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聚苯乙烯宠物试剂卡注塑成型质量的提升方法.pdf
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1、2 0 2 3,3 5(4)MO D E R NP L A S T I C SP R O C E S S I N GAN DA P P L I C A T I ON S智能制造与先进成型智能制造与先进成型收稿日期:2 0 2 3-0 3-0 2;修改稿收到日期:2 0 2 3-0 3-2 7。作者简介:宋满仓(1 9 6 4),博士,副教授,主要从事模具设计与制造技术及放电加工工艺的研究。E-m a i l:m c s o n gd l u t.e d u.c n。*通信联系人,刘军山,博士,研究员。E-m a i l:l i u j s d l u t.e d u.c n。基金项目:大连市科
2、技创新基金项目(2 0 2 0 J J 2 5 C Y 0 1 8)。聚苯乙烯宠物试剂卡注塑成型质量的提升方法宋满仓 吴越 刘军山*(大连理工大学机械工程学院,辽宁 大连,1 1 6 0 2 4)摘要:以高抗冲聚苯乙烯(H I P S)和碳酸钙(C a C O3)为原料,通过注塑成型试验,探究不同注塑工艺参数对宠物试剂卡弯曲刚度的影响,优化注塑工艺参数,并系统地研究了试剂卡制备过程中不同C a C O3含量对试剂卡表面水接触角、弯曲刚度、微观形貌和相对结晶度的影响。结果表明:注射压力、熔体温度和保压压力对试剂卡弯曲刚度影响较大,而注射速度对试剂卡弯曲刚度影响较小。随着C a C O3含量升高,
3、试剂卡表面水接触角先减小后增大,弯曲刚度呈现先升高后下降的趋势,相对结晶度呈现上升趋势。关键词:高抗冲聚苯乙烯 注塑工艺参数 碳酸钙 弯曲刚度 结晶度D O I:1 0.1 9 6 9 0/j.i s s n 1 0 0 4-3 0 5 5.2 0 2 3 0 0 2 4M e t h o d s f o r I m p r o v i n g t h e I n j e c t i o nM o l d i n gQ u a l i t yo fP o l y s t y r e n eP e tR e a g e n tC a r dS o n gM a n c a n g WuY u e
4、 L i uJ u n s h a n(C o l l e g eo fM e c h a n i c a lE n g i n e e r i n g,D a l i a nU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y,D a l i a n,L i a o n i n g,1 1 6 0 2 4)A b s t r a c t:H i g hi m p a c tp o l y s t y r e n e(H I P S)a n dc a l c i u mc a r b o n a t e(C a C O3)w e r eu s e da sr a
5、w m a t e r i a l st oi n v e s t i g a t et h ee f f e c t so fd i f f e r e n ti n j e c t i o n m o l d i n gp r o c e s sp a r a m e t e r so nt h eb e n d i n gs t i f f n e s so fp e tr e a g e n tc a r dt h r o u g hi n j e c t i o n m o l d i n ge x p e r i m e n t sa n d o p t i m i z ei n
6、j e c t i o n m o l d i n g p r o c e s sp a r a m e t e r s.A n ds y s t e m a t i c a l l yi n v e s t i g a t e dt h ee f f e c t so fC a C O3c o n t e n to n w a t e rc o n t a c ta n g l e,b e n d i n gs t i f f n e s s,m i c r o s t r u c t u r ea n dr e l a t i v ec r y s t a l l i n i t y o
7、ft h er e a g e n tc a r d d u r i n gt h ep r e p a r a t i o np r o c e s s.T h er e s u l t ss h o wt h a ti n j e c t i o np r e s s u r e,t e m p e r a t u r eo fm e l ta n dr e t a i n i n gp r e s s u r eh a v eg r e a t i n f l u e n c eo nt h eb e n d i n gs t i f f n e s so f t h er e a g
8、e n tc a r d.T h ee f f e c to ft h e i n j e c t i o ns p e e do n t h eb e n d i n gs t i f f n e s s i s s m a l l.W i t h t h e i n c r e a s eo fC a C O3c o n t e n t,t h ew a t e rc o n t a c ta n g l eo ft h es u r f a c ef i r s t l yd e c r e a s e sa n dt h e ni n c r e a s e s,t h eb e n
9、d i n gs t i f f n e s s i n c r e a s e s f i r s t a n dt h e nd e c r e a s e s,a n dt h er e l a t i v ec r y s t a l l i n i t y i n c r e a s e s.K e yw o r d s:h i g h i m p a c tp o l y s t y r e n e;i n j e c t i o np r o c e s sp a r a m e t e r;c a l c i u mc a r b o n a t e;b e n d i n g
10、s t i f f n e s s;c r y s t a l l i n i t y 聚苯乙烯(P S)通过疏水作用、静电吸附等物理作用方式,对蛋白质具有较好的吸附作用,因此,在医疗检测方面有着巨大的应用潜力1-2,但P S较脆,制成的试剂卡在裁剪过程中易发生断裂和崩碎,而高抗冲聚苯乙烯(H I P S)具有良好的韧性与加工性能。采用H I P S注塑成型宠物试剂卡作为宠物病毒检测的基板,发现试剂卡在裁剪过程中虽742 0 2 3年8月2 0 2 3,3 5(4)MO D E R NP L A S T I C SP R O C E S S I N GAN DA P P L I C A T I
11、 ON S具有较好的裁剪性能,但弯曲刚度较差,在受到外力作用时会产生较大的变形,影响试剂卡表面的蛋白质活性,难以满足实际工作中的使用需求。相关研究表明,通过改变注塑工艺参数能够有效改善材料的力学性能。刘强等3探究了注塑工艺参数对管材专用均聚聚丙烯(P P H)刚韧性能的影响。结果表明:熔体温度是影响P P H刚韧性能的主要因素;保压时间过低时,P P H的刚韧性能下降。此外,也有学者4探究无机颗粒的添加对制品性能的影响。骆振福等5探究不同品种碳酸钙(C a C O3)对复合材料力学性能的影响,通过研究发现,纳米钙和包覆钙的填充效果最好,分别使聚氯乙烯(P V C)的拉伸强度增加1 9%和1 7
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