论文开题报告：超硬颗粒表面处理及复合发泡实验研究

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：机电及自动化学院　　　　　　　　　　　专业班级：09机制一班　　
课题名称 超硬颗粒表面处理及复合发泡实验研究

1、本课题的的研究目的和意义：
本课题来源于国家自然科学基金项目。通过毕业设计环节，熟悉消失模铸造原理、工艺过程及EPS/超硬磨粒复合发泡的泡沫模样的设计及制造；掌握超硬颗粒发泡前的特殊表面处理方法。
2、文献综述（国内外研究情况及其发展）：
超硬材料涂附磨具用胶粘剂是磨具制造中的三大要素之一，是将超硬磨料黏附在基材上的重要结
构和功能材料，其涂附粘度的控制和固化工艺的优化将是影响超硬材料涂附磨具使用和磨削性能的一个
重要因素。结果表明：改性环氧树脂胶粘剂涂布粘度为３０００～７０００ｍＰａ•ｓ，涂布效果最佳，涂布操作时间应控制在６０分钟以内；加热固化时需在４５℃下保温３０分钟，然后升温到８０℃固化３小时，能有效地消除内应力和表面气泡，保证胶粘剂完全固化。[1]
超硬材料凃附磨具主要包括ｃＢＮ砂带、金刚石／ｃＢＮ柔性磨轮、金刚
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音好、抗震能力强等优点。但泡孔尺寸较大,受力时常常成为泡体裂纹的发源地, 降低材料的力学性能。为了克服普通泡沫塑料力学性能劣化的缺点, 美国麻省理工学院的NAM. P. SUH教授等人通过研究高分子材料中的添加剂发现,当添加剂的粒子在微米级, 且小于高分子材料中的临界孔隙尺寸时, 能有效提高材料的力学性能, 微米级泡孔引入基材也能产生同样的效果,提出通过气体核将非常小的泡孔引入到塑料制品中去, 从而达到既降低成本, 又能提高性能的双重效果。
以不同含量的改性的碱式硫酸镁(M gSO4) 晶须加入到聚丙烯( PP) 中, 在二次开模条件下制备微发泡PP/ 硫酸镁晶须复合材料, 分析了不同含量的硫酸镁晶须对微发泡复合材料发泡行为的影响规律。结果表明, 随晶须含量的增加, 泡孔平均直径逐渐减小, 泡孔密度逐渐增加, 晶须质量分数为25%时泡孔直径为26. 79 , 泡孔密度达到 个/ cm 3, 具有理想的发泡效果。[4]
在泡沫层中直接实现矿物的分离富集, 最基础的就是矿物颗粒在泡沫层中的沉降运动, 所以研究矿物颗粒在泡沫层中的沉降规律, 对发展泡沫层中分离富集矿物的新方法和工艺具有重要的指导意义。试验测定方铅矿、钛磁铁矿、黄铁矿颗粒在泡沫层中的沉降速度, 分析研究粒度及表面疏水性对颗粒在泡沫层中沉降速度的影响。结果表明, 在所研究的粒级范围内, 存在一个沉降速度最小的临界粒度。在临界粒度以上, 颗粒粒度越粗, 沉降速度越快, 反之亦然。对于细粒方铅矿和黄铁矿, 疏水性越强, 沉降速度越慢。这种规律是在泡沫层中按疏水性分离矿物的基础。[5]
采用表面包覆水溶性硫醇单分子层的金MPC掺杂琼脂-明胶泡沫。在掺杂泡沫密度较低（掺杂前泡沫理论密度3.3mg/cm^3）、掺杂质量分数较高（30%）时，掺杂泡沫的密度沿轴向分布均匀，解决了高密度元素对低密度泡沫掺杂的沉降问题。掺杂泡沫的TEM照片显示，由于所用金MPC粒径小，不聚集，在泡沫中分散良好。因此虽然金MPC掺杂较高，但是泡沫的掺杂均匀性依旧很好，这为在低密度泡沫中掺杂高Z金属元素提供了一条新途径。[6]
聚丙烯( PP) 发泡板材具有优良的耐热性、绝缘性、保温性、耐寒性、耐油性、耐化学药品性、阻隔性以及可降解回收性。因此,PP 发泡材料具有替代聚乙烯( PE) 、聚苯乙烯( PS) 发泡材料的优势,开发应用前景十分广阔,尤其是在汽车工业和食品包装工业的应用极具竞争力。PP 片材具有众多的优越性,但是PP 发泡成型的技术难度较大。PP 的熔体强度较低,对温度的变化十分敏感。随着加工温度的升高,PP 树脂熔体强度急剧下降,发泡剂分解出来的气体难以保持在树脂中,容易造成发泡过程中泡壁破裂、气体逃逸、泡孔坍塌、气泡合并等现象 ;结晶时由于放出较多的热量,使熔体强度降低,发泡后气泡容易破坏,因而不易得到泡孔均匀细密、发泡倍率高的制品。所以需设法使PP 树脂在发泡之前交联,以使其熔融黏度降低速度变慢,从而在较宽的温度范围内具有适当的发泡黏度。但由于PP 的降解反应与交联反应同时存在,因此PP 的交联发泡技术具有较高的难度。
以聚丙烯( PP) 为基体,过氧化二异丙苯(DCP) 为交联剂,二乙烯基苯(DVB) 为助交联剂,偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂,采用化学交联法,使PP 在发泡之前交联,并利用模压法制取了泡孔均匀细密的泡沫板材。结果表明,当DCP 含量为0. 16 份、DVB 含量为21 00 份、AC 含量为21 00 份时,PP 发泡板材的各项性能较优。[7]
2、 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：
1.完成相关英文翻译一篇，3000~5000字。
2.熟悉消失模铸造原理及过程。
3.对超硬颗粒进行表面处理,研究表面镀膜对EPS/超硬颗粒的混合影响程度,寻找最佳混合工艺方法 ……（未完，全文共4119字，当前仅显示2080字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题报告：超硬颗粒表面处理及复合发泡实验研究》）