CN108000781B - 一种用于制备透明器件的注塑成形方法 - Google Patents
一种用于制备透明器件的注塑成形方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108000781B CN108000781B CN201711259640.4A CN201711259640A CN108000781B CN 108000781 B CN108000781 B CN 108000781B CN 201711259640 A CN201711259640 A CN 201711259640A CN 108000781 B CN108000781 B CN 108000781B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polymer material
- microsphere structure
- transition temperature
- temperature
- nano microsphere
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims abstract description 152
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 145
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims abstract description 39
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 11
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 11
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 16
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 16
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 16
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 16
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 13
- 229920006125 amorphous polymer Polymers 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 6
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000001938 differential scanning calorimetry curve Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
- B29B13/06—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by drying
- B29B13/065—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by drying of powder or pellets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
- B29B13/04—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by cooling
- B29B13/045—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by cooling of powders or pellets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
- B29B13/06—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by drying
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0001—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor characterised by the choice of material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2025/00—Use of polymers of vinyl-aromatic compounds or derivatives thereof as moulding material
- B29K2025/04—Polymers of styrene
- B29K2025/06—PS, i.e. polystyrene
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2033/00—Use of polymers of unsaturated acids or derivatives thereof as moulding material
- B29K2033/04—Polymers of esters
- B29K2033/12—Polymers of methacrylic acid esters, e.g. PMMA, i.e. polymethylmethacrylate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2069/00—Use of PC, i.e. polycarbonates or derivatives thereof, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/16—Fillers
- B29K2105/162—Nanoparticles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/16—Fillers
- B29K2105/165—Hollow fillers, e.g. microballoons or expanded particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
- B29L2011/0016—Lenses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明提供一种用于制备透明器件的注塑成形方法，属于材料加工技术领域。所述方法包括将长链形高分子材料制成纳米微球结构高分子材料；获取所述微球结构高分子材料的玻璃化转变温度和粘流转化温度；依据所述玻璃化转变温度和所述粘流转化温度，获取所述纳米微球结构高分子材料的加工温度；对所述纳米微球结构高分子材料进行烘干；依据所述加工温度，对所述烘干后的纳米微球结构高分子材料进行塑化；对所述塑化后的纳米微球结构高分子材料进行填充；对所述填充后的纳米微球结构高分子材料进行冷却；将所述冷却后的纳米微球结构高分子材料进行脱模，以制成所述透明器件。本发明达到了使所制作的器件具有高精度、无取向光学畸变、无应变双折射的技术效果。
Description
技术领域
本发明属于材料加工技术领域，特别涉及一种用于制备透明器件的注塑成形方法。
背景技术
透明器件的外观和有机玻璃相近，透明器件具备一定硬度和较好的透光性。镜片常使用透明器件，镜片的材质主要有树脂和玻璃两大类。玻璃具有密度大和折射率高，常用于高端相机镜头镜片。当用于高端相机镜头时，对玻璃的纯度要求高，需要去除不必要的杂质，并添加一些稀有元素，以提高玻璃的光学性能。但玻璃材质较脆，抗冲击能力较差，使得镜片常使用树脂类的材质。
目前，对于制备透明器件的注塑成形方法，常将材料加热到粘流态，然后通过螺杆挤压注塑到模具型腔内，来完成成形过程。在此过程中，由于材料不可避免地受到极大的剪切力的作用，会使高分子长链沿着剪切力方向规则的排布，将导致器件产生取向排布，呈现各向异性和双折射现象。继而使得所制作的器件光学畸变、双折射及尺寸精度不高等问题。
综上所述，在现有的用于制备透明器件的注塑成形技术中，存在着所制作的器件光学畸变、双折射及尺寸精度不高等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在用于制备透明器件的注塑成形技术中，存在着所制作的器件光学畸变、双折射及尺寸精度不高等问题问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于制备透明器件的注塑成形方法，所述用于制备透明器件的注塑成形方法包括：将长链形高分子材料制成纳米微球结构高分子材料；获取所述微球结构高分子材料的玻璃化转变温度和粘流转化温度；依据所述玻璃化转变温度和所述粘流转化温度，获取所述微球结构高分子材料的加工温度；对所述微球结构高分子材料进行冷冻干燥或喷雾干燥；依据所述加工温度，对所述干燥后的微球结构高分子材料进行塑化；对所述塑化后的微球结构高分子材料进行填充；对所述填充后的微球结构高分子材料进行冷却；将所述冷却后的微球结构高分子材料进行脱模，以制成所述透明器件。
进一步地，所述将长链形高分子材料制成微球结构高分子材料包括：依据原位聚合法，将长链形高分子材料制成纳米微球结构高分子材料。
进一步地，所述获取所述微球结构高分子材料的玻璃化转变温度和粘流转化温度包括：依据差示扫描量热法，获取所述微球结构高分子材料的玻璃化转变温度和粘流转化温度。
进一步地，所述依据所述玻璃化转变温度和所述粘流转化温度，获取所述微球结构高分子材料的加工温度包括：所述加工温度大于或等于所述玻璃化转变温度。
进一步地，所述加工温度小于或等于所述粘流转化温度。
进一步地，所述对所述纳米微球结构高分子材料进行冷冻干燥或喷雾干燥包括：将所述微球结构高分子材料装入料斗中，对所述装入料斗中的微球结构高分子材料进行所述冷冻干燥或喷雾干燥。
进一步地，所述依据所述加工温度，对所述干燥后的微球结构高分子材料进行塑化包括：对所述装入料斗中的微球结构高分子材料进行合模；将所述合模后的微球结构高分子材料进行塑化。
进一步地，所述对所述塑化后的微球结构高分子材料进行填充包括：将所述塑化后的微球结构高分子材料装入填充型腔，使所述填充型腔的填充范围在80％到90％；对所述装入填充型腔的微球结构高分子材料进行保压，使所述填充型腔填充到100％。
进一步地，所述对所述填充后的微球结构高分子材料进行冷却包括：依据标准温度，对所述填充后的微球结构高分子材料进行降温；其中，所述标准温度大于或等于30℃，且所述标准温度小于或等于所述玻璃化转变温度。
进一步地，所述长链形高分子材料是聚甲基丙烯酸甲酯材料、聚碳酸酯或聚苯乙烯等非结晶类高分子聚合物；所述微球结构高分子材料是具有纳米级微球结构的聚碳酸酯或聚苯乙烯等非结晶类高分子聚合物材料。
有益效果：
本发明提供一种用于制备透明器件的注塑成形方法，通过将长链形高分子材料制成微球结构高分子材料，使高分子材料呈现为纳米级大小的高强度微球。依据获取的玻璃化转变温度和粘流转化温度，来计算出纳米微球结构高分子材料的加工温度。在对所述纳米微球结构高分子材料进行冷冻干燥或喷雾干燥之后，依据计算出的加工温度，对干燥后的微球结构高分子材料进行塑化，来保持材料的状态处于高弹态中；再对塑化后的微球结构高分子材料进行填充，然后对填充后的微球结构高分子材料进行冷却，待冷却之后，对微球结构高分子材料进行脱模，来制成透明器件。由于注塑成形过程中，虽然微球结构高分子材料会受到很大的剪切力作用，但仍然会保持微球的结构，因此不会存在高分子长链沿着剪切力的方向规则排布，也不会存在高分子取向的缺陷。从而达到了使所制作的器件具有高精度、无取向光学畸变、无应变双折射的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的用于制备透明器件的注塑成形方法流程图。
具体实施方式
本发明公开了一种用于制备透明器件的注塑成形方法，通过将长链形高分子材料制成纳米微球结构高分子材料，使高分子材料呈现为纳米级大小的高强度微球。依据获取的玻璃化转变温度和粘流转化温度，来计算出微球结构高分子材料的加工温度。在对所述微球结构高分子材料进行冷冻干燥或喷雾干燥之后，依据计算出的加工温度，对干燥后的微球结构高分子材料进行塑化，来保持材料的状态处于高弹态中；再对塑化后的微球结构高分子材料进行填充，然后对填充后的微球结构高分子材料进行冷却，待冷却之后，对微球结构高分子材料进行脱模，来制成透明器件。由于注塑成形过程中，虽然微球结构高分子材料会受到很大的剪切力作用，但仍然会保持微球的结构，因此不会存在高分子长链沿着剪切力的方向规则排布，也不会存在高分子取向的缺陷。从而达到了使所制作的器件具有高精度、无取向光学畸变、无应变双折射的技术效果。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；其中本实施中所涉及的“和/或”关键词，表示和、或两种情况，换句话说，本发明实施例所提及的A和/或B，表示了A和B、A或B两种情况，描述了A与B所存在的三种状态，如A和/或B，表示：只包括A不包括B；只包括B不包括A；包括A与B。
同时，本发明实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本发明实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本发明。
请参见图1，图1是用于制备透明器件的注塑成形方法流程图。本发明实施例提供的用于制备透明器件的注塑成形方法，所述用于制备透明器件的注塑成形方法包括：
步骤S100，将长链形高分子材料制成纳米微球结构高分子材料。
可以依据原位聚合法，将长链形高分子材料制成微球结构高分子材料。其中，所述长链形高分子材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯材料、聚碳酸酯、聚苯乙烯等非结晶类透明高分子聚合物材料；所述微球结构高分子材料可以是具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等非结晶类透明高分子聚合物材料。
原位聚合法可以是指把反应单体填充到纳米层状物的层间，让其在层间发生聚合反应，原理原位聚合是把反应性单体(或其可溶性预聚体)与催化剂全部加入分散相(或连续相)中,芯材物质为分散相。
可以将长链形高分子材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯材料、聚碳酸酯、聚苯乙烯等非结晶类透明高分子聚合物材料。通过原位聚合法，来制成具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子材料、聚碳酸酯、聚苯乙烯等非结晶类透明高分子聚合物材料。从而使用具有高强度的纳米微球结构的高分子材料来制备透明器件。
步骤S200，获取所述微球结构高分子材料的玻璃化转变温度和粘流转化温度。
可以依据差示扫描量热法，来获取所述微球结构高分子材料的玻璃化转变温度和粘流转化温度。
具体而言，差示扫描量热法可以是指一种热分析法。在程序控制温度下，测量输入到试样和参比物的功率差(如以热的形式)与温度的关系。差示扫描量热仪记录到的曲线称DSC曲线，它以样品吸热或放热的速率，即热流率dH/dt(单位毫焦/秒)为纵坐标，以温度T或时间t为横坐标，可以测定多种热力学和动力学参数，例如比热容、反应热、转变热、相图、反应速率、结晶速率、高聚物结晶度、样品纯度等。该法具有使用温度范围宽(-175～725℃)、分辨率高、试样用量少的优点。适用于无机物、有机化合物及药物分析。
可以通过步骤S100，制成微球结构高分子材料，例如制成具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子材料、聚碳酸酯、聚苯乙烯等非结晶类透明高分子聚合物材料。然后可以通过差示扫描量热法，来获取所述微球结构高分子材料的玻璃化转变温度和粘流转化温度。例如分析计算出具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子材料的玻璃化转变温度和粘流转化温度，来确定加工温度的范围，聚甲基丙烯酸甲脂的玻璃化转变温度可以为110.5℃，粘流转化温度可以为160℃。
步骤S300，依据所述玻璃化转变温度和所述粘流转化温度，获取所述微球结构高分子材料的加工温度。
所述加工温度大于或等于所述玻璃化转变温度，且所述加工温度小于或等于所述粘流转化温度。
具体而言，可以通过步骤S200，获得所述玻璃化转变温度和所述粘流转化温度。然后依据所述玻璃化转变温度和所述粘流转化温度，来获取所述微球结构高分子材料的加工温度。
微球结构高分子材料的加工温度可以大于或等于所述玻璃化转变温度；并且微球结构高分子材料的加工温度小于或等于所述粘流转化温度。假设微球结构高分子材料的加工温度是A，微球结构高分子材料的玻璃化转变温度是A1，微球结构高分子材料的粘流转化温度是A2。
为了对所述加工温度大于或等于所述玻璃化转变温度，且所述加工温度小于或等于所述粘流转化温度进行详细说明，现提供三种实施方式进行详细说明：
第一种实施方式，微球结构高分子材料的加工温度可以大于或等于所述玻璃化转变温度。例如A≥A1。若微球结构高分子材料是上述聚甲基丙烯酸甲脂。聚甲基丙烯酸甲脂的玻璃化转变温度是110.5℃，粘流转化温度是160℃。则微球结构高分子材料的加工温度大于或等于110.5℃，即A≥110.5℃。
第二种实施方式，微球结构高分子材料的加工温度可以小于或等于所述粘流转化温度。例如A2≥A。若微球结构高分子材料是上述聚甲基丙烯酸甲脂。聚甲基丙烯酸甲脂的玻璃化转变温度是110.5℃，粘流转化温度是160℃。则微球结构高分子材料的加工温度小于或等于160℃，即160℃≥A。
第三种实施方式，微球结构高分子材料的加工温度可以小于或等于所述粘流转化温度，并且微球结构高分子材料的加工温度小于或等于所述粘流转化温度。例如A2≥A≥A1。若微球结构高分子材料是上述聚甲基丙烯酸甲脂。聚甲基丙烯酸甲脂的玻璃化转变温度是110.5℃，粘流转化温度是160℃。则微球结构高分子材料的加工温度大于或等于110.5℃，并且微球结构高分子材料的加工温度小于或等于160℃，即160℃≥A≥110.5℃。
步骤S400，对所述微球结构高分子材料进行冷冻干燥或喷雾干燥；
可以将所述微球结构高分子材料装入料斗中，对所述装入料斗中的微球结构高分子材料进行冷冻干燥或喷雾干燥。
具体而言，可以通过步骤S100，制成的微球结构高分子材料，例如制成的具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子材料。
可以将制备好具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子材料、聚碳酸酯、聚苯乙烯等非结晶类高分子聚合物材料加入到料斗中，然后在料斗中将具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子材料进行完全干燥。例如以60℃的烘干温度，将具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子材料干燥两个小时以上。
步骤S500，依据所述加工温度，对所述干燥后的微球结构高分子材料进行塑化。
可以对所述装入料斗中的微球结构高分子材料进行合模；并且将所述合模后的微球结构高分子材料进行塑化。
具体而言，对所述装入料斗中的具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子、聚碳酸酯、聚苯乙烯等非结晶类高分子聚合物材料进行合模之后，可以依据步骤S300，所获取的微球结构高分子材料的加工温度。来将设置料筒的加热温度，该加热温度应该在材料高弹态温度范围内，继而使材料在加热和螺杆剪切的双重作用下进行塑化。初始温度可以设置为130℃，注射温度可以设置为140℃。
步骤S600，对所述塑化后的微球结构高分子材料进行填充；
可以将所述塑化后的微球结构高分子材料装入填充型腔，使所述填充型腔的填充范围在80％到90％；然后对所述装入填充型腔的微球结构高分子材料进行保压，使所述填充型腔填充到100％。
具体而言，可以通过步骤S500，对所述烘干后的微球结构高分子材料进行塑化之后。再通过螺杆的作用，将注射材料填充型腔至80％到90％,然后通过保压，使型腔填充完全，并且通过一定的成形压力作用，来使具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子、聚碳酸酯、聚苯乙烯等非结晶类高分子聚合物材料能够相互结合，例如对具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子材料进行保压的压力可以设置为20Mpa。
步骤S700，对所述填充后的微球结构高分子材料进行冷却；
可以依据标准温度，对所述填充后的微球结构高分子材料进行降温；其中，所述标准温度大于或等于30℃，且所述标准温度小于或等于所述玻璃化转变温度。
具体而言，可以通过步骤S600，对所述塑化后的微球结构高分子材料进行填充。完成步骤S600中对具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子、聚碳酸酯、聚苯乙烯等非结晶类高分子聚合物材料所进行的保压之后，可以对模具进行降温。直至温度低于具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子、聚碳酸酯、聚苯乙烯等非结晶类高分子聚合物材料的玻璃化转变温度以下，并且使对模具进行降温的温度处于50℃以上。例如将具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子、聚碳酸酯、聚苯乙烯等非结晶类高分子聚合物材料温度降到60℃以下。
在上述降温过程中，当具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子、聚碳酸酯、聚苯乙烯等非结晶类高分子聚合物材料的温度降低到玻璃化转变温度以下，并且温度处于30℃以上之后，即可完成对所述填充后的微球结构高分子材料的冷却。例如具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子、聚碳酸酯、聚苯乙烯等非结晶类高分子聚合物材料的温度降到60℃以下即可。
步骤S800，将所述冷却后的微球结构高分子材料进行脱模，以制成所述透明器件。
具体而言，可以通过步骤S700，对填充后的微球结构高分子材料进行冷却，例如完成对具有纳米级微球结构的聚甲基丙烯酸甲酯高分子、聚碳酸酯、聚苯乙烯等非结晶类高分子聚合物材料进行冷却(可冷却到80℃以下)之后，便可以打开模具，来顶出所制作的透明器件。
本发明提供一种用于制备透明器件的注塑成形方法，通过将长链形高分子材料制成微球结构高分子材料，使高分子材料呈现为纳米级大小的高强度微球。依据获取的玻璃化转变温度和粘流转化温度，来计算出微球结构高分子材料的加工温度。在对所述微球结构高分子材料进行冷冻干燥或喷雾干燥之后，依据计算出的加工温度，对干燥后的微球结构高分子材料进行塑化，来保持材料的状态处于高弹态中；再对塑化后的微球结构高分子材料进行填充，然后对填充后的微球结构高分子材料进行冷却，待冷却之后，对微球结构高分子材料进行脱模，来制成透明器件。由于注塑成形过程中，虽然微球结构高分子材料会受到很大的剪切力作用，但仍然会保持微球的结构，因此不会存在高分子长链沿着剪切力的方向规则排布，也不会存在高分子取向的缺陷。从而达到了使所制作的器件具有高精度、无取向光学畸变、无应变双折射的技术效果。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种用于制备透明器件的注塑成形方法，其特征在于，所述用于制备透明器件的注塑成形方法包括：
将长链形高分子材料制成纳米微球结构高分子材料；所述纳米微球结构高分子材料是聚甲基丙烯酸甲酯高分子材料；
获取所述纳米微球结构高分子材料的玻璃化转变温度和粘流转化温度；所述玻璃化转变温度为110.5℃,所述粘流转化温度是160℃；
依据所述玻璃化转变温度和所述粘流转化温度，获取所述纳米微球结构高分子材料的加工温度；所述加工温度是110.5℃ˉ160℃，所述加工温度在所述纳米微球结构高分子材料的高弹态温度范围内；
对所述纳米微球结构高分子材料进行冷冻干燥或喷雾干燥；
依据所述加工温度，对所述干燥后的纳米微球结构高分子材料进行塑化；对所述塑化后的纳米微球结构高分子材料进行填充；
对所述填充后的纳米微球结构高分子材料进行冷却；
将所述冷却后的纳米微球结构高分子材料进行脱模，以制成所述透明器件；
其中，在塑化过程中，所述纳米微球结构高分子材料在受到剪切力作用时，始终保持纳米微球的结构，不会出现高分子长链沿着剪切力的方向规则排布。
2.依据权利要求1所述的用于制备透明器件的注塑成形方法，其特征在于，所述获取所述纳米微球结构高分子材料的玻璃化转变温度和粘流转化温度包括：
依据差示扫描量热法，获取所述微球结构高分子材料的玻璃化转变温度和粘流转化温度。
3.依据权利要求2所述的用于制备透明器件的注塑成形方法，其特征在于，所述依据所述玻璃化转变温度和所述粘流转化温度，获取所述纳米微球结构高分子材料的加工温度包括：
所述加工温度大于或等于所述玻璃化转变温度。
4.依据权利要求3所述的用于制备透明器件的注塑成形方法，其特征在于：
所述加工温度小于或等于所述粘流转化温度。
5.依据权利要求4所述的用于制备透明器件的注塑成形方法，其特征在于，所述对所述纳米微球结构高分子材料进行冷冻干燥或喷雾干燥包括：
将所述纳米微球结构高分子材料装入料斗中，对所述装入料斗中的纳米微球结构高分子材料进行所述冷冻干燥或喷雾干燥。
6.依据权利要求5所述的用于制备透明器件的注塑成形方法，其特征在于，所述依据所述加工温度，对所述干燥后的纳米微球结构高分子材料进行塑化包括：
对所述装入料斗中的纳米微球结构高分子材料进行合模；
将所述合模后的纳米微球结构高分子材料进行塑化。
7.依据权利要求6所述的用于制备透明器件的注塑成形方法，其特征在于，所述对所述塑化后的纳米微球结构高分子材料进行填充包括：
将所述塑化后的纳米微球结构高分子材料装入填充型腔，使所述填充型腔的填充范围在80％到90％；
对所述装入填充型腔的纳米微球结构高分子材料进行保压，使所述填充型腔填充到100％。
8.依据权利要求7所述的用于制备透明器件的注塑成形方法，其特征在于，所述对所述填充后的纳米微球结构高分子材料进行冷却包括：
依据标准温度，对所述填充后的纳米微球结构高分子材料进行降温；
其中，所述标准温度大于或等于30℃，且所述标准温度小于或等于所述玻璃化转变温度。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711259640.4A CN108000781B (zh) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | 一种用于制备透明器件的注塑成形方法 |
| PCT/CN2018/118846 WO2019109877A1 (zh) | 2017-12-04 | 2018-12-03 | 一种用于制备透明器件的注塑成形方法 |
| US16/488,597 US11820045B2 (en) | 2017-12-04 | 2018-12-03 | Injection molding method for fabricating transparent device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711259640.4A CN108000781B (zh) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | 一种用于制备透明器件的注塑成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108000781A CN108000781A (zh) | 2018-05-08 |
| CN108000781B true CN108000781B (zh) | 2020-09-22 |
Family
ID=62056155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711259640.4A Active CN108000781B (zh) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | 一种用于制备透明器件的注塑成形方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11820045B2 (zh) |
| CN (1) | CN108000781B (zh) |
| WO (1) | WO2019109877A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108000781B (zh) | 2017-12-04 | 2020-09-22 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 一种用于制备透明器件的注塑成形方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08174695A (ja) * | 1994-12-26 | 1996-07-09 | Toshiba Corp | 光学特性に優れたプラスチックフィルム |
| FR2927275B1 (fr) * | 2008-02-13 | 2011-07-01 | Faurecia Interieur Ind | Piece revetue d'equipement d'interieur automobile et procede de preparation da ladite piece. |
| DE102011014131A1 (de) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | Thyssenkrupp Uhde Gmbh | Verfahren zur Trocknung von feuchtem Polymerpulver und dafür geeignete Vorrichtung |
| CN104192793A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-10 | 苏州中科纳福材料科技有限公司 | 一种大面积快速制备纳米材料有序组装功能薄膜的方法 |
| CN104552740B (zh) * | 2014-12-12 | 2017-05-24 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种变厚度曲面透明制件的制造方法 |
| CN105785488B (zh) * | 2014-12-19 | 2019-06-18 | 清华大学 | 漫反射薄膜及其制作方法 |
| CN106738743A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-05-31 | 江苏国能仪表科技有限公司 | 一种新型水表玻璃及其制作方法 |
| CN107214914A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-09-29 | 重庆天盛仪表有限公司 | 车用夜光塑料零件注塑工艺 |
| CN108000781B (zh) * | 2017-12-04 | 2020-09-22 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 一种用于制备透明器件的注塑成形方法 |
-
2017
- 2017-12-04 CN CN201711259640.4A patent/CN108000781B/zh active Active
-
2018
- 2018-12-03 US US16/488,597 patent/US11820045B2/en active Active
- 2018-12-03 WO PCT/CN2018/118846 patent/WO2019109877A1/zh active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019109877A1 (zh) | 2019-06-13 |
| US20210129385A1 (en) | 2021-05-06 |
| CN108000781A (zh) | 2018-05-08 |
| US11820045B2 (en) | 2023-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9074090B2 (en) | Shape memory polymer-based tunable photonic device | |
| CN103313839B (zh) | 微细结构体的制造方法 | |
| CN103128908A (zh) | 含有菲涅耳表面的眼科透镜及其制造方法 | |
| CN108000781B (zh) | 一种用于制备透明器件的注塑成形方法 | |
| Larpsuriyakul et al. | Warpage and countermeasure for injection‐molded in‐mold labeling parts | |
| CN101574840B (zh) | 模仁的制造方法 | |
| CN101077607A (zh) | 复合透镜的制作方法 | |
| Min et al. | An experimental study on the effects of injection-molding types for the birefringence distribution in polycarbonate discs | |
| CN101544030A (zh) | 模具 | |
| Zhang et al. | Characterization of process and machine dynamics on the precision replication of microlens arrays using microinjection moulding | |
| JPH0128688B2 (zh) | ||
| CN109942878A (zh) | 一种热压成型制备反蛋白结构高分子材料的方法 | |
| CN107696372B (zh) | 一种基于光子晶体高弹态法制备高质量透明制件的成形方法 | |
| WO2009028732A1 (en) | Method and apparatus for molding optical member and optical member | |
| Huang et al. | Fabrication of the low‐residual‐stress optical microstructure by using the simulation and practice strategies, in‐mold induction heating system, and injection compression molding technology | |
| JP3130099B2 (ja) | プラスチック成形品の製造方法 | |
| CN1105008C (zh) | 接触镜片的模塑方法 | |
| Herlocker et al. | Photorefractive polymer composites fabricated by injection molding | |
| Kurihara et al. | Precise shape nano-replication for an antireflective imaging lens using a mould with a thermal insulation layer | |
| Yao | Rapid thermal response injection molding for microfeature fabrication | |
| Longfei et al. | Rapid manufacturing technology for aspheric optical elements | |
| CN210309418U (zh) | 一种新型聚碳酸酯与硅玻璃复合的透明玻璃 | |
| US20060032243A1 (en) | Injection molding device with cooling system having carbon nanotube superfluid | |
| Muranaka et al. | Precision molding of aspherical plastic lens for cam-corder and projection TV | |
| Sandstrom | Optical Disk Substrate Technology |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |