刘旭辉 (长江大学机械工程学院,湖北荆州434023)

熔体充模流动是高温熔体向温度相对较低的模腔运动的过程,是决定聚合物微观结构的阶段,对制品品质有直接影响。对熔体充模流动的研究 (尤其是试验研究)一直是聚合物成型研究者关注的课题。研究熔体充模流动可以为模具设计和数值模拟提供理论基础。在20世纪40年代末和50年代初,Gilmore和Spencer首先采用示踪技术和可视化技术对普通注塑的熔体充模流动进行了研究,给熔体充模流动的研究奠定了基础,为以后的研究者提供了可供借鉴的基本方法[1,2],国内外学者由此进行了大量试验研究。笔者对聚合物熔体充模流动的试验研究方法进行详细综述,为深入研究普通注塑、共注塑、气辅助注塑和微注塑等过程中熔体充模流动提供参考。

1 基于示踪技术的充模流动研究

White[3]把改进的Instron流变仪作为注射装置,将红、绿、橙、蓝等色料作为示踪剂,研究恒温和非恒温条件下的熔体充模流动,试验装置如图1所示。试验过程如下:①把聚合物 (PS和PE)棒材放入流变仪机筒之前,在棒材上沿径向等间距钻出多个孔,再把长度与棒材直径相等的已染色的线材放入孔中;②通过流变仪的柱塞把已加热的棒材注入到可视化模具中,用摄影机拍摄熔体在不同形状模腔中的流痕。根据对熔体流动的观察,研究熔体前缘的形状和熔体高速喷射的现象,并对流场进行分析。Schmidt[4]对上述试验进行了改进,即放入PBT棒材的线材长度只有棒材直径的三分之一,这样可以将示踪剂在机筒和模具中的变形区别出来,从而提高试验精度。……