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1、酚醛树脂注塑料的化学流变行为研究周大鹏I*俞立琼2(1嘉兴学院生物与化学工程学院,嘉兴314001)(2浙江嘉民塑胶有限公司,嘉兴314027)摘要:利用Brahcndcr流变仪,考察了酚醛树脂注教料的化学流变特性,根据双阿累尼乌斯方程建立了酚醛树脂注熨料的化学流变模型。该模型与实验结果具冇较好的一致性,利用该模型可以预测酚醛注塑料注塑工艺所需耍的工艺窗口,并能动态模拟密个注塑工艺过程中的黏度变化。关键词:酚醛树脂;注槊料;流变行为中图分类号:TQ323.5文献标识码:AStudyfortheRheologicalBehaviorofPhenolicResinInjectionMold
2、ingMaterialsZHOUDa-Pcng1,YULi-Qiong2(1BiochemistryandChemicalEngineerDepartment,JiaXingCollege,JiaXing314001)(ZhejiangJiaMinPlastics&RubberCo.,Ltd,JiaXing314027)Abstract:Therheologicalbehaviorofphenolicresininjectionmoldingmaterialsisstudiedwithbrabenderexperiments・Arheologicalmodelbasedonthedua
3、l-Arrheniusequationisestablishedandusedtosimulatetherheologicalbehaviorofthematerials.Themodelpredicationisinagoodagreementwithexperimentaldata.Theinjection-processingwindowofthematerialscanbewelldeterminedbasedonthedevelopedmodel.Keywords:phenolicresin;injectionmoldingmaterials;rheologicalbehav
4、ior高聚物的流变行为及其加工过程中的流动场的特点不仅影响高聚物的加工工艺,还会影响最终产品的性能山。与热塑性材料不同,酚醛等热固性材料在流变测试中会伴随着化学反5联系人简介:周大鹏(1977年出生),男,博士,讲师,主要从事酚醛树脂及其复合材料方而的研究,E-mail:zdp9270@163.com应,故称Z为化学流变行为。酚醛树脂注塑料在注犁机料筒和模具中的化学流变行为对其在注塑工艺屮的应川起着重要的指导作川S3]。本文通过建立酚醛树脂注塑料的化学流变模型即建立黏度同温度、时间或固化度之间的函数关系,可方便地对其注塑过程进行预测和控制,从而优化注塑工艺和改善最终产品性能。1实验部分
5、1.1实验原料酚醛树脂,牌号为2123,浙江嘉民塑胶有限公司;木粉:198um全通,165um筛余物小于0.5%,浙江嘉民塑胶有限公司;六亚甲基四胺及其他原料均为市售工业级。将上述物料称重,按基本配方(如表1)混和均匀待测试川同。表1酚醛注須料的基木配方Table1Thebasicrecipeofphenolicinjectingmoldingmaterials组份酚醛树脂六亚甲基四胺木粉碳酸钙其它添加剂质量份447252041.2仪器设备利川Brabender塑料流变仪(徳国Brabender公司制造)进行流变测试。1.3实验方法在恒温流变测试中,分别选取130°C、140°C、15
6、0°C、160°C四个实验温度,在动态升温测试中,仪器预先升温至80°C,然后以12°C/min的升温速率升至110°C进行恒温测试。试验加料为每次24g,转子转速45rpm,在流变测试过程中,注塑料的黏度川转了的转矩(NM)表示叫2结果与讨论2.1等温流变行为酚醛树脂注塑料在不同温度下的流变曲线如图1,从屮可以看出,注塑料初始状态为固体粉料,随着时间的延长,物料开始熔化,黏度随Z降低,时间进一步延长,物料固化开始,体系黏度逐渐增大,至最大值时,山于物料被剪切粉碎而造成转矩下降。相对较高的温度,在较低的温度下,黏度随时间而增加的幅度更加平缓。1-130°C,2—140°C,3—15O°
7、C,4-160°C图・1酚醛注頰料在不同温度下的流变曲线Fig.1Rheologycurvesofphenolicmoldingmaterialsversustimeatvarioustemperature2.2流变模型的建立热固性树脂体系的黏度受温度和固化度变化的综合彩响c温度的升高有利于树脂分子链的运动,固化度的提高使分了链运动受到阻碍,导致黏度升高。这两者的综合影响可以由方程(1)表达。(1)Inrj=加〃°+a其屮,%是树脂体系固化度为