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滚塑模具出现质量问题的原因有哪些?

2022-04-13 09:32:44

滚塑模具质量的好坏无疑是厂家和用户关心的问题。滚塑模具的质量与模具设计、原料和工艺条件等因素密切相关。

滚塑模具由导入进滚塑模具的颗粒,一步一步旋转成型为滚塑模具。那么在这个过程中影响产品质量好坏的过程与因素是哪些呢?

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一、影响滚塑模具质量好坏的过程:

1.气泡成核:在滚塑加工成型过程中典型的气泡形态及温度。当模具送入预热至300~400℃的加热炉中时,模具中的混合粉末开始逐渐被加热。当温度升至聚合物熔融温度时,聚合物粉末开始熔融。聚合物熔体随着模具的旋转而流动,包裹住发泡剂,形成发泡母体,其中分散着还没有开始分解的发泡剂。需要注意的是,如果聚合物熔体停止流动,而没有很好地包裹住发泡剂的话,会在发泡剂和聚合物熔体间形成气泡,这些气泡会给气泡形态带来负面影响。滚塑发泡成型过程基本上没有剪切运动,因此在聚合物熔融过程中,聚合物熔体的零剪切黏度是一个重要的流变参数。当聚合物母体的温度高于发泡剂的分解温度时,发泡剂开始分解,在聚合物母体中产生气体。这样就形成了气泡核。


2.气泡生长:当发泡剂分解形成气泡核后,这些气泡核继续生长变成气泡。值得注意的是,滚塑发泡成型中所采用的化学发泡剂的气泡生长机理和物理发泡剂完全不同。物理发泡是将一种挥发性的液体在一定压力下将其注入聚合物熔体中,压力下降,聚合物熔体中的液体气化,形成泡沫。压力差是气泡生长的主要驱动力核内的高压气体使气泡膨胀,但是由于存在压力差,部分气体会溶解在聚合物熔体内。气泡生长率受到气体产生率,气体溶解率和聚合物熔体强度的影响。一般说来,气泡生长主要受到气泡生长时间、温度、气体量、,流体静压或聚合物熔体压力和聚合物熔体黏弹性能的影响。


3.气泡聚结:随着气泡生长,相邻的气泡会聚结起来。这些邻近的气泡开始只是相连,具有共同的气泡壁,随着空隙组分的增加,气泡壁变薄,气泡的密度开始减小。这是因为随着气泡壁强度减弱,气泡开始不稳定,更多的气泡聚结在一起。根据热力学定律,气泡的表面积减小,相邻气泡趋向聚结。气泡尺寸较小,气泡尺寸分布较窄的发泡材料具有更好的力学和热性能,因此在滚塑发泡过程中应该预防气泡聚结以获得理想的气泡核密度。产生气泡聚结主要原因是聚合物熔体强度不够。熔体强度可以定义为在气体体积膨胀,气泡壁变薄的过程中,聚合物熔体抵抗气泡扩张的能力。因此气泡壁的稳定性随着熔体强度的增加而增加。熔体强度随着温度的降低而增加,因此在滚塑发泡成型过程中,必须保持低温以尽量减少气泡聚结。


4.气泡粗化:在气泡生长过程中另一个降低气泡密度的因素是气泡粗化。相邻的两个气泡大小不同时,因为存在压力差,气体会从较小的气泡流向较大的气泡。因此较小的气泡变得更小.另一方面,较大的气泡变得更大,两个气泡变成一个大气泡。发生气泡粗化时,气泡密度严重下降,同时会产生气泡聚结,因此力学性能也会随之下降。目前在滚塑发泡成型过程中已经做了大量的研究工作,其中包括气泡聚结和气泡粗化对发泡材料力学性能的影响。


二、影响滚塑模具质量好坏的因素:

1.模具壁气泡、孔眼产生的原因: 

①原料粉末或模具内壁潮湿,促使了气泡增多。 

②树脂熔体黏度大,其中气泡不易排出。 

③树脂受热不充分,没有足够动力和时间排除其中气泡。 

④通气管堵塞,内部气体无法逸出。 


2.模具内壁粗糙的原因: 

①树脂受热不充分,未充分熔化和流平。 

②树脂熔体黏度较大,流动困难。 

③原料颗粒粗大或形状不规则,尤其是夹杂了长丝状、卷曲状颗粒。 


3.模具内壁变色的原因: 

模具内壁变成黄褐色的原因主要是加热温度过高、或加热时间过长引起树脂氧化降解。 

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