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聚合物PVT特性在注射成型应用研究方面具有重要作用,它为注射成型的模具设计、工艺优化与控制、制品精度分析提供必要参数依据。然而比容积v的变化规律对其所经历的热机械过程具有很大的依赖性。注射成型过程中高温高压、高流动剪切、快速非等温冷却等复杂工艺条件会对聚合物PVT特性产生较大影响。为解决这一问题,本文研发一台具有快速冷却和剪切功能的PVT测量仪,用以研究特定压力条件下冷却速率和剪切速率对聚合物PVT特性影响规律,并以此提出适用的测量方法,获得更接近注射成型实际情况的聚合物PVT特性,以提高模拟分析的预测精度和制品质量。具体研究内容和结论如下：分析国外先进仪器功能与优点,选择直接加压法作为设计原理,并采用环形测量型腔和试样,研制了一台具有快速冷却和剪切功能的PVT测量仪,其测量压力为1-100MPa,测量温度为30-300℃,最大冷却速率为25℃/s,剪切速率为0-320s-1,剪切功能对应测量压力上限为20MPa。将测量结果与其他精密仪器进行对比,证明本仪器具有较高的测量精度。以半结晶型聚合物为研究对象,以冷却速率、剪切速率为主要变量,并考虑压力、温度变量影响,进行冷却速率单独作用、剪切速率单独作用、冷却速率与压力耦合作用、剪切速率与压力耦合作用、剪切速率与施加温度耦合作用、剪切速率与冷却速率耦合作用对PVT特性影响的实验研究。根据所得影响规律,使仪器测量条件对PVT特性产生的影响最大限度接近注射成型实际情况。使用相应测量方法获得了PP6331的PVT特性,并进行Tait方程拟合,以建立其与注射成型CAE分析的联系。在实测PP6331其他必要分析参数和优化制品注射工艺参数的基础上,分别使用在自然冷却、冷却速率单独作用、剪切速率单独作用和冷却速率与剪切速率耦合作用4种条件下测得的PVT特性参数,在Moldflow中进行收缩和翘曲分析,获得其对模拟结果的影响规律。对比实际制品,并结合所得规律进行分析,发现冷却速率和剪切速率下的PVT特性参数可提高模拟分析的预测精度。这也进一步证明研发的PVT测量仪具有较高的测量精度,且相关测量方法具有一定的正确性。