制樣溫度對聚丙烯產(chǎn)品力學(xué)性能的影響

胡文婷

摘 要：在實際的工作過程中，我們可以得知在很多種情況下制作聚丙烯產(chǎn)品時可能會出現(xiàn)不合格、不達(dá)標(biāo)的狀況。我們從實驗中查找出聚丙烯產(chǎn)品的力學(xué)性能不達(dá)標(biāo)的問題的原因所在，但查找原因的過程中出現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了一些規(guī)律性問題：模具的溫度變化會使得力學(xué)性能發(fā)生變化，而模具溫度變化又可以由機(jī)械本身的溫度變化或者模具溫控箱失控等原因產(chǎn)生，并且我們發(fā)現(xiàn)力學(xué)性能的變化與模具的溫度變化呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。

關(guān)鍵詞：注塑溫度；模具溫度；結(jié)晶度；拉伸屈服強(qiáng)度；懸臂梁沖擊強(qiáng)度；撓曲模具

1 影響實驗結(jié)果的因素

我們都知道，影響塑料實驗結(jié)果的因素有很多，在大范圍上可以分為兩個方面，分別是內(nèi)在原因和外在原因。內(nèi)在原因包括塑料本身的分子量，大小以及分布結(jié)構(gòu)和內(nèi)部缺陷等，外在原因包括工作人員操作、機(jī)械本身、測試過程、放置過程等。注塑制品的質(zhì)量。包括內(nèi)部質(zhì)量和外部質(zhì)量。一般來說，內(nèi)部質(zhì)量一般指性質(zhì)的好壞水平，外部質(zhì)量指的也是眼可以看到的，形態(tài)等。內(nèi)部質(zhì)量指的是和聚合物有關(guān)的結(jié)晶、變形、內(nèi)應(yīng)力分布等，這些聚合物大都可以直接影響其結(jié)構(gòu)形態(tài)，還與一些力學(xué)相關(guān)的性質(zhì)有關(guān)，比如：拉伸、彎曲、沖擊等。因此，產(chǎn)品的內(nèi)部質(zhì)量至關(guān)重要，可以直接影響產(chǎn)品的使用性能和使用壽命，想要提高產(chǎn)品的使用性能和使用范圍，就需要改變傳統(tǒng)的技術(shù)，將一些新材料和新技術(shù)應(yīng)用到其中，在加工過程中需要注意一個問題是研究高分子的結(jié)構(gòu)形態(tài)，這個可以直接影響產(chǎn)品的整個質(zhì)量和整體要求。

2 實驗部分

2.1 實驗儀器

整個實驗過程需要的工具包括單螺桿式注塑機(jī)；萬能試驗機(jī)；懸臂梁沖擊試驗機(jī)；切口機(jī)；恒溫恒濕箱；電子數(shù)顯千分尺，除這些還有一些小的比較基礎(chǔ)的零件。這些機(jī)器都有特定的型號和出廠公司，工作人員在實驗時要按照具體的規(guī)定購買。

2.2 樣品

在實驗中需要對拉伸的強(qiáng)度進(jìn)行測量，所以需要一個拉伸屈服強(qiáng)度測試樣條，該樣條的聚丙烯顆粒樣品是按照MA17225的制作方法制作而成，在制作時一定要嚴(yán)格把握好樣品的尺寸，否則尺寸出現(xiàn)的一些微小誤差很可能會直接影響實驗結(jié)果，導(dǎo)致最終實驗結(jié)果出現(xiàn)誤差，該樣條的長寬高分別為216、12.7、3.2，其中寬度的誤差可以上下挑動0.5，需要注意的是這些數(shù)據(jù)的單位都是毫米。還需要測量沖擊強(qiáng)度，此外需要的樣品是懸臂梁沖擊強(qiáng)度測試樣條，該樣條聚丙烯顆粒樣品的制作方法與拉伸屈服強(qiáng)度測試樣條的方法相同，但是不同的是在制作時需要將符合要求的部分長度截取，要求就是符合ASTMD638中I型拉伸樣條，截取完成后需要用切口機(jī)沖切口，樣品的長最大為63.5，最小為60.3；寬的尺寸為12.7，上下浮動的范圍是0.15；厚的尺寸為3.2，上下浮動的范圍是0.1；缺口處剩余厚度的尺寸為10.16，上下浮動的范圍也是0.05，這時的單位也是毫米。撓曲模量測試樣條，所有的使用要求都與懸臂梁沖擊強(qiáng)度測試樣條相同，但是不同的是該樣條不用切口機(jī)沖缺口。

這三個樣品的實驗方法都不同，其中拉伸屈服強(qiáng)度測試靠的是MA17086，懸臂梁沖擊強(qiáng)度測試方法為MA17027，撓曲模量測試的測試方法是MA17074。

3 實驗結(jié)果

3.1 注塑溫度對性能的影響

對照組設(shè)置的溫度是210攝氏度，在相對環(huán)境下，該溫度下拉伸屈服強(qiáng)度和撓曲模量都可以滿足達(dá)到優(yōu)等品的技術(shù)要求，但是懸臂梁沖擊達(dá)不到要求，因此，工作人員進(jìn)行相關(guān)的測定，發(fā)現(xiàn)溶體的溫度與設(shè)定溫度始終保持一個溫度差，相差20。然后將溫度設(shè)定為190攝氏度，該條件下各個性能均能滿足優(yōu)等品的要求，這個實驗就說明了溫度可以影響實驗的結(jié)果數(shù)據(jù)。將溫度調(diào)為170攝氏度時，各個性能也可滿足優(yōu)等品技術(shù)的要求。從實驗數(shù)據(jù)中我們可以得出，產(chǎn)品的拉伸屈服強(qiáng)度與注塑溫度兩者成反比形式，共測試了210攝氏度，190攝氏度，170攝氏度三種情況，在190攝氏度情況下的拉伸強(qiáng)度的變動系數(shù)最小。

3.2 模具溫度對聚丙烯力學(xué)性能的影響

模具溫度與拉伸強(qiáng)度成正比，當(dāng)溫度降低，拉伸強(qiáng)度會降低0.1，并且測得的值卡邊。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是量卻的速度與熔體溫度和模具溫度有關(guān)。當(dāng)模具溫度降低時，懸臂梁的沖擊強(qiáng)度會加大，波動的程度可以直接影響產(chǎn)品的技術(shù)水平，進(jìn)而降低降級收益。模具溫度與沖擊強(qiáng)度兩者成反比，可以通過降低溫度來改善沖擊強(qiáng)度。而撓曲模量和拉伸性能與溫度之間的關(guān)系相同。

4 結(jié)論

①注塑溫度是制備樣品的關(guān)鍵因素之一，溫度可以直接對樣品的拉伸屈服度、懸臂梁沖擊度、撓曲模具產(chǎn)生影響，這些因素一旦產(chǎn)生變化，會直接影響產(chǎn)品的技術(shù)水平，進(jìn)而影響收益；

②模具溫度也是重要的影響因素之一，樣品的拉伸屈服度和撓曲模具會伴隨著溫度的降低而降低，但是懸臂梁沖擊度卻呈現(xiàn)相反的情況。所以在具體的工作中，工作人員要注重模具的溫度，嚴(yán)格把握好溫度的上下浮動，至關(guān)重要。

5 總結(jié)

根據(jù)影響產(chǎn)品力學(xué)的相關(guān)因素，借助一些新的技術(shù)和新材料幫助我們更好的提高產(chǎn)品的使用性能和使用壽命，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益，是我們的最終目的。在實際的工作中，工作人員要嚴(yán)格把控好注塑溫度和模具溫度，這樣可以再用一定程度上提高優(yōu)等產(chǎn)品的合格率。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊垚丁.原位制備的β晶成核劑己二酸鋅在抗沖聚丙烯中的成核性能[D].上海：華東理工大學(xué)，2018.