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研究生： 黃俊偉
Huang, Chun-Wei
論文名稱： 壓力效應對塑料黏度的影響
The Pressure Effect on the Viscosity of The Polymer Melt
指導教授： 楊文彬
Young, Wen-Bin
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 航空太空工程學系
Department of Aeronautics & Astronautics
論文出版年： 2002
畢業學年度： 90
語文別： 中文
論文頁數： 92
中文關鍵詞： 射出成型 、壓力 、剪切率 、塑料黏度
外文關鍵詞： Shear Rate, Melt Viscosity, Injection Molding, Pressure
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    • 有許多的文獻指出塑料的黏度會受壓力環境的影響而改變，在本研究目的主要設計一個簡單矩形槽道來量測黏度。在此實驗中塑料的黏度可藉由射出成形機在模具內直接射模間接量測的方式取得，在射模過程中要讓塑料溫度與模具溫度保持在相同溫度狀態下實驗，並且藉由模穴內的壓力感測器得到壓力差，並且更改不同溫度及剪切率再加上壓力差的資料便可取得各種不同狀態下的黏度資料。有了這些黏度資料利用generalized Cross-Carreau 方程式來進行非線性回歸分析。最後經由這個簡單的實驗設備我們可以決定出壓力對不同塑料黏度的影響。

    Viscosity of polymer melt was reported to depend on the pressure environment. A simple melt was designed and constructed in this study. Polymer melt viscosity under the processing conditions can be measured by direct injection of the mold mounted on an injection machine. During the molding the mold was kept at the same temperature as the polymer melt. Pressure transducers mounted inside the mold can pick up the pressure drop in the slit cavity. The data can be used to determine melt viscosities for different melt temperatures and shear rates. A generalized Cross-Carreau equation was used to fit the viscosity data. It is possible to determine the dependence of polymer viscosity on pressures using this simple setup.

    摘要 英文摘要 誌謝 目錄....................................................i 表目錄................................................iii 圖目錄.................................................Ⅴ 第一章、緒論 1.1簡介.................................................1 1.2黏度.................................................2 1.3射出成型簡介.........................................3 1.4文獻回顧.............................................4 1.5研究動機與目標.......................................7 第二章、 實驗設備、材料與量測方法 2.1實驗設計.............................................9 2.2視黏度與視剪切率量測方法.............................9 2.3多變數回歸分析......................................11 2.4實驗設備............................................12 2.4.1射出成型機........................................12 2.4.2溫度控制箱....................................13 2.4.3量測平台模具..................................13 2.4.4模具加熱系統.....................................14 2.4.5壓力感測器....................................15 2.4.6電腦設備..........................................15 2.5實驗器材組裝........................................15 2.6實驗材料............................................16 2.6.1聚碳酸酯......................................16 2.6.2丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物..........................17 第三章、 實驗結果與討論 3.1視黏度與視剪切率之求得..............................18 3.2經過基因演算法得到之材料常數........................19 3.3溫度效應對PC、ABS塑料黏度影響.......................21 3.4壓力效應對PC、ABS塑料黏度影響.......................21 3.5低剪切率時PC、ABS黏度與剪切率之間的關係.............22 3.6高剪切率時PC、ABS黏度與剪切率之間的關係.............23 3.7經由實驗得到得材料常數與C-MOLD內建材料常數比較......23 第四章、 結論與建議 4.1結論................................................24 4.2建議................................................25 參考文獻...............................................27 表目錄 表2-1 ROBOSHOT a-100iA型射出成型機詳細規格..........29 表2-2 聚碳酸酯（PC）之物理特性.......................30 表2-3 製程參數資料...................................31 表3-1 PC溫度280℃平均壓力20MPa量測到之壓力差及黏度...32 表3-2 PC溫度280℃平均壓力30MPa量測到之壓力差及黏度...32 表3-3 PC溫度280℃平均壓力40MPa量測到之壓力差及黏度...33 表3-4 PC溫度280℃平均壓力50MPa量測到之壓力差及黏度...33 表3-5 PC溫度280℃平均壓力60MPa量測到之壓力差及黏度...34 表3-6 PC溫度290℃平均壓力20MPa量測到之壓力差及黏度...34 表3-7 PC溫度290℃平均壓力30MPa量測到之壓力差及黏度...35 表3-8 PC溫度290℃平均壓力40MPa量測到之壓力差及黏度...35 表3-9 PC溫度290℃平均壓力50MPa量測到之壓力差及黏度...36 表3-10 PC溫度290℃平均壓力60MPa量測到之壓力差及黏度...36 表3-11 PC溫度300℃平均壓力20MPa量測到之壓力差及黏度...37 表3-12 PC溫度300℃平均壓力30MPa量測到之壓力差及黏度...37 表3-13 PC溫度300℃平均壓力40MPa量測到之壓力差及黏度...38 表3-14 PC溫度300℃平均壓力50MPa量測到之壓力差及黏度...38 表3-15 PC溫度300℃平均壓力60MPa量測到之壓力差及黏度...39 表3-16 PC溫度310℃平均壓力20MPa量測到之壓力差及黏度...39 表3-17 PC溫度310℃平均壓力30MPa量測到之壓力差及黏度...40 表3-18 PC溫度310℃平均壓力40MPa量測到之壓力差及黏度...40 表3-19 PC溫度310℃平均壓力50MPa量測到之壓力差及黏度...41 表3-20 PC溫度310℃平均壓力60MPa量測到之壓力差及黏度...41 表3-21 PC溫度320℃平均壓力20MPa量測到之壓力差及黏度...42 表3-22 PC溫度320℃平均壓力30MPa量測到之壓力差及黏度...42 表3-23 PC溫度320℃平均壓力40MPa量測到之壓力差及黏度...43 表3-24 PC溫度320℃平均壓力50MPa量測到之壓力差及黏度...43 表3-25 PC溫度320℃平均壓力60MPa量測到之壓力差及黏度...44 表3-26 ABS溫度200℃平均壓力20MPa量測到之壓力差及黏度..45 表3-27 ABS溫度200℃平均壓力30MPa量測到之壓力差及黏度..45 表3-28 ABS溫度200℃平均壓力40MPa量測到之壓力差及黏度..46 表3-29 ABS溫度200℃平均壓力50MPa量測到之壓力差及黏度..46 表3-30 ABS溫度200℃平均壓力60MPa量測到之壓力差及黏度..47 表3-31 ABS溫度220℃平均壓力20MPa量測到之壓力差及黏度..47 表3-32 ABS溫度220℃平均壓力30MPa量測到之壓力差及黏度..48 表3-33 ABS溫度220℃平均壓力40MPa量測到之壓力差及黏度..48 表3-34 ABS溫度220℃平均壓力50MPa量測到之壓力差及黏度..49 表3-35 ABS溫度220℃平均壓力60MPa量測到之壓力差及黏度..49 表3-36 ABS溫度240℃平均壓力20MPa量測到之壓力差及黏度..50 表3-37 ABS溫度240℃平均壓力30MPa量測到之壓力差及黏度..50 表3-38 ABS溫度240℃平均壓力40MPa量測到之壓力差及黏度 ..51 表3-39 ABS溫度240℃平均壓力50MPa量測到之壓力差及黏度..51 表3-40 ABS溫度240℃平均壓力60MPa量測到之壓力差及黏度..52 表3-41 ABS溫度260℃平均壓力20MPa量測到之壓力差及黏度 ..52 表3-42 ABS溫度260℃平均壓力30MPa量測到之壓力差及黏度..53 表3-43 ABS溫度260℃平均壓力40MPa量測到之壓力差及黏度..53 表3-44 ABS溫度260℃平均壓力50MPa量測到之壓力差及黏度..54 表3-45 ABS溫度260℃平均壓力60MPa量測到之壓力差及黏度 ..54 表3-46 PC塑料用來描述黏度之材料常數...................55 表3-47 ABS塑料用來描述黏度之材料常數..................55 圖目錄 圖2-1 ROBOSHOT a-100iA型射出成形機...................56 圖2-2 溫度控制箱.....................................56 圖2-3 模具組合圖.....................................57 圖2-4 澆道襯套...................................... 58 圖2-5 澆道襯套尺寸...................................58 圖2-6 定位環.........................................59 圖2-7 定位環尺寸圖...................................59 圖2-8 右固定安裝板...................................60 圖2-9 右固定安裝板尺寸...............................60 圖2-10 右模仁.........................................61 圖2-11 右模仁尺寸.....................................61 圖2-12 左模仁.........................................62 圖2-13 左模仁尺寸.....................................62 圖2-14 左固定安裝板...................................63 圖2-15 左固定安裝板尺寸...............................63 圖2-16 電熱棒.........................................64 圖2-17 PT 4676 壓力感測器 ............................64 圖2-18 PT 4676 壓力感測器尺寸圖.......................65 圖2-19 ABS四種性質聚合物..............................65 圖3-1 PC塑料 280℃流率1 e-7 m /s兩壓力感測器壓力差...66 圖3-2 PC塑料 280℃流率1 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...66 圖3-3 PC塑料 280℃流率3 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...67 圖3-4 PC塑料 290℃流率1 e-7 m /s兩壓力感測器壓力差...67 圖3-5 PC塑料 290℃流率1 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...68 圖3-6 PC塑料 290℃流率3 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...68 圖3-7 PC塑料 300℃流率1 e-7 m /s兩壓力感測器壓力差...69 圖3-8 PC塑料 300℃流率1 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...69 圖3-9 PC塑料 300℃流率3 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...70 圖3-10 PC塑料 310℃流率1 e-7 m /s兩壓力感測器壓力差...70 圖3-11 PC塑料 310℃流率1 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...71 圖3-12 PC塑料 310℃流率3 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...71 圖3-13 PC塑料 320℃流率1 e-7 m /s兩壓力感測器壓力差...72 圖3-14 PC塑料 320℃流率1 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...72 圖3-15 PC塑料 320℃流率3 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...73 圖3-16 ABS塑料200℃流率3 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...73 圖3-17 ABS塑料200℃流率5 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...74 圖3-18 ABS塑料200℃流率7 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...74 圖3-19 ABS塑料220℃流率3 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...75 圖3-20 ABS塑料220℃流率5 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...75 圖3-21 ABS塑料220℃流率7 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...76 圖3-22 ABS塑料240℃流率3 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...76 圖3-23 ABS塑料240℃流率5 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...77 圖3-24 ABS塑料240℃流率7 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...77 圖3-25 ABS塑料260℃流率3 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...78 圖3-26 ABS塑料260℃流率5 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...78 圖3-27 ABS塑料260℃流率7 e-6 m /s兩壓力感測器壓力差...79 圖3-28 PC塑料 280℃ 黏度與剪切率之關係圖...79 圖3-29 PC塑料 290℃ 黏度與剪切率之關係圖...80 圖3-30 PC塑料 300℃ 黏度與剪切率之關係圖...80 圖3-31 PC塑料 310℃ 黏度與剪切率之關係圖...81 圖3-32 PC塑料 320℃ 黏度與剪切率之關係圖...81 圖3-33 ABS塑料 200℃ 黏度與剪切率之關係圖...82 圖3-34 ABS塑料 220℃ 黏度與剪切率之關係圖...82 圖3-35 ABS塑料 240℃ 黏度與剪切率之關係圖...83 圖3-36 ABS塑料 260℃ 黏度與剪切率之關係圖...83 圖3-37 PC塑料 平均壓力20MPa 黏度與剪切率之關係圖...84 圖3-38 PC塑料 平均壓力30MPa 黏度與剪切率之關係圖...84 圖3-39 PC塑料 平均壓力40MPa 黏度與剪切率之關係圖...85 圖3-40 PC塑料 平均壓力50MPa 黏度與剪切率之關係圖...85 圖3-41 PC塑料 平均壓力60MPa 黏度與剪切率之關係圖...86 圖3-42 ABS塑料 平均壓力20MPa 黏度與剪切率之關係圖...86 圖3-43 ABS塑料 平均壓力30MPa 黏度與剪切率之關係圖...87 圖3-44 ABS塑料 平均壓力40MPa 黏度與剪切率之關係圖...87 圖3-45 ABS塑料 平均壓力50MPa 黏度與剪切率之關係圖...88 圖3-46 ABS塑料 平均壓力60MPa 黏度與剪切率之關係圖...88 圖3-47 C-MOLD 建構一個簡單模型......................89 圖3-48 塑料ABS 進口壓力.............................89 圖3-49 塑料PC 進口壓力..............................90 圖4-1 ABS塑料T＝260℃ Q＝1e-5 m /s 波前圖..........90 圖4-2 ABS塑料T＝260℃ Q＝1e-6 m /s 波前圖..........91 圖4-3 PC塑料T＝300℃ Q＝1e-5 m /s 波前圖...........91 圖4-4 PC塑料T＝300℃ Q＝1e-6 m /s 波前圖...........92

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    下載圖示 校內：立即公開
    校外：2002-07-11公開
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