含气材料的可压缩性在注塑微发泡中的研究与应用

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.08.011

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (8): 69-75.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.08.011

含气材料的可压缩性在注塑微发泡中的研究与应用

徐敬一¹(), 罗宝树¹, 汪胜旺¹, 陈剑波¹, 葛福炯¹, 杨雅凤¹, 何亚东²

^1.余姚华泰橡塑机械有限公司，余姚 315400
^2.北京化工大学机电工程学院，北京 100029

收稿日期:2024-03-15 出版日期:2024-08-26 发布日期:2024-08-19
作者简介:徐敬一（1954—），男，首席技术执行官，从事微发泡聚合物加工工艺及设备的研究，xu2836@aliyun.com
基金资助:
年度甬江人才工程科技创新领域创新人才项目(2022A?075?G)

Study and application of pressure⁃volume behaviors of entrained gas materials in foam injection molding

XU Jingyi¹(), LUO Baoshu¹, WANG Shengwang¹, CHEN Jianbo¹, GE Fujiong¹, YANG Yafeng¹, HE Yadong²

^1.Yuyao Huatai Rubber and Plastic Machinery Co，Ltd，Yuyao 315400，China
^2.College of Mechanical and Electrical Engineering，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029，China

Received:2024-03-15 Online:2024-08-26 Published:2024-08-19

摘要/Abstract

摘要：

利用改进的常规微发泡注射成型机可对预塑含气聚合物熔体产生高压而实现了注射成型的压力⁃体积⁃温度（PVT）的在线测量。通过对聚苯乙烯和聚丙烯的含气或不含气熔体在一定温度下的压力⁃体积（PV）行为进行研究，发现含气聚合物熔体的可压缩性远大于不含气聚合物熔体。在实际应用中，含气聚合物熔体的较大的可压缩性可用于辅助注射和加快气体融入熔体过程从而提高发泡质量。另一方面，根据含气聚合物熔体的可压缩性大而存在的安全隐患所做的压力释放试验，首次在国内提出了新的含气材料注射成型的安全操作指导。

关键词: 微发泡注塑, 聚苯乙烯, 聚丙烯, 含气熔体, 可压缩性, 安全, 压力?体积

Abstract:

In this study， in⁃line measurement of pressure⁃volume⁃temperature in injection molding was achieved by using a modified conventional microcellular injection molding machine that generates high pressure on the recovered entrained gas polymer melt. The studies on the pressure⁃volume behavior of entrained gas melts of polystyrene and polypropylene at a certain temperature indicated that the compressibility of entrained gas polymer melts was much greater than that of gas free polymer melts at specific temperature. In practical applications， the larger compressibility of entrained gas polymer melts can be used to assist in injection and speed up the gas integration process into the melt， thereby improving foaming quality. On the other hand， the pressure release test based on the potential safety hazards of entrained gas polymer melt due to its large compressibility of the melt has put forward a new safety operation guide for injection molding of entrained gas materials for the first time in China.

Key words: microcellular foam injection molding, polystyrene, polypropene, entrained gas melt, compressibility, safety, pressure?volume

中图分类号:

TQ320.6

徐敬一, 罗宝树, 汪胜旺, 陈剑波, 葛福炯, 杨雅凤, 何亚东. 含气材料的可压缩性在注塑微发泡中的研究与应用[J]. 中国塑料, 2024, 38(8): 69-75.

XU Jingyi, LUO Baoshu, WANG Shengwang, CHEN Jianbo, GE Fujiong, YANG Yafeng, HE Yadong. Study and application of pressure⁃volume behaviors of entrained gas materials in foam injection molding[J]. China Plastics, 2024, 38(8): 69-75.

图/表 9

图 1 改进的自闭式止逆阀［7］

Fig.1 Modified self⁃close non⁃return valve

图 2 高压自闭式喷嘴（和卓）［4］

Fig.2 Heavy load shut⁃off nozzle （Herzog）

图3 用于PV测试的改良微孔注射成型机的液压系统［4］

Fig.3 Hydraulic system of the modified microcellular injection molding machine for PV test

图4 GPPS和氮气的混合熔体在 223 ℃的PV数据

Fig.4 PV data of the GPPS⁃N2 mixed melt at 223 ℃

图5 GPPS和二氧化碳气体的混合熔体在 223 ℃的PV数据

Fig.5 PV data of the GPPS⁃CO2 mixed melt at 223 ℃

图6 GPPS （223 ℃）和PP（211 ℃）熔体的PV数据

Fig.6 PV data of the GPPS （223 ℃） and PP （211 ℃） melt

图7 在223 ℃的GPPS 和氮气的混合熔体的压缩性

Fig.7 Compressibility of the GPPS⁃N2 mixed melt at 223 ℃

图8 样品的泡孔结构

Fig.8 Cell structures of the samples

螺杆头前熔体压力	释压时间/min
螺杆头前熔体压力	0	1	2
100 %预塑体积	21	13	10
40 %预塑体积	16	6	4

表1 含气熔体压力释放和时间的关系 (MPa)

Tab.1 Relationship between pressure release of the gas⁃bearing melt and time

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Study and application of pressure⁃volume behaviors of entrained gas materials in foam injection molding

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