具的设计提供参考.

    摩托车前中心盖浇口位置模具设计顺序阀热流道模流分析

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    基于内外侧联动式抽芯的多分型面镂空式收纳桶模具设计

    邵俊胡烈褚建忠任建平...
    109-115页
    查看更多>>摘要：根据产品的使用性能和工艺特点,对镂空式收纳桶的产品结构和工艺进行了分析.基于产品镂空和桶槽分布位置的不同,设计了3层分型面的模具结构,以实现对各个成型部分的运动控制;镂空形状分布面积比较大,为提高成型质量、节省模具空间,巧妙设计了定模侧爆炸式滑块抽芯机构;由于产品底部的侧凹形状位于定模底部,空间狭窄且缺乏动力源,因此在定模底部设计了型腔侧浮动式斜顶机构,完成了底部侧凹的抽芯动作;针对产品边缘具有内外圆角的大尺寸桶槽,在动模内部设计了内外侧联动式抽芯机构.模具投产后,各个抽芯机构动作顺畅,产品脱模顺利,达到了预期目的.

    内外侧抽芯多分型面爆炸式滑块浮动式斜顶

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    汽车空调控制面板双色倒装热流道注射模设计

    张跃飞刘敬祺胡光良朱少军...
    116-123页
    查看更多>>摘要：汽车空调控制面板作为人机交互界面不可或缺的操作零件,设计时为了集成使用功能和外观美感等多重要求,一般设计为双色注塑件.以某汽车内饰空调控制面板为例,设计了一副双色倒装热流道注塑模,并详细介绍了零件结构特征、模具结构设计方案及工作原理.由于零件结构特殊性和注塑材料成型温度差异,塑件在成型过程中采用传统正置成型方案时表面易出现串色、印痕等缺陷,成型良品率较低,故模具采用倒装结构设计方案,即第一色先成型茶色透明的聚碳酸酯(PC)外观部分,再成型第二色黑色的PC/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)基体部分.基于模具的倒装结构,其第一、二色均采用热流道系统进料,同时为了确保零件顺利生产、顶出顺畅,在第一色子模内设置拉料柱和预压型推出机构,第二色子模具的定模侧设计了斜顶和顶针联合顶出机构,利用油缸驱动实现塑件脱模.实验证明,该倒装双色热流道注塑模整体结构稳定可靠,塑件批量生产质量满足设计要求.

    空调控制面板双色注塑倒装模具热流道联合顶出机构

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    复合材料压缩应变的等效替代试验方法

    杨刚李韶亮林晓凤王峰...
    124-130页
    查看更多>>摘要：树脂基复合材料压缩性能试验方法中,ASTM D6641/D6641M-16是使用较为广泛的标准试验方法之一.因传统应变片法存在不同使用环境需选择各种不同类型胶黏剂以及应变片粘贴效果受粘贴工艺影响较大的问题,致使高温湿态环境下的应变测试一直是力学性能测试的难点,阻碍了严苛环境下航空用复合材料压缩性能的评价.在ASTM D6641/D6641M-16推荐采用的压缩试验装置和电阻应变片法进行应变测量的基础上,对压缩试验装置和压缩卡具进行了优化改进,设计了四立柱式压缩卡具,解决了原卡具进行应变测试时样品工作段不易观测的缺点,进行了应变片法、接触式引伸计法(采用液压夹持方式)和非接触视频引伸计法3种不同应变测试方法间的对比测试,完成了等效替代试验验证.结果表明,经优化后的压缩卡具表现出更好的稳定性,在7种不同牌号层合板的测试中,压缩强度和压缩模量的平均离散系数分别为4.85%和1.42%;同时该卡具可兼容非接触式视频引伸计的方式进行应变测试,减少了应变片粘贴的环节,降低贴片成本的同时有效减少测试流程.采用液压夹持方式在试样的工作段长度为21 mm以下时,可代替使用压缩卡具方式的模量测试,使接触式引伸计法成为压缩模量测试的又一可行方式.

    压缩试验复合材料应变测试等效替代试验装置

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    聚丁二酸丁二酯切片的储存稳定性

    尉犇丁波娜张须臻查全亮...
    131-138页
    查看更多>>摘要：为了探讨在工业化仓储条件下,生物可降解聚酯——聚丁二酸丁二酯(PBS)的分子量、低聚物含量、切片可加工性能的变化规律,以PBS切片为研究对象,选择真空干燥和鼓风干燥两种干燥方式,避光自然吸湿、真空日晒和真空避光三种储存方式对样品进行干燥和长期储存.系统分析了不同干燥及储存条件对PBS特性黏度、熔体流动性、含水率及低聚物含量的影响.结果表明,与真空干燥相比,鼓风干燥方式可以更快速地干燥PBS样品,在干燥24 h时含水率已降至2.45‰,且样品特性黏度下降较少,熔体流动速率未有显著增加.各储存条件下,随着储存时间的延长,样品内可挥发物含量均有增加.对于黏均分子量,真空日晒对PBS样品分子量的影响显著强于避光自然吸湿.短期储存PBS样品(21 d及以内),真空避光保存可以更好地保持PBS原有的分子量、熔体流动速率,且能有效降低PBS切片中低聚物的析出.

    聚丁二酸丁二酯可降解聚酯仓储条件含水率稳定性

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    氰酸酯树脂改性环氧树脂的冲击强度及介电性能

    贺星刘星辰袁剑伟杜瑞奎...
    139-147页
    查看更多>>摘要：为降低制备成本,采用低含量氰酸酯(CE)增韧改性环氧(EP)树脂,制备了EP/CE共聚物.利用差示扫描量热分析仪和傅里叶变换红外光谱仪分析了EP/CE的固化过程,研究了CE用量对EP/CE冲击强度的影响,并进一步分析了EP/CE的弯曲性能、介电性能和热性能.结果表明,CE改性EP树脂的冲击强度显著提高,当CE添加质量为EP树脂的0.2时,改性效果最好,冲击强度从3.46 kJ/m2增加到5.81 kJ/m2,同时,弯曲模量从2.71 GPa增加到3.47 GPa;常温下2～18 GHz频率范围内的介电损耗角正切值降低到0.029 8附近;而玻璃化转变温度和初始分解温度稍有降低,分别为117.0℃和328.9℃.EP/CE共聚物良好的力学、介电和热性能可以拓宽EP树脂基复合材料在大批量生产工业领域的应用范围.

    环氧树脂氰酸酯树脂冲击强度弯曲模量介电性能

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