3D打印PEI成型工艺对制品力学性能的影响

聚醚酰亚胺(PEI)具有优良的力学性能、耐辐照性能、耐高低温及耐磨性能,是工业领域不可或缺的重要材料之一。采用熔融沉积成型(FDM)技术,可用来构建具有复杂几何形状的功能部件。不同的成型工艺参数对零件的力学性能具有较大的影响。研究了3D熔融沉积成型中PEI的填充路径、填充率、成型件放置角度和喷嘴孔径对制品拉伸强度和断裂伸长率的影响,得到了具有最佳力学性能的打印工艺。结果表明,当填充方向为±45°时,试样的拉伸强度最大,为99.4 MPa;当填充方向为0°时,断裂伸长率最大,为15.3%;当填充方向为90°时,试样拉伸强度和断裂伸长率最小,分别为80.2 MPa和12.4%。且不同的放置角度对试样拉伸强度和断裂伸长率影响较大;试样的拉伸强度和断裂伸长率随着喷嘴孔径的增大而减小,当喷嘴孔径为0.4 mm时,其值最大。     

3D打印参数对聚乳酸试样拉伸性能的影响

研究了三维(3D)打印关键工艺参数(填充密度、打印层高、打印壁厚和打印温度)对聚乳酸(PLA)试样拉伸强度和断裂伸长率的影响。结果表明,随填充密度的增大,试样的拉伸强度及断裂伸长率均呈增大趋势,但当填充密度为100%时,试件结构由空间网状结构转变为实体结构,造成断裂伸长率下降;随着打印层高的增加,试样拉伸强度降低,但断裂伸长率增加;随打印壁厚的增加,试样的拉伸强度以及断裂伸长率均呈现增加的趋势,但当打印壁厚为1.6mm时,试件断面以实体结构为主,造成断裂伸长率下降;PLA材质打印材料在210~220℃范围内获得的试件拉伸性能最好。     

超微细CaCO_3填充ABS复合材料的力学性能

制备了超微细碳酸钙(CaCO3 )填充丙烯腈 丁二烯 苯乙烯三元共聚物(ABS)复合材料,其中超微细CaCO3粒子的质量分数(ω)为 0~40 %。室温下测量了试样的拉伸和冲击性能。结果表明,当ω小于 20%时拉伸弹性模量 (Ec)随着ω的增加而增大,然后,呈线性下降;当粒子含量不高时,拉伸强度和拉伸断裂强度随着ω的增加呈线性减小,然后有所增加;断裂伸长率随着ω的增加明显下降;当ω小于 20%时试样的冲击强度随着ω的增加明显下降,然后缓慢减小。应用扫描电镜观察了试样的冲击断面形貌。发现,超微细CaCO3粒子在基体中的分布尚算均匀,但其与基体之间的界面清晰。     

超微细CaCO3填充ABS复合材料的力学性能

制备了超微细碳酸钙(CaCO3)填充丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物(ABS)复合材料，其中超微细CaCO3粒子的质量分数(w)为0～40％。室温下测量了试样的拉伸和冲击性能。结果表明，当w小于20％时拉伸弹性模量(Ec)随着w的增加而增大，然后，呈线性下降；当粒子含量不高时，拉伸强度和拉伸断裂强度随着w的增加呈线性减小，然后有所增加；断裂伸长率随着w的增加明显下降；当w小于20％时试样的冲击强度随着w的增加明显下降，然后缓慢减小。应用扫描电镜观察了试样的冲击断面形貌。发现，超微细CaCO3粒子在基体中的分布尚算均匀，但其与基体之间的界面清晰。     

FDM工艺中填充率对塑料制品力学性能的影响

FDM工艺作为3D打印技术的实现方法之一,依据易操作、成本低、成型周期短等优点,近些年取得了快速发展。但3D制品的力学性能一直是制约其发展的重要因素,提高3D制品的力学性能对扩大其应用范围具有至关重要的作用。针对FDM工艺中制品的填充率展开实验探索,通过FDM工艺制备ABS和PLA 2种试样,并与同种材料的注塑试样进行对比,探究了填充率对拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率的影响。结果表明,拉伸强度和拉伸模量随填充率的提高而增强,断裂伸长率随填充率的提高呈现先提高后下降的趋势;当填充率为100%时,基本能达到注塑件的拉伸强度,而且,PLA材料的拉伸模量高于注塑件;ABS材料的断裂伸长率也高于注塑件。可见,制品填充率会影响FDM制品的力学性能,合理选择填充率能够获得接近或超过注塑工艺水平的FDM制品,同时降低生产成本。     

矿物形态对聚丙烯复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备了聚丙烯（PP）/矿物填料复合材料,考察了云母与硅灰石粒径及其组合填充对复合材料力学及流动性能的影响。结果表明,PP/硅灰石复合材料的拉伸与弯曲强度、模量均随着硅灰石粒径的增大而下降,而复合材料的断裂伸长率随着硅灰石粒径增大而增大,缺口冲击强度随着粒径增大先减小后增大。当硅灰石的累计粒度分布百分数达到90%时的粒径(D₉₀)为8.72 μm时,复合材料的弯曲强度、拉伸及弯曲弹性模量与缺口冲击强度分别较纯PP提高了7.77%,119.0%,100.4%与17.46%。PP/云母复合材料的拉伸与弯曲强度随着云母粒径的增大先下降后上升,断裂伸长率、缺口冲击强度与熔体流动速率随着云母粒径增大而下降,复合材料的拉伸与弯曲弹性模量随云母粒径的增大而增大。当云母的D₉₀为60.09 μm时,复合材料的弯曲强度、拉伸及弯曲弹性模量与缺口冲击强度分别较纯PP提高了10.43%,177.6%,172.8%与17.46%。硅灰石与云母组合填充PP的力学及加工性能基本介于单独填充硅灰石与云母所得到的复合材料性能之间,两者组合填充不能产生协同效应。     

3D打印条件对可降解聚乳酸力学性能的影响

采用3D打印方式制备降解左旋聚乳酸（PLLA）样品,通过冲击及拉伸试验研究不同打印条件对样品冲击强度、拉伸强度、拉伸模量及断裂伸长率的影响。结果表明,随着打印填充密度的增加,样品的冲击强度、拉伸强度及拉伸模量增大,断裂伸长率先增后减;随着打印速度的增加,样品的拉伸强度和拉伸模量增大,冲击强度及断裂伸长率减小;随着打印温度的增加,样品的冲击强度、拉伸强度和拉伸模量增大,断裂伸长率减小;打印填充密度、打印速度、打印温度分别为70 %、100 mm/s、210 ℃时,样品的综合性能最佳。     

空心玻璃微珠对MDI体系聚氨酯弹性体性能的影响

以聚醚多元醇CHE-330N、CHP-2045和异氰酸酯MDI为原料,空心玻璃微珠为填充剂,采用一步法制备聚氨酯弹性体,改变玻璃微珠种类及用量,研究其对弹性体性能的影响。结果表明:空心玻璃微珠明显改善了聚氨酯弹性体的动态热机械性能,但也在一定程度上降低了材料的力学性能和电阻率,当玻璃微珠用量为2%时,S60试样的拉伸强度、断裂伸长率和弹性较高,动静刚度比降到1.75,介质损耗因数降到1.2,动态热机械性能改善最为明显,综合性能最好;随着空心玻璃微珠S60用量的增加,材料的拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率和电阻率呈现下降趋势,动静刚度比和介质损耗因数逐渐减小,动态热机械性能明显改善;当S60用量为2%时,试样的综合性能较好。     

PP／硅藻土复合材料拉仲性能的研究

考察了硅藻土粒径和含量对填充聚丙烯复合材料的拉伸性能的影响。结果表明，当硅藻土体积分数Фf〈5%时，复合材料的拉伸强度和断裂强度都有所下降。然后，两者均有轻微的提高；除个别测量点外，复合材料的断裂伸长率随着Фf的增加而明显增大，当Фf=10%时，硅藻土粒径为7μm的填充体系的拉伸强度和拉伸断裂强度最高。     

HDPE/CaCO3复合材料的力学和热性能

应用Instron材料试验机和Ceast冲击试验机于室温下测量碳酸钙填充高密度聚乙烯(HDPE)复合材料.随着填料质量分数(Φ)的增加,试样的拉伸模量和拉伸断裂能呈非线性增大;而拉伸屈服应力、拉伸强度和冲击断裂能则仅在Φ＝10%时稍大于未填充的HDPE.热重分析实验结果表明,试样的热分解温度随着Φ的增加而呈非线性函数形式增大.     

PP和PS拉伸性能测试的影响因素研究

研究了不同拉伸速率及不同制样方式对PP和PS材料拉伸强度和断裂伸长率的影响.结果表明随着拉伸速率的增大,以上两种材料的拉伸强度均有所增加,而断裂伸长率却呈现出不同的变化;PS注塑成型试样的拉伸强度和断裂伸长率都明显高于压制成型的,PP注塑成型试样的断裂伸长率比压制成型的增加了69%,而拉伸强度几乎没改变,制得了"强而韧"的试样.     

FDM工艺成型参数对软材料TPU制品力学性能的影响

用挤出机将TPU粒料挤出成型线材,经结构改进后的3D打印机将TPU线材打印成测试试样,通过正交实验方法,研究了填充率、平台温度、喷嘴温度对TPU制品的拉伸强度、断裂伸长率以及动态热力学性能的影响,并与同种材料的模压试样进行对比。结果表明:填充率、平台温度和喷嘴温度对试样力学性能具有明显的影响,其中,影响程度为喷嘴温度填充率平台温度;当填充率为75%、平台温度为50°和喷嘴温度为220℃时,TPU制品的力学性能最佳,拉伸强度为23. 04MPa,断裂伸长率为956. 02%,分别为模压试样的75. 12%和82. 01%,邵氏A硬度为84。因此,填充率、平台温度和喷嘴温度等影响TPU制品的力学性能,合理设置成型参数能获得接近模压制品的力学性能。     

HDPE/CaCO3复合材料的力学和热性能

应用Instron材料试验机和Ceast冲击试验机于室温下测量碳酸钙填充高密度聚乙烯(HDPE)复合材料。随着填料质量分数(Φ)的增加,试样的拉伸模量和拉伸断裂能呈非线性增大;而拉伸屈服应力、拉伸强度和冲击断裂能则仅在Φ＝10%时稍大于未填充的HDPE。热重分析实验结果表明,试样的热分解温度随着Φ的增加而呈非线性函数形式增大。     

海泡石填充LDPE的研究

探讨海泡的结构。研究了海泡填充LDPE的拉伸强度，断裂伸长率，加工性的变化。结果表明，随填充量增大，体系拉伸屈服强度增大，断裂伸 长率下降，加工性能下降。     

改性剂对聚乙烯醇薄膜力学性能的影响

聚乙烯醇(PVA)是一种性能优异的可降解包装材料,但是,其熔点与分解温度接近,在受热熔融时发生分解。改性剂能降低聚乙烯醇的熔点,延缓分解,改善PVA的热塑加工性能,但是,影响了PVA薄膜的力学性能。实验研究了增塑剂、交联剂、稳定剂等改性助剂对PVA薄膜力学性能的影响。结果表明,随着丙三醇的添加,PVA薄膜拉伸强度降低,断裂伸长率提高,当丙三醇含量增加至40%时,断裂伸长率为293.84%;当醇解度为92时,薄膜的拉伸强度为30.54 MPa;添加硼砂能提升薄膜的拉伸强度,降低薄膜的断裂伸长率;当添加1份的氯化钙热稳定剂时,减少了PVA薄膜在加工过程中的热分解,对薄膜力学性能提升幅度较大,拉伸强度和断裂伸长率分别达到27.89 MPa、250.36%。     

PVC／环氧树脂E51合金性能的研究

采用模压法制备了PVC/环氧树脂E51合金,研究了环氧树脂E51用量对合金力学性能及维卡软化温度的影响.结果表明:当环氧树脂E51用量为1～5份时,随着环氧树脂E51用量的增加,试样的缺口冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率、维卡软化温度先增加后减小.当环氧树脂E51用量为3份时,试样的缺口冲击强度、拉伸强度、维卡软化温度出现最大值;当环氧树脂E51用量为4份时,试样的断裂伸长率出现最大值;当环氧树脂E51用量为5份时,试样的缺口冲击强度、拉伸强度、维卡软化温度虽有所降低,但仍比原始PVC试样(指未添加环氧树脂E51的试样)高,而试样的断裂伸长率则骤降,比原始PVC试样还低.在试验条件下,环氧树脂E51的最佳用量为3份.试样冲击断面SEM照片的分析结果与缺口冲击强度的测试结果相符.     

白炭黑用量对浅色NBR/PVC/LNBR弹性体性能的影响

研究白炭黑用量对丁腈橡胶(NBR)/聚氯乙烯(PVC)/液体丁腈橡胶(LNBR)弹性体性能的影响。结果表明,当白炭黑的用量为30份时,混炼胶的各项物理性能很好,拉伸强度为16.9MPa,断裂伸长率为726%,拉伸永久变形率为27.3%,邵尔A硬度为60;老化后的拉伸强度为17.8MPa,断裂伸长率为590%,拉伸永久变形率为20.8%,邵尔A硬度为62,阿克隆磨耗体积为0.159cm3,屈挠450 000次呈三级;通过橡胶加工分析(RPA)测试,损耗模量随着剪切速率的增加而增加,随着温度的升高而降低,随着应变的增加而降低。     

添加物对酯化淀粉薄膜力学性能的影响

研究甘油、PVA、玻纤和偶联剂对酯化淀粉薄膜力学性能的影响.增加甘油含量使酯化淀粉薄膜的断裂伸长率增大,而拉伸强度减小;当偶联剂和玻璃纤维添加量分别为酯化淀粉3%、7%时,薄膜的拉伸强度最大为25 MPa,断裂伸长率下降;随着PVA含量的增加,薄膜拉伸强度和断裂伸长率都不断上升.研究结果表明:当PVA含量为30%,甘油含量为10%,偶联剂含量为3%,玻璃纤维含量为7%时,其力学性能可以达到所需要求.     

高回弹低磨损食品级PTFE密封材料研制

以硫酸钡为基本填料制备食品级聚四氟乙烯(PTFE)密封材料,考察硫酸钡含量对PTFE密封材料力学和摩擦磨损性能的影响,然后采用钛铬黄与硫酸钡协同改性PTFE密封材料,研究了协同改性的效果。结果表明,随硫酸钡含量的增加,硫酸钡填充PTFE密封材料的硬度、压缩强度和摩擦系数提高,拉伸强度、断裂伸长率和体积磨损率降低;当硫酸钡质量分数为20%时,随钛铬黄含量的增加,PTFE密封材料的压缩强度略有提高,拉伸强度和断裂伸长率总体上先上升后降低,体积磨损率和安装回弹率降低,对磨损伤宽度略有增加,硬度和摩擦系数基本无变化,当钛铬黄质量分数为2%时,密封材料的拉伸性能最高,安装回弹率在85%左右;当PTFE基体树脂含量相同时,相对于单一硫酸钡填充的密封材料,钛铬黄与硫酸钡协同改性的密封材料的拉伸和压缩性能及安装回弹率较高,而体积磨损率和对磨损伤宽度均较低。将质量分数为2%的钛铬黄与20%的硫酸钡协同改性的PTFE密封材料制成食品用密封产品,经实际生产验证,其使用寿命可达10 000 h。     

填充油对SBS性能的影响

研究了不同的填充油和用量对ＳＢＳ物理机械性能的影响,并对影响充油ＳＢＳ光稳定性的因素做了初步探讨。结果表明,填充油以石蜡油和环烷油为好,充油量在５０份（质量份）以内增加时,ＳＢＳ的扯断伸长率、熔体流动指数增大,拉伸强度、３００％定伸应力、邵尔Ｓ型硬度和永久变形下降。随着填充油重常数的增加。ＳＢＳ的拉伸强度和邵尔Ａ型硬度增加。当其芳烃质量分数大于６％时,ＳＢＳ的强度损失较大,也易变黄。