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聚苯硫醚(PPS) 板材粘性介质温热胀形性能研究

发布时间:2019/11/3 23:39:56阅读人次:1320

聚苯硫醚( Polyphenylene Sulfide,简称PPS)是由链状分子的苯环和硫原子交替排列组成的一种新型高性能热塑性树脂,一定温度条件下具有良好的热稳定性阻燃性以及耐磨性,在航空航天汽车电子等领域有着较为广泛的应用[1],如飞机窗框窗盖储存料舱,以及汽车壁板车门发动机罩等但由于PPS 含有大量的芳杂环结构,室温条件下流动性差可变形量小,只有在高温下才具有熔融流动性所以,PPS 零件多采用高温注塑成形的方法,注塑压力为60 ~ 70 MPa、注塑温度为300 ~330 ℃、模具预热温度为60 ~ 70 ℃。但对于薄壁零件,注射成形所需注射压力与温度不易保证,容易引起翘曲变形气穴流痕等缺陷如果采用事先成形的板材,基于金属板材温热胀形的方法成形,将会使此类零件的生产质量得到很大的提高,生产成本也会大幅度降低

Lee J K 等提出采用真空热成形方法进行ABS 冰箱内衬的成形,并对成形过程进行了仿真分析,研究结果表明,在合适温度和成形路径条件下可以成形壁厚分布较为均匀的零件。Schmidt F M等提出采用红外加热方式进行热塑性树脂板的成形,并对远波中波和卤素灯3 种加热方式的光谱特性温度分布等进行了分析,研究结果表明,采用卤素灯的红外发热效率最高,适用于大部分聚合物板材的热成形。Kumar P S 等针对PP 板材进行了气压热成形的研究,分析了PP 板材单双面加热方式对成形试件质量壁厚分布均匀性的影响,研究结果表明,PP 板材单面加热仅适用于较浅的拉深零件,而双面加热在所有深度拉深中均得到了尺

寸良好的零件。Mekaru H 等对PMMA PC 两种板材进行了热压印成形的研究,并对气压真空超声振动3 种加压方式进行了分析,研究结果表明,超声振动得到的零件质量良好,并且能缩短成形时间和减少模具与零件之间的作用力

粘性介质温热胀形是针对铝合金镁合金等轻合金钣金件室温变形能力低成形质量差等问题而提出的一种新方法与传统的温热压成形方法相比,粘性介质具有较高的粘度和较强的速率敏感性,能够改善板料受力状态,提高板材均匀变形能力同时,粘性介质在温热胀形过程中不会对板材产生划伤和划痕,也非常适合热塑性树脂及其复合材料的温热胀形本文以PPS 板材为研究对象,通过单向拉伸实验和粘性介质温热胀形实验,进行了PPS 薄壁制件粘性介质温热胀形的可行性研究,研究结果可为小批量的薄壁PPS 零件的低成本高质量生产提供重要参考

结论

( 1) PPS 板材受分子结构的影响,室温变形能力较差在一定温度和变形速度条件下,PPS 板材变形能力有较大幅度的增加,采用PPS 板材粘性介质温热胀形方法可成形出形状复杂的小批量薄壁PPS 零件

( 2) PPS 板材粘性介质温热胀形性能与成形温度和介质加载速度有关,随着成形温度的升高和粘性介质加载速度的降低,PPS 板材成形性能不断提高但当成形温度超过200 ℃时,PPS 板材颜色发生较大变化,成形性能也会下降

( 3) 一定成形温度和粘性加载速度条件下,随着PPS 板材胀形性能的提高,PPS 胀形试件的减薄率不断增大,并呈区域性分布,实际生产过程需要根据零件壁厚要求进行适当的补偿。`