可降解塑料分析范例(12篇)
可降解塑料分析范文
一瓶依云矿泉水和一瓶普通矿泉水,即使在不知道两者售价的情况下,你也能猜出哪一瓶价格更高。没错,就是依靠矿泉水瓶的质感判断出来的。尽管目前尚没有公开资料证实,一瓶矿泉水的包装瓶在其成本中占比几何,但相关业内人士表示,售价5元的昆仑山矿泉水有近1元是包装瓶的成本。日前,全球工业数据分析研究机构(GIA)对全球塑料包装行业的经济前景进行了分析预测,虽然全球经济衰退造成了一定影响,但由于食品和饮料等消费零售产品需求的不断增长,塑料材料快速成为首选的包装新产品。GIA预计,到2015年全球塑料包装市场将达到262.6亿美元。药用塑料瓶工艺要求高,甚至对操控工的心情都有具体要求,塑料瓶在生活中随处可见,尽管中国已经成为全球最大的塑料生产基地,但在塑料包装行业上游——塑料包装机械行业,尤其是高端的PET瓶、饮料企业的包装线基本是引进进口设备。“美国塑料吹瓶机占据全球240/0的市场份额,其次是德国和日本。”国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉对记者说,尽管很多塑料包装瓶是在中国生产的,但是塑料吹瓶机却只能依赖进口,尤其是高端产品。据卫生部的调查数据显示,中国平均每年要消耗掉超过100亿只药用塑料瓶。
业内人士指出,美国塑料吹瓶机在全球的竞争优势在于机械本身较高的可靠性、灵活性和安全性,以及使用成本和可靠,这些都是美国塑料吹瓶机行业的特点。“在各个产品包装行业的生产、填装、标签、封盖和外保护方面,美德两国都扮演着重要的角色。”上述人士表示,不过严峻的金融危机为亚太市场提供了一次良好的契机,这一地区软包装市场需求从2005年的340亿欧元增长到2010年的430亿欧元,从而带动了软包装市场的发展。据权威统计显示,中国包装工业2010年实现工业总产值1.2万亿元,“塑料包装业已经稳居行业第二的位置,浙江也位列广东之后居于全国各省市的第二位。”浙江省包装技术协会会长张耀权说,被“十二五”规划入装备制造业的塑料包装业在接下来的主要任务,就是研发新型塑料瓶成型设备,逐步缩小与国外厂家的差距,并在市场上与之分庭抗礼。
但早在2004年,美国就曾向我国出口的塑料袋征收高额税率,使得许多塑料袋生产企业基本失去了进入美国市场的可能性。美国和欧盟是我国塑料袋产品出口的两大主要市场,如果再失去欧盟市场,可以想象,我国塑料袋行业的这个“冬天”并不会好过。塑料袋行业遭遇的危机只是我国制作业整体形势的一个缩影,在全球经济环境充满变数的情况下,我国制造业“物美价廉”的传统优势正在面临根本性的挑战。制造企业唯有转变经营模式,转向生产技术含量和附加值相对较高的产品,才能在新一轮竞争中赢得商机。
可降解塑料的诞生源于人們对“白色污染”愈演愈烈的担忧。众所周知,塑料产品轻坚固、方便使用,但其难以降解的特性使其渐演变为一个不容忽视的全球性环境问题。多年以来,世界各地的科学家都试图将塑料生产过程中必备的石化原料替换成其他物质,以改善塑料产品的降解性能。人們希望研发出一种在特定时间、特定环境下,化学结构会发生变化的新型塑料材料,使其既具有传统塑料的功能和特性,又可以在结束使用后,借助紫外线、空气、土壤或微生物的作用,在自然环境中发生分裂、降解和还原,最终以无毒形式重新回归大自然。影响可降解塑料开拓市场的原因之一就是技术问题。与普通塑料相比,可降解塑料在力学性能、透明度、热稳定性、柔韧性等方面的性能仍有差距。比如说,有一些由可降解塑料制成的一次性快餐盒硬度不够高,当温度上升到一定值时容易变形,因此不适宜盛装一些过热的食物。还有一些可降解塑料由于配方中含有淀粉,吸湿性较强,在湿度较大的环境中使用时其力学性能会受到影响。
可降解塑料分析范文1篇2
如果有特殊需要,也可以采用尼龙、聚甲醛、聚酯、聚砜等热塑性树脂与碳纤维、植物纤维等特殊纤维复合形成热塑性复合材料,但在汽车上的应用比较少见。本文仅探讨长玻璃纤维增强聚丙烯材料(LGFRTP-PP),不包括短纤维增强热塑性复合材料(SFT)。热塑性复合材料按制品成型工艺可分为注塑型、模压型和特种工艺型。特种工艺包括拉挤和缠绕等,应用非常少;注塑型热塑性复合材料以LFT为主,是一种短切纤维增强的粒料,粒料长度为8~20mm,可以采用注塑机直接注塑成为制品,纤维均匀、无定向分布在树脂中,制品各向同性;模压型热塑性复合材料种类比较多,包括LFT、GMT、CMT等,多数以长纤维增强,纤维按铺层方向分布,是均质或非均质材料。相对注塑型热塑性复合材料来说,模压型热塑性复合材料具有更高的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和模量,而且在产品成型工艺过程中可设计性强,可以用不同种类、不同玻纤含量、不同结构的材料对同一个零件上模压成型,以实现同一个零件不同部位具有不同功能的目标。相对模压成型的热固性复合材料(如SMC、DMC等),模压型热塑性复合材料具有密度低、韧性好、耐冲击性好、耐水和溶剂性能好、成本低、可以直接回收利用等特点,而且原材料容易保存,生产效率高,生产过程能耗少。以热塑性复合材料代替热固性复合材料不但能、降成本、提高生产效率、节约能源,而且符合环保趋势。由于在轻量化和环保方面具有显著优势,因此,模压型热塑性复合材料近几年发展很快,在汽车上应用也越来越广泛。
2模压型热塑性复合材料的种类及特点
2.1LFT片材
为了弥补这一缺陷,如果制品要求较高的冲击强度,可以采用特种增强型LFT(LFTex)片材与普通LFT片材复合模压成型。LFTex片材是聚丙烯纤维与玻璃纤维编织片状复合材料,冲击强度比普通LFT片材的冲击强度高3~5倍,而且可以提高玻璃纤维含量,以达到更高的强度,可以在产品模压成型之前,将LFTex片材铺层在普通LFT片材之间,起到整体或局部提高制品强度的作用。典型LFT片材材料性能见表1。
2.2GMT片材
GMT(GlassMatreinforcedThermoplastics)是指以连续玻璃纤维毡或短切玻纤毡与热塑性树脂(主要是聚丙烯树脂)复合而成的一种片状针刺毡模塑料,具有较高的刚性,而且耐冲击性能好,比强度和比模量都比较高。通过连续纤维增强制成特种纤维毡,可以制成特种高强度GMT片材(GMTex),能够填充到普通GMT片材之间共同模压成型制品,从而获得更高的制品强度。GMTex可以是单向增强,也可以是双向增强,可根据制品使用条件进行选择。通过对制品结构进行优化设计,GMT材料可以取代部分金属材料而获得显著的减重效果,而且节省模具费用,降低能源消耗,并有利于组合零件形成模块化设计,降低生产成本。典型GMT片材材料性能见表2。汽车内装饰件(如车门板、顶棚板、侧后围板、行李箱板、窗台板等)板材可以选择轻质GMT板材。轻质GMT板材是一种新型热塑性复合材料,密度仅为0.15~0.85g/cm3,其比强度高,吸声、降噪性能优异,导热系数低,尺寸稳定,适合作为汽车内饰板材,近几年发展迅速,有代替传统“三明治”结构板材(聚氨酯泡沫复合玻璃纤维板材)和麻纤维板材的趋势。
2.3CMT片材
CMT(ChoppedMatreinforcedThermoplastics)是采用短切纤维(主要是玻璃纤维)连续毡与树脂(聚丙烯树脂、尼龙树脂等)胶膜通过热压制而复合形成的一种热塑性复合材料片材。其主要生产工艺流程为:切断玻璃纤维粗纱铺毡与聚丙烯胶膜复合热压裁切形成片材。CMT片材纤维长度比LFT片材纤维长度长,一般为25~100mm;而LFT片材通过螺杆挤出成型,其中的纤维长度一般不超过15mm,所以CMT片材比LFT片材具有更高的冲击强度。CMT片材在成型过程中纤维不会受到外力(如GMT成型过程中的针刺工艺等)发生折断、损坏现象,极大地保证了玻纤长度,所以CMT片材的强度和刚度也高于GMT片材。而且在成型过程中,CMT材料中的纤维被树脂浸润更为充分,保证了CMT片材具有优异的综合性能。CMT片材是一种新兴起的、快速发展的新型材料,品种很多,多数处于研发和试应用阶段,尚未推广使用。但是由于CMT片材具有LFT片材和GMT片材不可比拟的强度优势,所以将很快成为受汽车行业日益关注的新材料之一。目前应用最多的还是CMT片材模压成型制品。CMT片材模压制品性能优异、强度高,可以直接作为汽车结构件使用,为汽车轻量化提供了一条新的途径;CMT材料还可以作为模压制品的骨架使用,代替GMTex和LFTex,起到增强作用;一种特殊的工艺可以采用CMT材料制成骨架并放入注塑模具中,通过注塑制成汽车零件,大幅度提高制件的强度,这种工艺已经在德国推广使用;CMT材料还可以制成高强度蜂窝板,是一种良好的轻质、高强材料,用于厢式车的货厢、客车内饰板、载货车或客车的卧铺板、行李箱板和工具箱板等,都取得了良好效果。CMT是一种发展中的材料,已经开发出的片材性能差异较大。典型的模压型CMT片材性能见表3。
3模压型热塑性复合材料在汽车上的应用
3.1目前的应用情况
模压型热塑性复合材料在汽车上主要用于结构件骨架、功能件和内饰板材。用于汽车结构件和功能件(如保险杠、前端框架、蓄电池框架、脚踏板、座椅骨架、导流板等)时,可以代替金属材料和热固性复合材料,达到和降成本的目的。目前对载货车而言,已经开发出热塑性复合材料的上、下车脚踏板,代替钢材和铝合金材料,能够20%以上;牵引车的维修工作平台盖板采用热塑性复合材料代替铝合金材料,不但能够10%以上,而且能够降低成本30%以上;开发出的热塑性复合材料座椅骨架,可以30%以上,安全性能也通过评价,正在进行道路试验。轻质GMT材料在轿车的应用范围正在广泛扩展,作为汽车顶棚、侧后围和行李箱盖板等内饰件的技术已经成熟,表现出良好的NVH性能以及较高的强度、耐冲击性能、尺寸稳定性和刚性,而且轻量化效果良好;作为轿车骨架材料,模压型热塑性复合材料也表现出良好的潜力,目前已广泛用于前端框架、仪表板骨架、保险杠骨架和隔热罩等;正在开发的热塑性复合材料在转向盘骨架、座椅骨架的应用项目目前也取得了可喜的进展,在欧美都有成功应用的案例。在客车上,模压型热塑性复合材料有更广泛的应用空间,可以代替热固性复合材料作为客车骨架,不但能够30%以上,而且有利于回收利用,更加环保;轻质和蜂窝型热塑性复合材料板材可以用于客车内板,比传统铝蜂窝板更轻,成本低20%以上。
3.2应用注意事项
3.2.1产品表面质量问题模压型热塑性复合材料由于玻纤含量高、纤维长,所以制品表面不可避免地容易出现浮纤现象,产品表面质量难以达到装饰件的要求。目前大量应用的热塑性复合材料多数由聚丙烯树脂与玻璃纤维复合而成,而聚丙烯是一种难以粘接的材料,表面喷涂效果比较差,需要进行特殊表面活性处理并喷涂底漆,从而提高了制件的成本。因此,热塑性复合材料一般情况下用于骨架和内板,不外露在表面;但制件表面要求不高的部位(如脚踏板等),可以通过调整树脂配方,减少玻纤外露,达到使用要求。3.2.2产品形状复杂的情况模压型热塑性复合材料受模压工艺限制,无法成型一些特殊形状的零件,如两面以上都有很高的双向加强筋,薄壁壳体件,形状复杂、难以脱模的零件。如果产品形状特殊,无法模压成型,建议选择其它热塑性复合材料(如LFT粒料)注塑成型。虽然注塑成型零件的玻纤长度仅为3mm以下,强度远远不如模压型材料制成的零件,但能够成型形状更加复杂的零件,扩展应用范围;如果注塑LFT粒料无法满足制件的强度要求,可以选用强度更高的树脂(如尼龙、聚酯等),提高制品的强度。目前,LFT(PA66LGF)、LFT(PBTLGF)注塑粒料都已经在欧洲开始应用,制造整体式制动总成、离合总成、油门踏板总成、蓄电池框架、保险杠与车灯整体框架等形状复杂的零件,代替金属材料,大幅度,但是成本比较高,国内尚未应用。3.2.3使用温度问题模压型热塑性复合材料目前开发出来的产品多数采用聚丙烯为基础树脂,聚丙烯材料具有良好的综合性能,耐溶剂性能良好,最高使用温度一般不超过150℃。在配方中添加热老化剂和光老化剂,可以保证长期在130℃以下使用。如果使用温度超过这个温度范围,则容易引起聚丙烯材料的降解老化,造成制件表面质量下降和强度降低,最终丧失功能。因此,如果在热源(如发动机、变速器内部、排气系统周边等)附近应用,需要采取足够的防护措施。目前,尼龙树脂的CMT也开发出来并得到应用,能长期在150℃左右使用,而且强度高于聚丙烯树脂CMT材料,但价格比较高。
4结束语
可降解塑料分析范文
关键词:邻苯二甲酸酯增塑剂研究
中图分类号:TQ414文献标识码:A文章编号:1672-5336(2013)14-0001-02
塑料制品是人们日常生产、生活必不可少的一种生产资料,其早已渗透在人们生存环境每一个角落中。塑料制品中含有的PAEs、AEs严重影响着人体免疫系统的正常运转,对人体具有致癌、致畸性。近年来随着人们生活质量要求的提高,越来越多的人要求减少塑料制品的使用,降低环境中增塑剂的存在。在这个大环境下,邻苯二甲酸酯类增塑剂的分析研究工作得到了长足的发展,本文回顾分析了近些年不同基体中PAEs的研究分析方法,旨在为相关的研究工作提供参考意见。
1增塑剂分析检测方法概述
我国目前通用的增塑剂检测研究主要集中在样品前处理和检测方法两个方面。其中样品前处理方法有:柱层析、液-液萃取、固相膜萃取(SME)、固相微萃取(SPME)、固相柱萃取(SPE)和超临界流体萃取等[1]。实际操作中常用的是固相微萃取(SPME)和固相萃取(SPE)样品处理法,这两种处理方法有较高的萃取效率,消耗的溶剂较少,相关处理工序难度较低、时间较少。
增塑剂的主要检测方法有:荧光光度法、液相色谱法(HPLC)、气相色谱法(GC)、液质联用(HPLC-MS)以及气质联用(GC-MS)等。由于增塑剂在结构上高度相似,并且其样品含量较低,是以荧光光度法无法具体分析出样品中增塑剂的具体类别,其抗干扰能力较差,实际操作意义不大;气相色谱法(GC)、液相色谱法(HPLC)是当前主要的检测方法,通过样品分离后,进行色谱技术的检测,可以满足增塑剂定性需求。增塑剂在不同样本中,其理化特性也不同,相关检测也具有一定差异,笔者对以下几种基体进行了细致的分析。
2不同基体中的PAEs的分析方法研究
2.1大气
大气中的PAEs主要来源方式为:塑料垃圾的降解焚烧、石化工厂的污染、农用薄膜的挥发、涂料的喷涂等。在进行检验样本采集时,主要通过固体吸附法和液体吸收法来完成。固体吸附法通常采用玻璃纤维滤膜来完成;液体吸附法可采用正庚烷、二氯甲烷、甲醇等来完成。大气基质成分较为复杂,是以需进行预分离,或者在检测PAEs时同时检测其他物质含量。
2.2水体
水体中的PAEs主要来源方式为:工厂排污,输水管道、饮料瓶、饮水桶塑料材质的透析,土壤和大气中PAEs向水体的迁移等。由于PAEs在水体中的溶解度较低,是以在进行研究时,需提高样品中PAEs含量,对样品进行预富集处理。
早期的水体PAEs研究方法主要采用液-液萃取法,但是该方法的预富集效率较低,难以回收,实际操作意义不大[2]。目前较为常用的分析技术为固相微萃取(SPME)、固相膜萃取(SME),其中固相膜萃取(SME)应用最为广泛。SPE技术中的传质速度较快、薄膜介质截面较大、膜状介质的吸附剂颗粒形状规则且分布均匀,可以显著提高传质过程效率,改善样品中PAEs的富集倍数。
2.3土壤
土壤中的PAEs主要来源于塑料垃圾和农用塑料薄膜溶解等,土壤中的PAEs会随着生物链直达人体,是以,土壤中的PAEs研究分析是人们的检测重点之一。
目前土壤PAEs检测主要方法是固相萃取和GC-MS检测等,土壤的成分较为复杂,在实际操作时,样本前处理花费时间较长,通常在40h左右。目前出现一种微波辅助萃取技术,可以显著提高样品收集时间,该技术将前处理时间缩短成4h,值得我们积极推广。
2.4食品
目前人类大量食品都是通过塑料制品来完成存储、运输的,这使得食品中的PAEs含量较高。但是由于食品种类的不同,其基质的复杂程度较高,PAEs前处理工作主要体现在减少干扰上。在食品前处理工作中,固体食品处理步骤为:粉碎、超声波提取、氮气吹扫仪吹干、溶剂定容、微孔滤膜过滤;而液态食品一般直接采用固相萃取法,也可以借鉴固体食品处理方法。
2.5化妆品
PAEs是化妆品的重要成分之一,其可以延长香水的散发时间,还可以增加发胶和指甲油的延展性。这使得PAEs在化妆品中的使用程度较高,对人体的危害也更为直接。由于化妆品的成分较为单一,前处理工作也相对简单,具体步骤为:超声波提取、离心、取液、过滤。
化妆品中的PAEs检测方法主要有毛细管气相色谱检测法、填充柱气相色谱法[3]等,其中毛细管气相色谱检测法有操作简单、灵敏度和回收率较高、消耗试剂少等优点。
3PAEs分析方法发展方向
增塑剂在人类生活中的地位极其显著,但是其危害也较大,加强对PAEs的分析研究工作是极其必要的。人们需积极提高PAEs的分析方法的前处理水平,进一步提高分析的灵敏度,同时还需加强对PAEs、AEs,以外的增塑剂研究,降低增塑剂对人类的危害,合理的进行增塑剂的使用。
4结语
随着社会经济的不断发展,人们对生活质量的要求越来越高,对塑料制品质量要求也越来越高。加强对增塑剂的研究分析工作,明晰增塑剂的迁移规律和研究方法,可以为相关人体病变提供参考意见,进而降低增塑剂对人们生命安全的危害。
参考文献
[1]李碧芳,胡玉玲,赖丛芳等.自制聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯固相微萃取膜富集水样中邻苯二甲酸酯类化合物[J].中山大学学报(自然科学版),2004,43(6):121~123.
可降解塑料分析范文篇4
[关键词]垦区;白色污染;危害;防治
一、垦区白色污染现状
黑龙江垦区作为全省乃至全国农业发展的排头兵,在国家稳定粮食安全生产的政策引领下,不仅逐年加大农业投入,加速实现农业现代化的步伐。在整体经济向好的状况下,城镇建设也迎来了春天,人口聚集,城镇发展和科技进步,也带来了农业、工业和生活中塑料制品的使用的快速增加。在各项环境污染中,白色污染越来越重,逐渐成为垦区不得不面对,又不得不探求加快治理的重要污染面源。不可否认,塑料制品的出现,在一定程度对各行各业起到了支撑作用,但随着塑料制品消耗量大幅提高,垃圾中塑料成分和比例也在成倍增加。“白色污染”不仅污染环境,更对人体健康产生危害。塑料制品进入土壤会影响农作物吸收,进入生活垃圾中给垃圾综合利用带来困难。因此,治理“白色垃圾”已成为垦区社会面临的一项长期而艰巨的任务。
二、“白色污染”的定义
所谓“白色污染”,是人们对塑料垃圾污染环境的一种形象称谓,它是指由聚苯乙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的一次性的塑料制品,在其使用后被弃成固体废弃物。由于缺少回收利用价值,其中,绝大部分被丢弃在环境中,主要集中于城镇、河道和道路两侧农田,湖泊和水塘中,不仅破坏了景观,造成了“视觉污染”,而且由于其具有在自然中难以降解的特点,对自然生态环境也造成了直接和间接的破坏。这种由废弃的一次性塑料制品通常多为白色,所造成的“视觉污染”和自然环境的破坏被形象地统称为“白色污染”。
三、“白色污染”的成因和危害
(一)白色污染的成因
垦区白色垃圾主要以农用塑料薄膜和生活塑料制品为主。随着科学技术在旱作农业的应用,为提高产量,覆膜种植和温室移栽大量使用,保证了农业稳产、增产,但大量的塑料垃圾也在不断的产生,由于回收难,白色污染成为了旱作农业污染的重要来源之一。生活塑料制品更是五花八门,品种繁多,尤其是方便袋的大量生活使用,更是形成白色污染主要来源。这两种是垦区白色污染的主要产生根源。
(二)白色污染存在两种危害
1.“视觉污染”。是指散落在城市和农村中,人们随手丢弃的塑料废弃物对市容、镇容和村容及景观的破坏.例如散落在农村街道两旁、漫天飞舞或挂在枝头上的超薄塑料袋,农田白色一片的塑料薄膜,这些都给人们带来不好的视觉刺激,人民对此反映强烈。
2.“潜在危机”。是指塑料废弃物进入自然环境而难以降解带来的环境问题,其危害主要包括以下几点:一是不易回收,回收成本高,利用率低,利润少,且回收价格低,导致不愿回收的现象发生。二是难以降解。回收的塑料废弃物不易处理。若将其焚烧,则产生大量的有毒烟雾,污染大气,易形成酸雨;埋于地下,很难降解,且对土地产生毒害,改变其酸碱度,导致农业减产;进入水体或陆地,不仅影响环境,易被动物吞食,导致死亡,破坏生态平衡。三是高温分解出毒害物质,在达到65℃时,毒害物质就会析出并且渗入到食品中,对肝脏、肾脏、生殖系统及中枢神经等人体重要部位造成危害。
四、“白色污染”的防治
黑龙江垦区对治理“白色污染”十分重视,在减少使用塑料制品同时,加大了回收利用,主要采取以下方法:
(一)加强垃圾分类管理
从家庭开始分类,居民住宅、公共场所都有分类垃圾箱。居民自觉按要求投放,很少有随地乱扔废物的现象。密闭的专用车上门收集垃圾。废纸、废塑料等包装废物送往工厂再生利用,厨房、庭院垃圾用于堆肥。不能再生利用的垃圾在对环境不造成污染的前提下填埋或焚烧,生活垃圾无害化处置率很高,各环节流失到环境中的垃圾极少。
(二)加大回收力度
垦区每年产生废旧塑料几千吨,由于数量不断增加,而回收利用率却很低(几乎不到20%),废弃塑料大量散落而引发的环境问题日益引起人们的高度重视。因此,治理“白色污染”已经成为环境保护的热点问题。而治理“白色污染”的其中一种有效办法就是限制产量和加大回收力度。主要通过对废旧塑料收购部门的补贴,提高收购价格,提升民众收集塑料的积极性,实现废旧塑料的高效回收。
(三)加大宣传力度
治理“白色污染”是一项社会系统工程.应采取积极对策,运用行政、科技、经济等手段综合治理。特别是要加强宣传教育工作和加大优化环境的措施。利用各处行政组织、新闻媒介、学校教育等多种形式广泛宣传,普及有关知识,大张旗鼓地宣传造成“白色污染”的原因及其危害。提高公众环保意识,积极参与废塑料的回收,提高使用有利于环境保护的包装材料,适度包装,节约资源,不用或者少用一次性包装产品。提供垃圾分类回收,反对随手丢弃垃圾,减少垃圾产生量。
(四)禁止使用一次性塑料包装物
在形成“白色污染”的废塑料中,几乎全部为塑料包装物,尤其是一次性发泡塑料餐具和一次性超薄塑料袋等。前者在我国的年生产能力达到70亿只,由于重量轻、体积庞大、难以清洗干净等原因造成回收成本高、难以有效利用。后者,由于使用面非常广、很薄等原因造成环境中污染物随处可见,回收困难。因此,限制或禁止使用难以收集、处置的一次性塑料包装物,减少和控制使用塑料包装材料避免过度包装,严格地进行适度包装。
(五)推广使用替代品
目前,许多环保产品为治理白色污染提供可能,如:纸模塑类,以纸浆为原料生产餐具;植物秸杆类制品,以植物的秸杆、稻壳等粉碎压制成型;淀粉类制品,以玉米淀粉、甘蔗粉为原料制作餐具;生物降解塑料类,在塑料中混入光催化原料、淀粉以达到降解的目的。要不断推广使用可降解制品来替代难降解的塑料制品,来促进替代产品的开发利用,使难降解塑料制品能早日退出我们的生产、生活领域。
可降解塑料分析范文篇5
【关键词】Moldflow;注塑模具;CAE技术
注塑模具是工业产品生产中重要的生产工具,随着注塑模具设计的不断发展和完善,其所设计和制作出来的塑胶产品也在电子、机械、建筑业、汽车等领域得到了广泛的应用。而随着产品设计水平越来越高,其对于模具的要求也越来越高,传统的注塑模具设计方法也已经无法满足对于塑胶产品质量的要求。而CAE技术的出现和应用极大的弥补了传统注塑模具设计的不足,以Moldflow为代表的模拟流动分析软件在新型注塑模具设计中有着重要的应用价值,能够动态的分布在注塑过程中的各个工艺流程,从而提高注塑产品的质量和生产效率。
1、注塑模具成型工艺的基本流程
注塑模具的制作一般可以分为三个阶段,分别为:(1)成型前准备,注射前的一系列准备对注塑模具影响重大,其准备工作有:对原材料工艺形成的检测如塑料色泽、热稳定性、粒度及均匀率、流动性等;物料预热和干燥;嵌件的预热;料筒的清洗;脱模剂的选用;(2)注塑模具成型过程,这个过程主要包含了原材料加热、塑化加压、模具内冷却等工艺;(3)塑件的后续处理,由于金属嵌件等的影响可能导致塑化不匀、结晶和冷却不匀等,因此结合塑件性质必须做后续处理,常见的有调湿处理、退火处理等。
2、Moldflow软件的应用
2.1优化塑料制品
在Moldflow的辅助分析下,能够得到与塑料制件在实际应用时壁厚的最优参数,从而有效的提升塑料制品的结构稳定,并降低生产周期和成本,确保塑料制品实现充填完全的效果。
2.2优化模具结构
通过Moldflow分析能求得最优化的浇口位置和数量,还能算出其冷却系统和流道系统,对磨具加工中各个系统的尺寸做优化分析,从而减少修模次数。
2.3优化生产工艺参数
通过Moldflow还能得出注塑模具设计和生产中最优的模具温度、溶体温度、保压压力、注射压力、保压时间等,极大的提升注塑模具生产的质量。
3、实例应用分析
这里以一个简单的手机外壳为例分析其应用,通过成型前的准备和处理,然后分析不同的浇口数量和位置,对其制作中的压力、填充时间、气穴分布等进行调整,给出对应的解决方案。
3.1成型前的准备
首先通过三维模型通过STL导入到Moldflow中,由于制品为手机外壳,厚度较薄,采用网络模型进行划分,采用默认的变长进行划分,且划分网格严格禁止出现重叠交叉,利用处理工具中的自动修补搜索网格中可能存在的交叉重叠问题,调整单元纵横比,并使得相交单元为0。一般来说网格的平均边长越小其匹配率和精度也就越高。
网格处理完成后设置工艺条件,考虑到塑料制品是手机,所以鉴于功能需求和应用要求尽量减少使用中的变形量,材料选择采用ABS+PC合成材料,塑料模具的表面温度设为80℃,溶体温度为260℃,其他参数采用默认值。
浇口数量和位置分析,选用Moldflow中浇口位置和分析功能来进行分析,从而得出最佳的设置。浇口数量和位置分布不同,融化的胶体流动的路径、路程以及阻力都是有区别的,综合考虑并分析产品的生产工艺、生产技术、外观以及成型问题,按照分析结果确定浇口位置和数量,结合手机模具制作选择了浇口为一、二和四三种注塑形式,浇口位置选择在塑件中部。
3.2Moldflow流动模拟结果分析
对三种不同浇口数量的注射形式进行了分析,研究其对填充、保压和翘曲的影响,从而得出最佳的填充状态。
3.2.1对填充时间的影响
填充时间可以通过熔体流动的前沿扩展来分析,并通过云文图的形式来更好的呈现出结果。如果云文图的间距非常的均匀,那么也显示熔体在流动中速度非常的稳定,塑件的填充也非常的平衡。而塑料的溶液到达型腔末端所用的最短时间和最长时间之间的差值也能直接反映出其在型腔流动中的不平衡程度,当然了时间差越大的表示也就越不平衡,因此尽量选择时间差较小的,从而在保持熔体在流动中保持平衡,采用Moldflow对三种不同方式的填充时间进行了分析。结果显示熔体充满末端时间单浇口的为1.02s,而双浇口为1.16s,而四浇口的则为1.30s。
3.2.2对压力分布的影响
采用Moldflow对其压力分布进行了模拟分析,显示结果也能看出制品所受的压力分布和冲模压力的分布情况,在保压时,冲模的压力对于体积收缩率有较大影响,所以相对来说保压情况下模腔中的压力波动不大。模拟结果显示,单浇口这种情况下冲模压力的波动空间为(0~55.24)MPa,其在塑件的上端和浇口中间的小区域内的局部压力下降明显;而双浇口的压力波动为(0~49.56)MPa,其在塑件的上端区域变大较大,但是在浇口位置压力相对来说较为稳定,变化不大;四浇口的塑件在冲模压力变化为(0~45.22)MPa,和双浇口类似,但是上端区域的压力有一定变化,但是变化幅度较小。综合压力分布可知,压力变化相对较小且冲模压力较低的为四浇口,所以这种注塑形式下制品的体积收缩较小,且对于制品质量的也更加容易控制。
3.2.3对气穴分布的影响
当来自不同方向的熔体流向同一个位置的时候就可能会导致气穴的产生,在塑件中气穴的出现和熔接痕一样会严重的影响制件的质量。为此采用Moldflow对其气穴分布进行了模拟,对三种注射情况进行了分析,结果显示三种情况下气穴出现的位置均可以排出,并不会影响塑件的外观。而其他位置的也能通过适当调整注塑时间、制件壁厚等来去除。
3.2.4对溶接痕的影响
对熔接痕的模拟结果显示,单浇口的熔接痕是其中最多的,出现较多的部位分布为按键区域,此类熔接痕产生处理方式可以通过排出模板间隙中的空气来实现,尽管出现较大的熔接痕但不至于会困气;四浇口的注塑方式所产生的熔接痕数量显著降低,但是熔接痕的长度却比其他方式增长了很多,尤其是制件的中间部位,这个长度非常的唱,其存在极大的影响了制件的结构强度;双浇口的熔接痕较少,且多数出现在制件的内壁,所以并不会严重的影响制件的外观和结构质量。
3.3结果分析
从填充时间、气血分布以及压力分布等给出了模拟分析,得出以下结论:单浇口不能满足外观要求,四浇口的制件结构性能不达标,所以综合分析采用双浇口的注塑方案,确保外观和结构质量的均衡。
4、结语
总之Moldflow是CAE技术中的关键软件,适当的应用该软件技术能够有效的提高注塑模具的质量和效率,通过计算机处理和分析准确的预测和估算注塑模具的压力、气穴分布和填充时间等,今早的发现设计中的问题,提高产品质量。
参考文献:
[1]曲海霞.基于PROE的一模多腔注塑模具结构设计及Moldflow仿真分析[D].山东大学,2013.
[2]邱德琴.基于Pro/E和Moldflow注塑模具设计与CAE实例分析[D].南京理工大学,2014.
可降解塑料分析范文1篇6
[论文摘要]坚决抵制白色污染,对环境有积极的作用。介绍白色污染的危害及治理措施以及对未来的展望。
所谓的“白色污染”,是人们对塑料垃圾污染环境的一种形象称谓。是一次性难降解的塑料包装物,它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物。
城市塑料垃圾的消耗量、废弃量十分惊人。在“白色垃圾”中,污染最明显、最令人头痛、群众反映最强烈的,是那些遍布城市街头的废旧塑料包装袋,一次性塑料快餐具。据有关部门统计,仅以一次性塑胶泡沫快餐盒为例,我国全年消耗量达4亿至7亿个。
一、“白色污染”的现状及其危害
塑料包装材料在世界市场中的增长率高于其它包装材料,19901995年塑料包装材料的年平均增长率为8.9%。
我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。包装用塑料的大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式,被丢弃在环境中。这些废旧塑料包装物散落在市区、风景旅游区、水体、道路两侧,不仅影响景观,造成“视觉污染”,而且因其难以降解对生态环境造成潜在危害。
“白色污染”,的主要危害在于“视觉污染”,和“潜在危害”:
(1)“视觉污染”。在城市、旅游区、水体和道路旁散落的废旧塑料包装物给人们的视觉带来不良刺激,影响城市、风景点的整体美感,破坏市容、景观,由此造成“视觉污染”。
(2)“潜在危害”。废旧塑料包装物进入环境后,由于其很难降解,造成长期的、深层次的生态环境问题。首先,废旧塑料包装物混在土壤中,影响农作物吸收养分和水分,将导致农作物减产;第二,抛弃在陆地或水体中的废旧塑料包装物,被动物当作食物吞入,导致动物死亡(在动物园、牧区和海洋中,此类情况已屡见不鲜);第三,混入生活垃圾中的废旧塑料包装物很难处理:填埋处理将会长期占用土地,混有塑料的生活垃圾不适用于堆肥处理,分拣出来的废塑料也因无法保证质量而很难回收利用。
目前,人们反映强烈的主要是“视觉污染”问题,而对于废旧塑料包装物长期的、深层次的“潜在危害”,大多数人还缺乏认识。
二、对于危害严重的白色污染,世界各国的态度如何
世界各国已经被难缠的“白色污染”困扰多年,对于抵制“白色污染”更是各出奇招。
欧洲的很多国家的超市都采取出售一次性购物袋的办法控制购物袋的使用量,事实证明,运用经济杠杆应对“白色污染”是个行之有效的办法。
立法禁止使用塑料袋是应对“白色污染”的官方举措。美国的旧金山市是美国第一个封杀塑料袋的城市。2007年3月27日,美国旧金山市议会通过一项法案,限令旧金山的超市、药店等零售商分别在6个月和1年内停止使用化工塑料袋。该法案规定,超市和药店零售商只允许向顾客提供纸袋、布袋或以玉米副产品为原料生产的可降解塑料袋,化工塑料袋被严格禁止。如果不想被罚款,商家就只能乖乖地放弃使用塑料袋。实施这项禁令后,每年将节省45万加仑的石油,也省却了1400吨垃圾填埋的麻烦。
韩国政府从1999年起要求全国商场超市不再免费提供塑料袋和纸质购物袋。为推行和宣传这项措施,韩国政府当时在全国张贴了10万张宣传画,分发了20万份宣传册和6.5万个环保购物袋。新加坡也从去年开始举办“自备购物袋日”活动,每逢星期三,新加坡全国206家超市就会以非强制性的方式鼓励消费者少用塑料袋。
世界上其它国家也酝酿出台相关的法律法规,遏制“白色污染”。法国将从2010年元旦起,在全国范围内禁用不可生物降解塑料袋。澳大利亚环境、遗产和艺术部长彼得·加勒特宣布,澳大利亚的超级市场将分阶段停止使用塑料购物袋,这项计划将于2008年底前开始实施。
在我国,如何防治“白色污染”,保护好城市生态环境呢?有关专家提出以下防治措施:
(1)将“白色污染”防治工作纳入法制化轨道。目前,国家对此末专门立法,广大群众希望有关法规尽快出台。
(2)制定中长期治理规划。非降解塑料制品从城市生活中“退位”已是必然趋势。这就要求人们应当有个紧迫观念,为其做两种准备,一是找出路;二是制定时间表。有关部门要在根治污染、减经污染、预防污染三个层次上规定任务、明确责任,使“白色污染”的治理有步骤、有目标、有期限地稳妥展开。
(3)重视“白色污染”防治;的科学研究和技术攻关。大力支持可降解型“绿色”替代产品的研制、生产、销售和使用。
(4)增强全民环境卫生意识,把“白色污染”防治作为“两个文明”建设和综合整治城市环境的重点内容来抓。
(5)狠抓污染源头治理,实行减量化、无害:化和省资源化、再资源化原则。一方面要抑制:“白色污染”量,另一方面强调“白色垃圾”的回收利用。
抵制“白色污染”的冲锋号已经在全球吹响,公众、商家、政府一个都不能少。
三、结语
随着白色污染问题的不断恶化和人类对其环境的重视,消除白色污染愈来愈受到人们的重视。完全生物降解高分子材料由于其生产成本太高,用途难以进一步扩大,而淀粉基降解塑料在淀粉基降解后,残余的碎片并不能完全降解,其分解产物是否会造成二次污染尚不明确。如何解决目前的环境问题,笔者认为首先应强调废旧塑料的回收、分类、加工,使有限的资源循环利用;其次是强调全民行动起来,响应号召,拒绝使用一次性塑料袋,改用温馨可爱结实耐用可长期使用的布袋。相信在不久的将来,白色污染物从我们身边永远消失不见……
参考文献:
[1]长安,当代环境问题新特点[j].学科教育,1995,(06).
[2]方世南,环境问题:全球共同面对的问题兼与《该怎样谈论“环境问题”》一文商榷[j].学术月刊,2002,(02).
可降解塑料分析范文篇7
关键词:住宿制品表面缺陷质量措施
中图分类号:TQ320文献标识码:A文章编号:1672-3791(2017)04(b)-0121-02
随着我国汽车工业的发展,汽车上使用了大量的注塑成型的塑料零件,如仪表板、保险杠、门护板、后视镜、门把手、柱护板等等,而这些塑料零件恰恰是生产最容易出现问题的零件。为了实现注塑零缺陷的目的,必须从产品结构、模具、工艺、材料(塑料原材料)、设备(注塑机)等方面入手。注塑制品出现质量问题时如何分析、解决;没有出现问题时或者产品设计时如何从产品结构、模具、工艺等方面避免可能出现的缺陷,笔者将一一介绍。
1气眼
气眼是指空气被困在型腔内而使制件产生气泡的现象。通常位于熔体最后填充的地方,有着不同的尺寸和形状。
1.1形成的原因分析
制品形成过程中熔融材料交汇时内部的气体无法从排气口、下料口及合模处中及时排出导致的。制品成型温度过高、熔料过热且停留时间过长导致材料降解而产生气体。制品在尺寸和形状设计上的差异,也对缺陷有着不同程度的影响。
1.2有关工艺参数的改进对策
(1)降低螺杆转速;(2)适当调整模温;(3)提高背压,减少回吸。
1.3关于模具、设计的解决方法
(1)在缺陷产生的位置,增设排气口改善模具排气状况;(2)重新调整浇口位置、尺寸和流道设计;(3)选择合理的螺杆直径,减少气体的停留时间并留有足够的空间;(4)减少厚度的不一致,尽量保证壁厚均匀。
2流纹
在浇口附近沿熔料流动的方向直至制品末端,以浇口为起始点而呈现出条纹波浪的缺陷。若材料是高黏性(流动性差)材料亦或厚壁的制品生产时易出现此类现象。在聚碳酸酯(PC)材料做成的制品上明显,而在ABS材料的制品上缺陷更大,显现出暗灰色。
2.1形成的原因分析
在射胶过程中,特别是较低射速下,与模具表面接触的熔料迅速凝结,且流动阻力加大,便会在熔料的前部产生扭变。凝结的外部材料不能完全贴合模具腔壁而形成波浪状,即使保压也难以抚平。
2.2有关工艺参数的改进对策
(1)加大注胶速度;(2)增加保压压力并延长保压时间;(3)改善模温过低,增大模具温度;(4)提高料筒温度和螺杆背压。
2.3关于模具、设计的解决方法
(1)为吸纳前端冷料而增加流道中冷料井的尺寸;(2)增大浇口截面积或缩短流道;(3)改变热流道喷嘴的尺寸或减小主流道尺寸。
3溅射纹
是指制品表面溅射开的印迹,沿着流料方向,向前端辐射发展。
3.1形成的原因分析
(1)原料含水分过高;(2)熔料闲置时间过长;(3)熔合了不同温度要求的原料;(4)射胶速度过快;(5)配料中水分挥发。
3.2有关工艺参数的改进对策
(1)充分预烘、干燥原料桶;(2)调整料筒温度,降低注胶速度;(3)不宜添加过高的再生料比例;(4)添加的着色剂、剂、稳定剂、脱模剂等本身吸潮,加之混合不均在生产中挥发、分解。
3.3关于模具、设计的解决方法
(1)改变螺杆设计不合理,压缩比过低,造成原料降解而混入空气的问题;(2)查看烘干设备是否正常,以免传感器长期使用而失去原有的灵敏度;(3)检查排气口的位置及尺寸是否适当;(4)调整浇口、流道布置不均衡,型腔阻力大的问题;(5)改善冷却系统受热不均,局部过热。
4发脆
是指制品在某个部位容易出现断裂或破坏。缺陷的原因是由于材料裂解,使分子链变短,分子量降低,进而导致制品的物理性能降低。
4.1形成的原因分析
(1)射速太快或射出压力太高;(2)模温机设置不当;(3)原料温度不当或过多使用回收料;(4)螺杆尺寸选择不宜;(5)设置浇注口的位置和流道系统设计不合理。
4.2有关工艺参数的改进对策
(1)降低螺杆转速和射胶速度,减少过量摩擦热的产生,以免材料裂解;(2)设置适当的模温参数;(3)使用高强度的材料,改变原生料和回收料的使用比例;(4)选择适当的干燥条件;(5)减小射胶体积或增大流道截面积。
4.3关于模具、设计的解决方法
(1)选择尺寸适合的螺杆,在塑化阶段不要让螺杆转速太快,从而使温度分散得更平均;(2)加大竖浇道、流道或浇口尺寸,防止过量的剪切热使得本已过热的材料进一步恶化;(3)改善溶胶流经狭窄的流道,产生大量的剪切热而无法及时排出的情况,防止材料裂解。
5溢料(飞边)
溢料又称飞边、毛边或披锋等。多在模具分合位置上(如分型面、滑配部位、镶嵌缝隙、顶杆(针)孔眼等处)使制品在所述地方产生多余的材料。
5.1形成的原因分析
制品生产过程中,模具的锁模力低,难以保持成型整过程模具紧闭,模具结构变形在分型线处有缝隙,在型腔压力较高处便会造成溢料。溶胶速度过高或射胶压力过大导致溶胶流动性过高,不当的排气孔、槽设计,也会导致溢料的产生。
5.2有关工艺参数的改进对策
(1)依据制品壁厚程度,调整射胶速度和时间;(2)调节适当的注胶压力和保压压力;(3)防止原料混合不均或是熔料填充量过大;(4)改善料筒、喷嘴或模具温度过高,避免材料黏度降低,流过性增高;(5)模具平行度不好,合模调节不佳,造成合模不均衡;(6)选择型号适当的注塑机,合模力度必须大于制品截面积在注胶时形成的表面张力。
5.3关于模具、设计的解决方法
(1)使模具设计不合理,使模具在锁模时能够密闭,防止合模不严;(2)改善浇口开设位置过偏,注胶时单边压力过大;(3)防止动模或是中板变形、翘起;(4)防止模具分型面研配不佳,模框周围凸凹不平;(5)防止滑动型芯或是固定型芯在模腔偏移原有的安装位置。
6烧焦
是指在制品表面浇口附近、流道中间和制品末端出现泛黄、淡棕色或是黑灰色的纹痕。
6.1形成的原因分析
制品生产过程中,熔料滞留时间过长,由于高温、过热而使原料发生降解,并且和被挤入的空气在交接处因连续射胶而产生“柴油机效应”――在料筒中被挤入的空气因高温、高压环境所导致的焦化现象。
6.2有关工艺参数的改进对策
(1){整料筒温度,减少熔料的停留时间;(2)降低熔料温度,建议测量熔料实际温度,尤其是温度敏感型材料;(3)做好螺杆的清理、维护,定期检修防止料筒、喷嘴、法兰面磨损、损坏;(4)防止料筒、喷嘴或模具温度过高,导致材料黏度降低,流过性增高;(5)降低螺杆的速度,防止背压过高。
6.3关于模具、设计的解决方法
(1)选择合适的螺杆型号和尺寸,螺杆的加料段要长,沟槽要深;(2)螺杆选择的压缩比要适当;(3)设计安装通气装置。
7结语
在实际生产过程中,注塑制品的质量缺陷有很多种,上面列举的是比较典型的几种,所有质量缺陷的产生都与成型工艺及设备、模具、设计结构、塑料材料密切相关,防止注塑制品产生质量缺陷须从以上几方面入手,只有找出缺陷产生的根本原因或是多方面原因,才能制定行之有效消除缺陷的具体措施。
参考文献
[1]张如彦,王荣本,孙鸿宣.塑料注射成型与模具[M].中国铁道出版社,1987.
[2]王兴天.注塑成型技术[M].化学工业出版社,1993.
[3]杨忠化.注塑制品外观质量的影响因素[J].黑龙江石油化工,2000(1):46.
[4]陆宝山.注塑缺陷原因分析及改善对策[J].机械制造与自动化,2009,38(4):84-87.
可降解塑料分析范文篇8
关键词:小麦淀粉苯乙烯接枝改性
中图分类号:TQ423文献标识码:A文章编号:1007-3973(2013)007-094-02
难降解的塑料引发的环境污染,即“白色污染”问题已经成为困扰世界各国的一大难题。随着塑料产量的迅速增长,废弃塑料的后处理及造成的环境污染越来越受到各国的关注。实践证明,使用可降解塑料才是解决塑料污染的一个根本途径。在寻求可降解塑料解决塑料垃圾污染的研究过程中,以淀粉为基础原料得到的生物降解塑料得到了迅速的发展。淀粉基降解塑料在制备过程中,由于淀粉耐水性不好、力学强度低、湿强度差、不宜单独作材料使用,而且淀粉还与聚乙烯等材料的相容性差,本实验采用苯乙烯对淀粉进行改性,在淀粉侧链上引入一容度参数与聚乙烯相近的基团,改善其疏水性和力学性能,便于改性淀粉再与PE共混性能。制成食品包装薄膜或一次性餐具。
1实验部分
1.1主要原料
小麦淀粉,市售;过硫酸铵,分析纯,相对分子量228,武汉江北化学试剂有限责任公司;苯乙烯,分析纯,相对分子量104,天津市福晨化学试剂厂;碳酸氢钠,分析纯,相对分子量84,天津市福晨化学试剂厂;无水乙醇,分析纯,相对分子量46,安徽特酒总厂;丙酮,分析纯,相对分子量58,天津市永大化学试剂开发中心;环己烷,分析纯,相对分子量84,天津市福晨化学试剂厂。
1.2仪器
反应装置:加热装置、搅拌装置、250ml四口烧瓶、温度计、冷凝管、60ml长颈滴液漏斗、100ml普通滴液漏斗等。
抽滤装置:沙芯漏斗、循环水式真空泵、滤纸等。
提取装置:加热装置、索氏提取器(提取瓶100ml)、纱布、镊子等。
1.3实验方法
1.3.1淀粉的接枝改性
(1)准确称取淀粉20.000克(mo),先溶解于200ml水中,再用玻璃棒转入250ml四口烧瓶中,在58℃下搅拌30min进行预糊化。糊化完全后,升温或降温至反应温度恒温,先向反应体系中加入少量碳酸氢钠(溶于少量水中)作缓冲液,再同时滴加(NH4)2S2O8引发剂(溶于20ml水中)和苯乙烯单体(单体滴加速度略快),恒温反应3h。
(2)待产物冷却至室温后,用无水乙醇萃取,充分搅拌后静置10min。然后将萃取后的反应液用沙芯漏斗过滤(循环水式真空泵抽虑)。过滤得到的固体产物为淀粉-聚乙烯接枝物与均聚苯乙烯的混合物,将产物于60℃下干燥至恒重后准确称重(ms)。
(3)以丙酮、环己烷混合溶剂(1/1)为溶剂,称取一定量(m1)的产物在索氏提取器中提取10h后干燥至恒重,准确称重(m2)。
1.3.2计算接枝率
(1)接枝率定义如下:
接枝率=(mg-mo)/mo
mg-接枝物质量;mo-淀粉质量。
(2)接枝物质量按以下公式:
mg=msm2/m1
m1-聚合产物提取前质重;m2-聚合产物提取后质量;ms-聚合产物总质量。
2结果与讨论
2.1温度对接枝率的影响
研究了温度对淀粉接枝率的影响(其中淀粉与苯乙烯单体配比为1/1,引发剂用量为0.2g),结果如图1所示。
图1温度对接枝率的影响
从图1可以看出:随温度升高,接枝率先上升,后下降,70℃为最佳反应温度。70℃以下,随着温度升高,分子热运动加快,反应活性增加,引发剂与淀粉分子碰撞的机会就多,生成淀粉自由基也就越多,接枝率呈上升趋势;而温度上升到70℃以上时,随着温度升高,单体均聚反应速率加快,同时链终止反应速率增加,因而接枝率下降。
2.2引发剂用量对接枝率的影响
研究了引发剂用量对淀粉接枝率的影响(其中淀粉与苯乙烯单体配比为1/1,反应温度70℃),结果如图2所示。
图2引发剂用量对接枝率的影响
引发剂用量对接枝率的影响见图2,随引发剂用量升高,接枝率先上升,后下降,0.3g引发剂最佳。因为随着过硫酸铵用量的增加,引发的淀粉分子上的活性点增加;但当用量达到0.3g时,活性点趋于饱和,接枝率呈下降趋势。超过0.5g之后,接枝率几乎不受引发剂用量的影响。
2.3淀粉与单体配比对接枝率的影响
研究了淀粉与单体配比对淀粉接枝率的影响(其中引发剂用量0.3g,反应温度70℃),结果如图3所示。
图3淀粉与苯乙烯单体配比对接枝率的影响
淀粉与单体配比对接枝率的影响见图3,随单体浓度增加,接枝率先上升,后下降,1/2为最佳。这是因为在单体浓度较高时,凝胶效应局部区域生成的链自由基易与接枝链活性自由基偶合终止,形成较长的接枝链,因此有利于形成淀粉与单体的接枝共聚物。但当单体浓度超过一定数值后,单体活性点大增加,均聚反应占主导地位,接枝产物减少,故接枝率反而下降。
3结语
采用水溶液聚合法,以过硫酸铵为引发剂,采用苯乙烯对小麦淀粉进行接枝改性,当引发剂用量0.3g,反应温度70℃,淀粉与苯乙烯单体配比为1∶1,产物接枝率最高可达56.2%。
参考文献:
可降解塑料分析范文篇9
生活中,一提到塑料袋,大家一定是再熟悉不过了,这个词语几乎都可以变为每个人的“口头禅”了!
塑料袋的确给我们的生活带来了许许多多的方便:买菜的时候塑料袋是我们的“好帮手”;购物时塑料袋是我们的“好朋友”……可是你知道吗,塑料袋既是“好朋友”也是“毒害者”。塑料结构稳定,不易被天然微生物菌降解,在自然环境中长期不分离。这也就意味着废旧塑料袋将会严重地影响环境——一、它会影响农业发展,会影响正茁壮成长的农作物吸收养分和水分,导致农作物减产。二、对动物生存构成威胁。如果我们抛弃在陆地上或水体中的废塑料制品,被动物当作食物吞入,就会导致许多动物死亡!三、废旧的塑料袋随垃圾填埋不仅会占用大量土地,而且被占用的土地长期得不到恢复,影响土地的可持续利用,而且塑料袋在200年内不会被降解。塑料制品在温度达到65℃时,毒害物质就会析出并且渗入到食品中,我们的健康将会受到影响。
这是多么可怕的事情啊!虽然我国从今年的6月1日起开始有偿使用塑料袋了,但是我还是建议大家用环保袋,环保袋顾名思义,就是环保的袋子。
那么什么是环保袋呢?通俗说就是可循环使用,丢弃后可以在自然环境下分解而不会给环境带来污染的购物袋。环保是一种高素质的体现,是我们每个人都应该去努力做到的,而一个环保袋的价格也很便宜。现在,环保袋也在逐渐融入我们的生活……
为了你、我、他,为了子孙后代的健康,让我们行动起来,拒绝塑料袋,丢弃塑料袋吧!
可降解塑料分析范文篇10
关键词:注射模排气冷却
1、产品工艺分析
产品材料为ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,有良好的力学强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。合适的塑料产品:电机外壳、水箱外壳、蓄电池槽、等。材料的收缩率0.4-0.8%,合适的壁厚1-3mm。
产品外观要求,表面色泽均匀、清洁、飞边及其它机械损伤,不能有明显色差、缩水、污点等。
根据以上两点的分析,确定模具腔数,一模四腔,使用潜浇口。模架型号为CI-30-32-A60-B70-C90,具体各个参数在设计过程中体现出来。
2、模具结构的设计
2.1成型零件的材料选用
根据产品的要求模具设计能够稳定生产60万次,其主要部分的材料选用S136钢材,淬火硬度52~56HRC,该钢材的特点是抛光性能好,表面光洁度可以很高。
2.2确定型腔的数量
塑料模型腔数目的确定首先取决于塑件本身的结构。根据该塑件的形状及尺寸,考虑到产品的生产批量较大且产品外形不大,因此采取一模四腔的模具结构方案较为合理。
2.3分型面的确定
确定分型面需要考虑的因素比较多。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响,因此在选择分型面时应综合分析比较,从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则:(1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处。(2)便于塑件顺利脱模,尽量使塑件开模时留在动模一边。(3)保证塑件的精度要求。(4)满足塑件的外观质量要求。(5)便于模具加工制造。(6)对成型面积的影响。(7)对排气效果的影响。
2.4浇注系统的设计
浇口的形式真的接决定着模具的结构,和产品的质量,所以要根据产品的要求选择浇口。电池面壳属于外观件,塑料是ABS,流动性良好,因此适合上翻盖常见的几种浇口形式及特点如下:
侧浇口:侧浇口一般开设在分开型面上,形式结构简单加工容易,但有浇口痕迹存在,且注射压力损失大,对深型腔塑料排气不便,产品后处理需要对浇口余料进行手工修剪。
点浇口:这类浇口会产生较大的剪切热,增加游戏动性,利于真充,去除浇后口残留痕迹小,但模具需要采用三板模的方式,结构复杂成本大大增加。
香蕉型浇口:采用该方案一般浇口潜在产品内部的表面或筋条上,产品顶出后浇口自动断开,不需要人工清理,生产效率较高,但是该浇口形式加工比较复杂,需要采用镶拼的结构。
潜伏浇口:由点浇口演变而来,且不用三板模结构。这类浇口一般潜在顶杆或内表面,但也可以潜在外表面残留痕迹小,产品顶出会自行拉断浇口,从而增加生产效率降低造模成本。
综上所述,才虑到产品生产批量较大,为提高生产效率,避免产品顶出后浇口位置的人工后处理避免模具的结构复杂化降低成本,所以采用潜伏式浇口,查塑料模具设计手册,进胶口直径Φ0.8~1.5mm,角度为45-60°。先用潜浇口的大小为Φ0.8,角度为30°。
2.5冷却系统的设计。
冷却系统是保证整套模具的温度调节,会直接影响产品的质量,和成型周期。则设计原则如下:(1)尽量保证塑件收缩均匀,维持模具的热平衡(2)冷却水孔的数量越多,孔径越大,则对塑件的冷却效果越均匀。(3)尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。(4)浇口处加强冷却。(5)应降低进水与出水的温差。(6)合理选择冷却水道的形式。(7)合理确定冷却水管接头位置。(8)冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。(9)冷却水管进出接头应埋入模板内,以免模具在搬运过程中造成损坏。
2.6顶出系统的设计
顶出系统的设计要求:(1)模具的结构应保证塑件在开模过程中留在公模上,模具顶出机构应尽量设置在公模侧。(2)要保证塑件在脱模过中不变形,这是顶出机构应达到的基本要求。要做到这一点,首先必须正确的分析塑件对模腔的附着力的大小和所在的部位,以便选择合适的脱模方式和脱模位置,使脱模力得以均匀合理的分布。(3)顶出机构应尽量设在塑件不影响制件外观处。(4)顶出机构要工作可靠、运动灵活、制造方便、配换容易。
2.7排气系统的设计
在注射过程中型腔的气体一般由分型面排出,但像这类深腔的产品分型面不能将气体排出,被压缩气体产生高温,会引起塑料局部碳化烧焦,或使塑料产生气泡,或使塑料熔接不良引起强度下降,甚至充模不满。
根据成型塑料材料ABS的特性,该塑料的溢边值为0.04mm,为保证有良好的排气效果,采用全分型面排气的方法,排气槽深度为0.02mm见图。
3、模具的整体结构和工作过程
模具整体结构如图2所示。
模具的工作过程:合模注射时,塑料熔体在注塑机螺杆的作用下,从喷嘴通过流道、浇口充满开腔。开模时,模具从动、定模分模面分开,分开一定距离后由于注塑机顶杆通过螺纹与底部的顶杆固定板相连,带动顶杆和推管对产品进行顶出,直到到达注塑机的设定顶出距离。然后顶杆后退,拉动底部的顶杆固定返回。动定模开始全模,完成整个工作过程。
4、试模效果
为达到较好的表面质量,采用模温机对模具的动、定模温度进行调整,设置动模温度80℃,定模温度为90℃。同时,通过排气槽的设置,对注射时压力、速度、温度和时间的调整,实现对熔接线的调整,达到很好的试模效果。本模具在实际应用过程中,模具动作平稳可靠,顶出可靠,试模效果理想,塑件的品质符合设计的要求。
5、结语
模具设计过程中,应该用PRO/ENGINEER进行了模仁的分模。应该用了AutoCAD工程制图软件,并配合了燕秀工具箱使用了模架结构及标准零件设计。塑料模具CAD技术是一种全新的设计技术,有助于提高产品及模具设计的质量和实现产品的最佳性能。塑料模具CAD的工作主要在于理解注塑过程模拟的分析结果,判读数据并做出合适的变更设计抉择,熟悉CAD技术并有效地应用于模具设计也有赖于设计人员的素质和经验。塑料模具CAD的难点在于建立丰富的材料性能数据库,以及模具零件的标准化。
该模具在分型加开了排气槽使产品不会出产局部碳化烧焦,塑料产生气泡甚至充不满的情况,运水也布满整个型腔,冷速度较快能大大降低生产周期,采用的是潜水口产品顶出时会自动拉断水口,大大增加生产速度,能满足大批量的生产需求。
参考文献
可降解塑料分析范文篇11
abstract:atpresent,therearemanywaystodealwithsoftsoilfoundation,suchaspre-pressuremethod,replacementmethod,dynamiccompactionmethodanddynamicreplacementmethod,sandpilesmethod,cementmixingmethod,andsoon.thisarticlefocusesontheconstructiontechnologyandprocessesofvariousmethods,andproposescorrespondingmeasurestodealwiththesoftgroundwhichhavethesamegeologicalconditions,analyzesthefocusofgroundtreatment,andfinallychoosestherighttreatmentprogramaccordingtotheresults.
关键词:淤泥;软土地基;塑料排水板堆载预压法
keywords:sludge;softfoundation;plasticdrainageplatepreloadingmethod
0工程概况及初步分析
某地区建筑场地拟建二层框架结构房屋,建筑平面,室外标高为8.4m(±0.000),根据地质资料,现有场地标高为1.64m,需填土6.76m,土层依次如下:第一层为素填土,厚度0.5m;第二层为淤泥,厚度为11.4m,为高压缩性土,压缩模量es=1.73mpa,固结系数ch=cv=1.0x10-3cm2/s;第三层为粉质黏土夹碎石,厚度为4.6m,为中压缩性土,压缩模量es=4.96mpa;第四层为淤泥质黏土,厚度为2.5m,压缩模量es=1.85mpa;第五层为粉质黏土,厚度为5.4m,压缩模量es=4.3mpa;第六层为淤泥质黏土,厚度为3.2m,压缩模量es=1.85mpa;第七层为粗角砾土,厚度为2.2m,压缩模量es=10mpa;第八层为粉质黏土,厚度为12.9m,压缩模量es=4.8mpa。按《建筑地基基础设计规范》,对于高压缩性土地基,框架结构相邻柱基沉降差为0.003l(l为相邻柱距),经过初步估算,柱底内力标准值分别约为600kn和1000kn,柱距6米,容许的沉降差为18mm。
在施工主体结构基础前期,由于场地需要回填土而且较厚,在回填施工时期,回填土属于外加荷载,此时按荷载考虑计算场地的沉降,总沉降量达到1316.34mm。各层沉降量为:第一层淤泥沉降量为946.9mm,占总沉降量的71.9%;第二层淤泥沉降量为131.6mm,占总沉降量的10.0%;第三层淤泥沉降量为189.4mm,占总沉降量的14.4%;第四层淤泥沉降量为48.4mm,占总沉降量的3.7%。此过程为固结排水沉降过程,随时间的发展场地土趋于稳定。在沉降基本完成时,进行主体结构基础施工,此时场地土体性质发生变化,此时各层土的承载力和压缩模量均会有所增加,假设均比原来土体增加1.1倍。此时按回填土承载力特征值fak=100kpa,估算c轴交5轴及6轴柱基础a、b大小,分别为2m×3m和4.0m×4.0m,柱基a总沉降量为55.24mm,占回填土沉降量的4.2%,柱基b总沉降量为71.34mm,占回填土沉降量的5.4%,沉降差16.1mm,小于规范容许值18mm。从以上分析可以看出,在未进行任何地基处理的情况下,前期沉降占绝大部分,而后期采用独立扩展基础已能满足承载力且无软弱下卧层和变形要求。因此,地基处理的重点在于加速固结排水过程,减少回填土引起的沉降。
1地基处理措施
1.1选择合适的处理措施目前,软土地基处理的方法有换填法、预压法、强夯法和强夯置换法、砂石桩法、水泥土搅拌法、高压旋喷桩法、桩基法及其他地基处理法。
换填垫层法是挖除软弱地基土,采用砂石、粉质粘土、灰土、粉煤灰、矿渣等材料进行换填作为垫层的一种地基处理方法,通过换填软弱地基土的变形变成垫层地基的变形,因此能够减少地基的沉降。本工程软弱地基土层埋深0.5m,层厚11.4m,首先需要挖除9725.9m3,回填土需要9725.9m3。可见挖土及回填方量相当大,从经济上考虑该方法不适用于该工程软弱地基处理。
堆载预压法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施,堆载预压分塑料排水带活砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。通常,当软土层厚度小于4.0m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4.0m时,为加速预压过程,应采用塑料排水带、砂井等竖井排水预压法处理地基。本工程淤泥层厚度为11.4m,适合用排水预压法。
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,而强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑~流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。此两种方法都采用夯击的方法进行地基加固,因此都有一定的加固深度,本工程软弱土层为淤泥层,该土性质不适用夯击方法加固,而且土层深度较深。
砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,本工程软弱土层为欠固结土层,在回填土回填至设计标高时,土层在附加应力作用下进行排水固结,土层压缩,因此不适用。
水泥搅拌法分为深层搅拌法和粉体喷搅法,水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30%、大于70%或地下水的ph值小于4时不宜采用干法。
因此本工程合适的地基处理方法可选用堆载预压法。
1.2排水板堆载预压法排水板预压法由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体,利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系,根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。下面介绍效益较高塑料排水板处理淤泥软基方法,插入软基排水板,当填筑基础及上部建筑物时,荷载作用软基,地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内,由砂层向两侧排出,从而提高基底承载力,塑料排水板要在砂垫层完成后施工,由测量人员测量出需处理范围,标出每根排水板具体位置,插板机对中调平,把排水板在钻头安放好,开动打桩机锤打钻杆,将地面上塑料排水板截断,并留有一定富余长度,在塑料排水板四周填砂后即完成本工程施工。目前,塑料排水板有以下规格、型号,spb-a型-宽度100mm,厚度3.5mm,可打入软基15m;spb-b型-宽度100mm,厚度4.0mm,可打入软基25m;spb-c型-宽度100mm,厚度4.5mm,可打入软基35m。本工程适合采用spb-b型,塑料排水板按等边三角形排列,间距取1.0m,主要受压层淤泥层层厚11.4m,塑料排水打穿受压土层,深度取h=11.4m。加载过程按图3所示进行加载,图4为固结度ut与t之间的关系。
塑料排水板堆载预压法在加载70天时,固结度u70=0.74;在加载800天时,固结度u80=0.81;在加载100天时,固结度u100=0.90;在加载120天时,固结度u120=0.95。在固结度u100到达0.90时,可以认为符合设计要求,此时沉降已经大部分完成。该处理方法成本估算,需使用spb-b型塑料排水板27600m。
2结束语
地基处理措施应该根据工程场地软土地基的土的性质采用合适的处理方案,可以到达良好的处理效果和经济效果,以上的分析结果是基于规范的理论分析方法,实际处理后的地基处理效果应经过现场的试验和检测,得到相关的数据后判断是否能到达设计要求后,才能够用于工程之中。
参考文献:
[1]《建筑地基处理技术规范》.jgj79-2002,2007年10月,中国建筑科学研究院主编.中国建筑工业出版.
可降解塑料分析范文篇12
关键词:足浴按摩器注塑模拟翘曲变形
中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1672-3791(2014)02(b)-0017-01
在现行大多数的模具设计采用的经验法中易出现翘曲、厚度不均匀等缺陷,对产品的更新换代和提高质量的要求已满足不了,而计算机模流分析技术已成为塑料产品开发、模具结构设计及产品生产加工中解决这些薄弱环节问题的最有效途径之一。
本文利用Moldflow模流分析技术对足浴按摩器底壳模具进行注塑模拟,准确确定进胶位置,形成注塑工艺方案用来减少塑件的翘曲变形,以获得了更高的产品质量,优化冷却水道来提高产品生效率。
1塑件工艺分析及CAE分析
该塑件壁厚在2~4mm较不均匀,形状复杂且体积较大,成型时容易产生翘曲变形,在模具设计时要注意变形量是会对装配有影响(见图1)。
由于足浴按摩器底壳是安装在足浴按摩器底面的,材料用作玻璃纤维增强尼龙,为PA66SE15C(PA+15%玻璃纤维),采用注塑成型的方式,批量为大批量生产。
PA66SE15C材料推荐工艺参数如表1所示。
2浇口位置的确定
注塑模进胶位置的确定直接关系到熔融料流在模具中的流动情况,是浇注系统的关键组成部分。合理的浇口位置将能提高塑件的成型质量,消除熔接痕,降低内应力,避免蛇纹和优化外观。结合理论和分析的结果确定位置定在塑件的底面中心,如图2所示。
3流动分析
3.1速度和压力切换时的压力
通过产品型腔充满瞬间转换为保压时的压力分布情况看,可以得到本方案成型所需注射压力为110.1MPa,压力下降均匀,整个型腔填充顺利,无填充不满迹象。如图3所示。
3.2气穴
从图4中可以看出存在气穴的地方有三处,一是在散热结构处,因为比较薄所以容易强度不够,但是由于浇口在边上,所以强度可以保证,不会存在填充不足;二是位于底部的四个支撑住上,因为这里只是起支撑重量的地方对外观要求不高;三是位于分型面上,因为分型面本身就具有排气的功能,所以气穴几乎不影响塑件的质量。
3.3翘曲变形分析
图5为产品相对于图中坐标系平面的变形总量,已经是放大10倍的效果。制品变形为2.118mm。由分析结果可知,X方向的变形量为0.8487mm,Z方向的变形量0.6663mm,Y方向的变形量1.322mm,占总变形量的比例大,这是由于塑件Y方向不对称造型的,而且塑件的Y方向最长、以及宽度也不一样,这些是导致变形量大的原因。虽然最大变形量有1.322mm,但是考虑到单边的话也就0.666mm,而且塑件的体积较大,形状不规则,这点变形量已经是最合理的效果了。
4结论
足浴按摩器底壳模具通过采用Moldflow软件模流分析技术对进行优化后,对可能出现的问题进行了改进,得到了符合产品要求的翘曲变形量,满足了塑件的成型质量,为模具设计提供了有力的技术支持。
(1)本文通过利用Moldflow软件模具分析技术对足浴按摩器底壳注塑过程进行模拟分析,优化了浇口位置,预测了模具成型周期与注塑压力,确保充填平衡,提高塑件质量。
(2)优化注塑成型工艺,建议成型足浴按摩器底壳时,模温为85°左右为宜,在保压阶段,优化保压曲线,可降低翘曲变形量。
(3)基于MOLDFLOW数值模拟,我们发现Y方向的变形量最大,说明塑件的收缩情况和塑件的结构有较大关系。
参考文献
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