例外情况[21],如涉及0.5至1 GPa注入压力的非常长的窄
间隙压痕。相反,过高的注射压力导致高拉伸速率,并且
由于注射剂倾向于以周向表面速度粘附,其流破裂。反复
无常的管道内粘度粘附迅速加速破裂的熔体进入离散的注
入流[60],然而,由于临界剪切应力区域中的显著壁滑
移,它们最终表现为鲨鱼皮[74]。对于机器的最大注射压
力和型腔的可恢复模内压力的特定组合,发散浇道区域内
的管道内梯度分散提高了能量交换一致性[64]。因此,浇
口-导管膨胀几何形状设计因素包括压力梯度和注入剂的
原位流变行为
(粘性耗散和剪切应变能优势
[61]
),直浇
道膨胀与型内压力恢复系数之间存在一定关系,且随着毛
细比的减小,这种关系更加明显
[55]。
热塑性溶剂型树脂注射剂的本征性能取决于添加剂的种
类及其组成比例.因此,为了实现适当的注入,进料导管
应与相关的全包流变学同步
8
[28]。为了实现快速注射,应
加宽浇口扩展,以用于增强填充剂、抗氧化剂、抗老化
剂、阻燃剂、着色剂、发泡剂、交联剂、紫外线稳定剂
等,相反地,它应该收缩成特性流变促进剂,如润滑剂、
软化剂、增塑剂等[5]。同样,注入结晶聚合物的行为流
动性和固有相变特性的同时评价仍然是一个挑战[26],特
别是逐渐结晶的聚合物,因为几个以前的同行已经观察到
它们的复杂结晶应力分布。也许这就是为什么结晶动力学
的2D注射努力模型经常从头开始采用[27],后来很少有研
究人员提出在梯度模型中欣赏特殊的结晶聚合物行为
[27]。最近,通过在非线性控制方程中采用幂律模型,该
方法被扩展到3D数学公式,其解相对准确和可靠,并且
收敛于实验观察结果[84]。因此,提供了巨大的潜力,设
计适当的模具系统,甚至复杂的工程应用。代替朴素的线
性关系,广义牛顿流体(GNF)本构关系(如在有限元素
近似中广泛使用的幂律模型)将是优越的[93]。因为它甚
至可以考虑残余相变应力[69]
(
parti-
通常在无定形聚合物中)
。
因此,为了实现APL,所有符合的模具进料管道设计都
应该全面理解固有的
8
例如,未填充的PBT剪切变薄的速度比其矿物填充的对应物快三倍。
因此,为了缩短循环时间
(相对于在注射剂固化间隔内注射的印模体积
的范围
),需要更细的浇口扩张。同样,工程塑料在310 K时可快速喷
射,不像商品塑料。
非牛顿应力分布模式以及注入剂的热-机械相变行为。
2.3.
功能评估
真正的进料系统设计旨在同步注射剂的特殊聚合物流变
学、粘弹性和热机械相变系统行为;符合设计印模特征;并
利用可用注射器的注射力施加和排热能力进行同时变形、
输送和固化。
2.3.1.
分子量观点
分子量是一个突出的形态因素,其实际范围全面涵盖所
有聚合物注入剂,包括其共混物或共聚物,除了表征原位
行为特征和流变分散体
9
[22]。因此,在特定的剪切速率
下,上粘性末端和下粘性末端的开始仅取决于本构因素,
如聚合物类型、浓度、分子量分布等。
10
[8]。因此,具有
更高结晶度水平的重分子量注入剂需要更宽的浇口膨胀,
因为即使在升高的玻璃化转变温度下也具有更高的拉伸强
度、模量、韧性、硬度、耐化学性。此外,其致密的一级
和二级交联使表观粘度变稠并抑制剪切稀化性,这意味着
限制了流动性,同时存在降解风险[11]。
相比之下,狭窄的扩张将微观结构定向到异常应变强
度,甚至可能产生离散屈服或变形[62]。进一步严格平行
的注入流在长分子链10
2
至10
6
上施加巨大的
压缩剪切注入力[5],
导致笨拙的收缩[52]。因为大多数热塑性塑料在熔融相几
乎不能承受1 MPa至10 MPa的范围,而在固态下为10 MPa
至4 GPa。此外,具有切断链的低分子量聚合物注入剂需
要几乎为零的剪切,因为它们相应的牛顿粘度几乎与聚合
物的分子量成正比[22]。但超过一定的临界分子量,链缠
结,剪切粘度对分子量的依赖性将变成指数,即。
,表现
出相当大的粘度变化,
9
因为它们的化学结构a.k.a重复单元和端基(
例如,聚合化学计量、机
械规模等。
);分子间力(
例如,共价键、离子键、氢键、偶极
-
偶极、
偶极诱导的偶极、与单个分子的相邻表面积成比例的范德华以及粘附到
壁上的力);分子拓扑结构排列(例如
,线性、支化、单分散、星形、树
枝状、环状、梯形、梳状、超分子等。
);物理形式(
例如,更高级的链
内和链间构型
)和包装(
例如,无定形的、结晶的或半结晶的,这取决
于分子和
/
或分子片段排列规则性等。
)一起建立其流变学。
例如,在机器中可用的任何特定体积注射(剪切)速率下,相应的原
位表观粘度的最大极限(恒定的较高高度)随着注射剂的平均分子量降
低而进一步升高,而其较低高度随着注射剂的分子量分布范围变窄而进
一步下降。