成型工艺对短玻璃纤维增强聚丙烯注塑管件的壁厚分布及玻璃纤维取向的影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.05.003

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (5): 11-16.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.05.003

成型工艺对短玻璃纤维增强聚丙烯注塑管件的壁厚分布及玻璃纤维取向的影响

钟罗浩¹, 匡唐清¹(), 赖家美², 柳和生², 赖德炜¹

^1.华东交通大学机电与车辆工程学院，南昌 330013
^2.南昌大学机电工程学院，南昌 330031

收稿日期:2021-01-20 出版日期:2021-05-26 发布日期:2021-05-24

Effect of Molding Process on Wall Residual Thickness Distribution and Glass⁃fiber Orientation of Short⁃glass⁃fiber⁃reinforced Polypropylene Molded Pipes

ZHONG Luohao¹, KUANG Tangqing¹(), LAI Jiamei², LIU Hesheng², LAI Dewei¹

^1.School of Mechatronics &Vehical Engineering，East China Jiaotong University，Nanchang 330013，China
^2.School of Mechatronics Engineering，Nanchang University，Nanchang 330031，China

Received:2021-01-20 Online:2021-05-26 Published:2021-05-24
Contact: KUANG Tangqing E-mail:tkuang@ecjtu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

以气体辅助注射成型（GAIM）、水辅助注射成型（WAIM）、气体驱动弹头辅助注射成型（G-PAIM）及水驱动弹头辅助注射成型（W-PAIM）制备了一系列短玻璃纤维增强聚丙烯弯形管件，对比了各成型工艺对其管件壁厚及玻璃纤维取向分布的影响。结果表明，以管件总体壁厚大小排序为GAIM>WAIM>W-PAIM>G-PAIM，其中G?PAIM与W-PAIM管件壁厚差异较小；4种成型工艺的管件壁厚方差均较小，各壁厚均匀性较好；WAIM管件的玻璃纤维取向度总体上高于GAIM；且弹头的引入使得管件沿流动方向的玻璃纤维取向度更高。

关键词: 成型工艺, 短玻璃纤维增强聚丙烯, 壁厚, 方差, 玻璃纤维取向

Abstract:

A series of short-glass-fiber-reinforced polypropylene bending pipes were prepared via gas-assisted injection molding （GAIM）， water-assisted injection molding （WAIM）， gas-projectile-assisted injection molding （G?PAIM） and water-projectile-assisted injection molding （W?PAIM）. The effect of different molding processes on the residual wall thickness （RWT） and orientation distribution of glass fibers was investigated comparatively. The results indicated that the overall RWT of the pipes decreased by an order of GAIM > WAIM > W-PAIM > G-PAIM， and the difference of RWT between G-PAIM and W-PAIM pipes was small. The RWT variance of the pipe fittings obtained from the four forming processes was small， and the uniformity of the RWT was good. The glass fiber orientation of the WAIM pipes was generally higher than that of the GAIM. The introduction of projectile made the pipe fittings a higher orientation along the flow direction.

Key words: molding process, short-glass-fiber-reinforced polypropylene, residual wall thickness, variance, glass fiber orientation

中图分类号:

TQ320.66⁺2

钟罗浩, 匡唐清, 赖家美, 柳和生, 赖德炜. 成型工艺对短玻璃纤维增强聚丙烯注塑管件的壁厚分布及玻璃纤维取向的影响[J]. 中国塑料, 2021, 35(5): 11-16.

ZHONG Luohao, KUANG Tangqing, LAI Jiamei, LIU Hesheng, LAI Dewei. Effect of Molding Process on Wall Residual Thickness Distribution and Glass⁃fiber Orientation of Short⁃glass⁃fiber⁃reinforced Polypropylene Molded Pipes[J]. China Plastics, 2021, 35(5): 11-16.

图/表 13

图1 弹头结构

Fig.1 The structure of projectiles

工艺方法	熔体温度/℃	注水/气延迟时间/s	注射压力/MPa	保压时间/s	模具温度/℃	注水/气压力/MPa	注水温度/℃
GAIM	250	2	8	10	室温	3	-
WAIM						6	室温
G?PAIM						3	-
W?PAIM						6	室温

表1 成型工艺参数

Tab.1 The process parameters

图2 弯管测量的5个位置

Fig.2 The five positions of bending pipes

图3 横截面的测量位置

Fig.3 The measurement position of cross section

图4 SEM的观测试样

Fig.4 Phase morphology observation

图5 4种成型工艺管件的残余壁厚

Fig.5 The residual wall thickness of four processing pipes

图6 4种成型工艺的总体壁厚及标准偏差

Fig.6 The overall wall residual thickness and standard deviation of the four molding processes

图7 4种成型工艺管件的壁厚方差

Fig.7 The variance of residual wall thickness of four processing pipes

图8 GAIM管件各层的SEM照片

Fig.8 SEM of GAIM pipes at different layers

图9 WAIM管件各层的SEM照片

Fig.9 SEM of WAIM pipes at different layers

图10 G?PAIM管件各层的SEM照片

Fig.10 SEM of G?PAIM pipes at different layers

图11 W?PAIM管件各层的SEM照片

Fig.11 SEM of W?PAIM pipes at different layers

图12 WAIM与W?PAIM的穿透速度比较

Fig.12 Comparison of penetration speed between WAIM and W?PAIM

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成型工艺对短玻璃纤维增强聚丙烯注塑管件的壁厚分布及玻璃纤维取向的影响

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