Дослідження дифузійних явищ у зоні контакту потоків розплавів полімерних матеріалів у процесі лиття під тиском

Abstract

При виготовленні полімерних виробів методом лиття під тиском характерною особливістю є утворення спаїв при зустрічі потоків розплавів. Причиною їх утворення може бути наявність двох та більшої кількості впускних отворів у прес-формі, вставки з інших матеріалів, складна конфігурація виробу, коли розплав полімеру рухається за ускладненою траектроією та інші фактори. Основною проблемою утворення спаїв є їх недостатня міцність. Метою даного дослідження є визначення міцності спаїв у полімерних виробах на основі дифузійної моделі з’єднання з урахуванням технологічних параметрів процесу лиття. У роботі запропоновано математичну модель дифузії на границі контакту потоків розплаву полімеру, що дозволяє прогнозувати міцність литого виробу в області спаю в залежності від технологічних параметрів процесу лиття і конструктивних параметрів прес-форми. Наведено зображення лінії спаю, отримане за допомогою електронного мікроскопа. Отримані емпіричні залежності адгезійної міцності спаїв для найбільш поширених у легкій промисловості матеріалів – поліетилену, полівінілхлориду, термоеластопласту. Результати дослідження мають практичне значення для проектування технологічних процесів створення композицій матеріалів, течії розплаву та формування структури будь-яких виробів, отриманих інжекційним формуванням та іншими методами перероблення полімерів.

In the process of manufacturing of plastic products by injection molding characteristic feature is the formation of the junctions at a meeting of melt flows. The reason for their formation may be the presence of two or more intake openings in the mold, inserts of other materials, complex product configuration, when the molten polymer moves along complex trajectory and other factors. The main problem of the formation of the junctions is their lack of strength. The aim of this study is to determine the strength of the junctions of polymer products based on diffusion model taking into account molding process parameters. The paper presents a mathematical model of diffusion on the boundary contact of flows of molten polymer to predict the strength of the cast product in the junction location depending on the technological parameters of the molding process and design parameters of the mold. An image of line junction obtained with the use of an electron microscope. The empirical dependence of adhesive junction strength for the most common light industry materials - polyethylene, polyvinyl chloride, thermo elastic are obtained. Research results have practical implications for designing processes to create compositions of materials, melt flow and structure formation of any products manufactured by injection molding and other methods of processing polymers.