【机械专业中文翻译】注塑成型中颗粒填充物聚丙烯的冷却情况

注塑成型中颗粒填充物聚丙烯的冷却情况

摘要：聚丙烯复合材料的冷却情况被用于在同一注塑成型过程中，对影响散热性能的各种填料（磁铁矿，重晶石，铜，滑石，玻璃纤维和锶铁氧体）于不同比例下的调查。注塑成型期间，分别对室温和高温时热电偶在型腔模具表面的测量记录和对斜坡冷却曲线的热扩散分析中发现：该注射成型的工艺和该模具的填充材料使冷却曲线显示出不同的合并路段。所以说热扩散系数是个暂时性的系数。热扩散表明，最高值为30％的滑石粉填充聚丙烯，在最短的冷却时间可以发现35％铜填充聚丙烯。系统性变化的具有热传递性能的复合材料，在不同的填充材料和填充比例中使注塑过程优化，并以此来定制热流性能。此外，滑石粉填充聚丙烯使设计的复合材料与预定的最高热流相附，是热传递的首选方向。

关键词：聚丙烯 ;热性能;注塑成型;微粒填料

1 .导言 常用的塑料，如聚丙烯和聚酰胺都有一个低导热系数。不过在汽车行业，如传感器或执行器，需要新的材料或具有高导热性。通过增加合适的填料，比如塑料，其热行为聚合物是可以改变的。系统的热扩散大于1.22毫米/秒，从0.22毫米/秒多为补聚丙烯。这种填充聚合物具有较高的热导率，由于广泛的应用在电子封装上而成为一个越来越重要的研究领域。较高的热导率可以通过使用一个合适的填料达到，如铝，碳纤维和石墨，铝氮化物或磁铁矿颗粒。此外，在注塑机上模具的冷却反应，是受聚合物填料的热性能影响。然而，填充材料比较能体现出热导率的价值观。大幅比较不同的材料，是很困难的，甚至可以说是不可能的。 因此，聚丙烯样品不同的填充剂（四氧化三铁，硫酸钡，铜，玻璃纤维， 滑石粉）的挤出和注射成型用各种体积分数（ 0-50 ％ ）来表示 。

磁铁矿重晶石一般是用来增加重量的聚丙烯，如：为一瓶措施，锶铁氧体是用聚合物粘结磁铁，玻璃纤维是用于加固新材料，滑石粉是一种反阻断剂。然而，铜被选为额外灌装机，因为它具有高度的热导率相对于其他材料。热性能，这些注射成型样品和注塑成型行为人调查和相关的金额和种填充材料。

2 .理论思考

傅立叶法的热量传递，在一维给出

与温度T ，时间t ，位置x和热扩散在一个均质体，热扩散率A和热导率L是相互关联的，由具体密度r 和具体的热容量Cp根据

假设一名注射成型工艺与恒温灌浆期为聚合物的温度TP和相对恒定的温度Tm及作为温度独立的热扩散，解析解决式（ 1 ）结果

在式（ 3 ） ,S是指壁厚注射模压部分和T的温度zai 时间t后注射。忽略高阶计算，式（ 3 ）可以减少为

式（ 4 ）给出的关系冷却速度和热扩散率，在注射成型过程中，凡高热扩散导致更高的冷却速度和短周期的过程。

3 .实验

3.1 材料

试验材料供应合作编写RTP的有限公司（法国）几种聚丙烯（ PP ）化合物与各种填料（四氧化三铁，硫酸钡，铜，玻璃纤维，滑石粉）在挤出过程中讲到的类似在式[ 2 ] 。填充物材料是常用材料在工业产品。填料粒子不具备表面涂层可以影响热性能。一些选定的性能灌装材料列在表1

图1.模具注塑成型实验。

图 2 .模具与腔准备测试样本，在一个注塑机。立场与热电偶温度测量标志是一个箭头。

3.2 热扩散率测量

热扩散的高分子材料，是衡量一个瞬态法，与雷射闪光实验有密切的关系。温度信号

由热电偶转移到上侧的抽样检验和注册,被转让温度信号启动一个热平衡过程该标本，记录由热电偶作为区别样品的背面和恒定温度，用来为评价的热扩散率。最小二乘算法是用来确定热扩散率，而变系统地热扩散值在一个特别设计差分计划。精确的测量多于总量的3 ％。为热扩散率测量，小缸10毫米直径5-6毫米的身高，剪下的注射成型棒（参见图1 ）。

3.3 注塑成型

与注塑机标准样品测量拉伸性能连同一棒热测量10毫米直径和130毫米的长度分别准备在一模（参见图1 ）。在腔的拉伸试验棒铬（ K型）热电偶中的应用。在注塑成型实验温度记录每0.5秒一个数字万用表和储存在一台个人电脑。热电偶s大约0.2毫米成空腔。因此，一个良好的热之间的接触聚合物和热电偶，甚至后缩的成型，是为了保证录得更好的温度时间。用过的注射液成型参数列于表2 。由此时代特征的注塑成型周期提交见表3 。

4 结果与讨论

图 3 比较冷却曲线填补聚丙烯与聚丙烯复合材料的各种填料组分的四氧化三铁。

在图 3 中，聚丙烯的冷却过程在一个时间在温度测量所热电偶达到最高值约。随着越来越多的时间观测到温度下降。经过在模具打开，冷却行为

记录与热电偶变化，因为它是无较长的接触与注射成型的材料。由于以大直径的棒，这个时间（），直到模具是打开及注射成型零件跳伞选择相对较高，以确保该部分肯定凝固。可以看出，在图 3斜率曲线变化显着后，这对应于时间那里后，压力是拆除。此外，图。三指出这种复合材料在腔降温快随着越来越多的磁铁矿分。

要达到的温度条-温度远远低于凝固的采样聚丙烯需求，在描述实验的时候，

，而冷却时间聚丙烯的Fe3O4减至（参看表四）。减少冷却时间，是在好的协议所增加的热扩散的磁铁矿填充复合材料由于高的热扩散粒子（参见附表一），其中的线索，就式（ 4 ），以一个增加冷却速度。温度时间依赖性图。 3条不遵循一个简单的线性行为预期温度-时间曲线由式（ 4 ）在对数计。只为填补聚丙烯实测值可安装一个单一的直线之间大约15 和第54秒的这条路线通往

一个扩散（参见式（ 4 ））。其他测量冷却曲线的聚丙烯复合材料的磁铁矿装有在每个个案，两直线，为高温第和低温的地区。热扩散估计从斜坡上的回归直线

计算热扩散系数的的温度较高部分的冷却曲线有一点点低于扩散系数测量暂态技术，而计算热扩散酶的温度越低，部分地区的冷却曲线满足实测值扩散图 3 比较冷却曲线填补聚丙烯与聚丙烯复合材料的各种填料组分的四氧化三铁。该符号字里行间都回归直线（参见文）。

图 4显示测得的热扩散率数据的调查样本中可以看出，该热扩散的磁铁矿-聚丙烯

复合材料是由为填补聚丙烯截至增加磁铁矿负荷。因此，冷却时间变短为高磁铁矿填料馏分（图三）。原因之一，为改变在边坡的冷却曲线显示图3是改变热扩散率随温度的，其中就表现在是图 5 磁铁矿和重晶石聚

丙烯复合材料随着温度的升高热扩散率降低。因此，价值观来自模实验应小于测值的复合材料在室温。热扩散的PP基体中，主要是所造成的声子，是关系到