論文開題報告：超硬顆粒表面處理及復合發(fā)泡實驗研究

大學本科畢業(yè)論文(設計)開題報告
學院：機電及自動化學院　　　　　　　　　　　專業(yè)班級：09機制一班　　
課題名稱 超硬顆粒表面處理及復合發(fā)泡實驗研究

1、本課題的的研究目的和意義：
本課題來源于國家自然科學基金項目。通過畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，熟悉消失模鑄造原理、工藝過程及EPS/超硬磨粒復合發(fā)泡的泡沫模樣的設計及制造；掌握超硬顆粒發(fā)泡前的特殊表面處理方法。
2、文獻綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）：
超硬材料涂附磨具用膠粘劑是磨具制造中的三大要素之一，是將超硬磨料黏附在基材上的重要結(jié)
構(gòu)和功能材料，其涂附粘度的控制和固化工藝的優(yōu)化將是影響超硬材料涂附磨具使用和磨削性能的一個
重要因素。結(jié)果表明：改性環(huán)氧樹脂膠粘劑涂布粘度為３０００～７０００ｍＰａ•ｓ，涂布效果最佳，涂布操作時間應控制在６０分鐘以內(nèi)；加熱固化時需在４５℃下保溫３０分鐘，然后升溫到８０℃固化３小時，能有效地消除內(nèi)應力和表面氣泡，保證膠粘劑完全固化。[1]
超硬材料凃附磨具主要包括ｃＢＮ砂帶、金剛石／ｃＢＮ柔性磨輪、金剛
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音好、抗震能力強等優(yōu)點。但泡孔尺寸較大,受力時常常成為泡體裂紋的發(fā)源地, 降低材料的力學性能。為了克服普通泡沫塑料力學性能劣化的缺點, 美國麻省理工學院的NAM. P. SUH教授等人通過研究高分子材料中的添加劑發(fā)現(xiàn),當添加劑的粒子在微米級, 且小于高分子材料中的臨界孔隙尺寸時, 能有效提高材料的力學性能, 微米級泡孔引入基材也能產(chǎn)生同樣的效果,提出通過氣體核將非常小的泡孔引入到塑料制品中去, 從而達到既降低成本, 又能提高性能的雙重效果。
以不同含量的改性的堿式硫酸鎂(M gSO4) 晶須加入到聚丙烯( PP) 中, 在二次開模條件下制備微發(fā)泡PP/ 硫酸鎂晶須復合材料, 分析了不同含量的硫酸鎂晶須對微發(fā)泡復合材料發(fā)泡行為的影響規(guī)律。結(jié)果表明, 隨晶須含量的增加, 泡孔平均直徑逐漸減小, 泡孔密度逐漸增加, 晶須質(zhì)量分數(shù)為25%時泡孔直徑為26. 79 , 泡孔密度達到 個/ cm 3, 具有理想的發(fā)泡效果。[4]
在泡沫層中直接實現(xiàn)礦物的分離富集, 最基礎的就是礦物顆粒在泡沫層中的沉降運動, 所以研究礦物顆粒在泡沫層中的沉降規(guī)律, 對發(fā)展泡沫層中分離富集礦物的新方法和工藝具有重要的指導意義。試驗測定方鉛礦、鈦磁鐵礦、黃鐵礦顆粒在泡沫層中的沉降速度, 分析研究粒度及表面疏水性對顆粒在泡沫層中沉降速度的影響。結(jié)果表明, 在所研究的粒級范圍內(nèi), 存在一個沉降速度最小的臨界粒度。在臨界粒度以上, 顆粒粒度越粗, 沉降速度越快, 反之亦然。對于細粒方鉛礦和黃鐵礦, 疏水性越強, 沉降速度越慢。這種規(guī)律是在泡沫層中按疏水性分離礦物的基礎。[5]
采用表面包覆水溶性硫醇單分子層的金MPC摻雜瓊脂-明膠泡沫。在摻雜泡沫密度較低（摻雜前泡沫理論密度3.3mg/cm^3）、摻雜質(zhì)量分數(shù)較高（30%）時，摻雜泡沫的密度沿軸向分布均勻，解決了高密度元素對低密度泡沫摻雜的沉降問題。摻雜泡沫的TEM照片顯示，由于所用金MPC粒徑小，不聚集，在泡沫中分散良好。因此雖然金MPC摻雜較高，但是泡沫的摻雜均勻性依舊很好，這為在低密度泡沫中摻雜高Z金屬元素提供了一條新途徑。[6]
聚丙烯( PP) 發(fā)泡板材具有優(yōu)良的耐熱性、絕緣性、保溫性、耐寒性、耐油性、耐化學藥品性、阻隔性以及可降解回收性。因此,PP 發(fā)泡材料具有替代聚乙烯( PE) 、聚苯乙烯( PS) 發(fā)泡材料的優(yōu)勢,開發(fā)應用前景十分廣闊,尤其是在汽車工業(yè)和食品包裝工業(yè)的應用極具競爭力。PP 片材具有眾多的優(yōu)越性,但是PP 發(fā)泡成型的技術(shù)難度較大。PP 的熔體強度較低,對溫度的變化十分敏感。隨著加工溫度的升高,PP 樹脂熔體強度急劇下降,發(fā)泡劑分解出來的氣體難以保持在樹脂中,容易造成發(fā)泡過程中泡壁破裂、氣體逃逸、泡孔坍塌、氣泡合并等現(xiàn)象 ;結(jié)晶時由于放出較多的熱量,使熔體強度降低,發(fā)泡后氣泡容易破壞,因而不易得到泡孔均勻細密、發(fā)泡倍率高的制品。所以需設法使PP 樹脂在發(fā)泡之前交聯(lián),以使其熔融黏度降低速度變慢,從而在較寬的溫度范圍內(nèi)具有適當?shù)陌l(fā)泡黏度。但由于PP 的降解反應與交聯(lián)反應同時存在,因此PP 的交聯(lián)發(fā)泡技術(shù)具有較高的難度。
以聚丙烯( PP) 為基體,過氧化二異丙苯(DCP) 為交聯(lián)劑,二乙烯基苯(DVB) 為助交聯(lián)劑,偶氮二甲酰胺(AC)為發(fā)泡劑,采用化學交聯(lián)法,使PP 在發(fā)泡之前交聯(lián),并利用模壓法制取了泡孔均勻細密的泡沫板材。結(jié)果表明,當DCP 含量為0. 16 份、DVB 含量為21 00 份、AC 含量為21 00 份時,PP 發(fā)泡板材的各項性能較優(yōu)。[7]
2、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：
1.完成相關(guān)英文翻譯一篇，3000~5000字。
2.熟悉消失模鑄造原理及過程。
3.對超硬顆粒進行表面處理,研究表面鍍膜對EPS/超硬顆粒的混合影響程度,尋找最佳混合工藝方法 ……（未完，全文共4119字，當前僅顯示2080字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報告：超硬顆粒表面處理及復合發(fā)泡實驗研究》）