气辅助模具温度控制增强热塑性聚氨酯(TPU)复合材料注射成型熔接线疲劳强度

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本研究提出了一种创新方法，通过应用气辅助模具温度控制来增强聚合物注射成型中的熔接线强度，模具温度显著高于传统工艺的典型值。研究了不同加热时间和频率对聚丙烯(PP)样品疲劳强度以及不同热塑性聚氨酯(TPU)含量和加热时间下丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)复合材料样品拉伸强度的影响。采用气辅助模具加热技术，模具温度可达210 °C以上，相比传统工艺低于100 °C的标准模具温度实现了显著进步。结果表明，加热时间为15 s的PP样品在5 Hz频率下的疲劳强度相比未进行模具温度控制的样品提高了5.4倍。含15 wt.% TPU的ABS/TPU共混物表现出最高的极限拉伸强度(UTS)值为36.8 MPa，而含30 wt.% TPU的共混物的UTS值最低为21.3 MPa。这一进展展示了改善熔接线粘合和疲劳强度的潜力。研究发现，注射前提高模具温度能显著提升熔接线疲劳强度，且TPU含量对ABS/TPU共混物力学性能的影响比加热时间更显著。本研究结果有助于深化对先进聚合物注射成型工艺的理解，为工艺优化提供了有价值的参考。

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