混料轉(zhuǎn)速及溫度對PP復(fù)合材料拉伸性能的影響
眾所周知,塑料制品的應(yīng)用領(lǐng)域及其性能需求逐漸提升,原料的物理改性方法在性能升級改造方面扮演重要角色,而物理改性過程中的前期混合均勻程度直接關(guān)系到熔融過程中分散相的分布均勻性和團(tuán)聚尺寸,對不同組元間的界面相容效果有重要影響。然而,當(dāng)前的固態(tài)物料混合方式不可避免地存在慣性隔離區(qū),如圖1所示。隔離區(qū)中物料在摻混時(shí)異于槳葉覆蓋區(qū),即發(fā)生小的相對位移,混合物容易形成較大尺寸的球晶,導(dǎo)致制件性能分布差異大、拉伸性能不良。而目前針對摻混設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)對材料性能的影響研究鮮有報(bào)道,本文重點(diǎn)針對SHR15-A型高速混合機(jī)(石家莊浩塑機(jī)械廠),研究其混料轉(zhuǎn)速與混料溫度對被被混合材料拉伸性能的影響。
圖1慣性隔離區(qū)示意圖
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備及原料
實(shí)驗(yàn)所用主要原材料如表1所示
表1實(shí)驗(yàn)所用主要原材料
名稱 規(guī)格 型號及廠家
粒徑(估值) 比表面積m2/g 型號 廠家
PP 3mm / T300 上海石化
CaCO3 37μm / HX-400 建德和諧重鈣廠
SiO2 7nm 580 TG96 日本FREE
1.2樣條制備與拉伸性能測試
CaCO3/PP、SiO2/PP分別以3000/20、3000/8的比例加入高速混料機(jī),首先固定攪拌溫度為30℃,依次改變攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為120rad/min、180rad/min、300rad/min、390rad/min、480rad/min、570rad/min。然后固定轉(zhuǎn)速為480rad/min,并改變攪拌機(jī)的溫度為30℃、40℃、50℃、60℃?;旌虾笪锪显赟JSH平行同向雙螺桿擠出機(jī)(石家莊浩塑機(jī)械廠)上熔融切粒,烘干后利用XS-1780D注塑成型機(jī)(深圳德立天科技有限公司)成型標(biāo)準(zhǔn)測試樣條。擠出機(jī)各段溫度分別設(shè)為120℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、220℃,機(jī)頭溫度設(shè)為200℃。注塑機(jī)溫度為200℃、220℃、250℃、250℃、250℃、240℃。
拉伸性能利用德瑞DR-6000A伺服萬能試驗(yàn)機(jī)(揚(yáng)州德瑞儀器設(shè)備有限公司)進(jìn)行測試,測試標(biāo)準(zhǔn)采用國標(biāo)GB/T1039-92。
2結(jié)果與分析
2.1物料的混合轉(zhuǎn)速對拉伸性能的影響
圖2為不同轉(zhuǎn)速下混合材料的拉伸性能。由圖可見,CaCO3/PP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度隨轉(zhuǎn)速的增加而降低,而SiO2/PP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度隨轉(zhuǎn)速增加而升高。同時(shí),二者在轉(zhuǎn)速較低時(shí)拉伸強(qiáng)度均表現(xiàn)出較大變化,而當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到390rad/min后,轉(zhuǎn)速對拉伸強(qiáng)度的影響均變得不明顯,強(qiáng)度變化趨勢逐漸減弱。
產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因可能是因?yàn)镃aCO3粉末作為微米級物料,進(jìn)行混合時(shí)在葉片周圍出現(xiàn)了慣性隔離區(qū),處于隔離區(qū)的物料會(huì)產(chǎn)生相對小的相對位移。而隨著轉(zhuǎn)速的提高,不同區(qū)域物料位移量差異性增加,導(dǎo)致物料混合不均勻的趨勢擴(kuò)大。而當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后,高的轉(zhuǎn)速對物料的混合能力增強(qiáng),一定程度上彌補(bǔ)了隔離區(qū)的影響,拉伸強(qiáng)度降低的整體趨勢減弱。然而,CaCO3粉末為納米級物料,其顆粒度較小,在混合過程中易發(fā)生團(tuán)聚,雖然也會(huì)出現(xiàn)慣性隔離區(qū)現(xiàn)象,但隨著轉(zhuǎn)速的提高,對團(tuán)聚的破壞作用逐漸增強(qiáng),反而使SiO2粉末分布更加均勻,導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度隨轉(zhuǎn)速的提高逐漸上升。
圖2轉(zhuǎn)速對CaCO3/PP和SiO2/PP復(fù)合材料拉伸性能的影響
2.2混料機(jī)的加熱溫度對拉伸性能的影響
圖3分別為轉(zhuǎn)速固定為480rad/min時(shí)不同混料加熱溫度對材料拉伸強(qiáng)度的影響。由圖可知,CaCO3/PP復(fù)合材料和SiO2/PP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度均隨混料加熱溫度的升高而提高,但變化幅度均不明顯??梢娂訜釡囟葘?fù)合材料的拉伸性能影響較小。
圖3加熱溫度對CaCO3/PP和SiO2/PP復(fù)合材料拉伸性能的影響
3結(jié)語
(1)混料轉(zhuǎn)速對被混合材料的拉伸性能影響相對較大,但由于慣性隔離區(qū)與粒子團(tuán)聚程度的共同作用其影響效果不同,如CaCO3/PP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度隨混料轉(zhuǎn)速的增加而降低,而SiO2/PP復(fù)合材料的拉伸性能則隨混料轉(zhuǎn)速的增加而升高。
(2)在混料轉(zhuǎn)速較低的范圍內(nèi),被混合材料的拉伸變化相對較大。當(dāng)混料轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后,由于對物料攪拌能力的提高,拉伸性能變化趨勢減弱。
(3)混料溫度對被混合材料的拉伸性能影響不明顯。
本文來源:《企業(yè)科技與發(fā)展》:http://xwlcp.cn/w/kj/21223.html
欄目分類
- 堅(jiān)定文化自信與堅(jiān)持中華民族文化主體性的實(shí)踐路徑
- BIM技術(shù)在建筑成本控制與工程造價(jià)管理中的應(yīng)用
- 粵港澳鑄牢中華民族共同體意識(shí)的實(shí)踐路徑
- “文化潤滇”的新時(shí)代解讀
- 以系統(tǒng)觀念統(tǒng)籌推進(jìn)教育科技人才體制機(jī)制一體改革
- 技能型社會(huì)建設(shè)視域下新時(shí)代工匠人才培養(yǎng)與職業(yè)教育使命擔(dān)當(dāng)
- 數(shù)字時(shí)代編輯出版的數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑
- “大思政課”視角下公安英模精神的培育策略研究
- 數(shù)字經(jīng)濟(jì)與企業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建路徑探索
- 幼兒園開展中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化啟蒙教育的實(shí)踐與探索
- 2025年中科院分區(qū)表已公布!Scientific Reports降至三區(qū)
- 官方認(rèn)定!CSSCI南大核心首批191家“青年學(xué)者友好期刊名單”
- 2023JCR影響因子正式公布!
- 國內(nèi)核心期刊分級情況概覽及說明!本篇適用人群:需要發(fā)南核、北核、CSCD、科核、AMI、SCD、RCCSE期刊的學(xué)者
- 我用了一個(gè)很復(fù)雜的圖,幫你們解釋下“23版最新北大核心目錄有效期問題”。
- 重磅!CSSCI來源期刊(2023-2024版)最新期刊目錄看點(diǎn)分析!全網(wǎng)首發(fā)!
- CSSCI官方早就公布了最新南核目錄,有心的人已經(jīng)拿到并且投入使用!附南核目錄新增期刊!
- 北大核心期刊目錄換屆,我們應(yīng)該熟知的10個(gè)知識(shí)點(diǎn)。
- 注意,最新期刊論文格式標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布,論文寫作規(guī)則發(fā)生重大變化!文字版GB/T 7713.2—2022 學(xué)術(shù)論文編寫規(guī)則
- 盤點(diǎn)那些評職稱超管用的資源,1,3和5已經(jīng)“絕種”了