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聚合物捆绑式磁铁--磁场中的挤出 |
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作者：Hans-Peter Heim, Renata Viegas-Cunha |
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作为永久磁铁，聚合物捆绑式磁铁被越来越多地应用。根据最终产品的应用场合，可以有聚合物基材、填充物和加工方法的各种组合（图1）。加工和生产技术与传统塑料加工技术有着非常大的关联。
带状或片状的铁磁产品面市已经超过25年。用途是各式各样的：标志、微型马达磁铁、生物医学与外科设备、汽车行李架和隔音材料都是一些典型的例子。主要应用的塑料加工技术拥有经济高效、以最终产品为导向的技术的优点，适合于批量生产。
图1：聚合物绑定式磁铁的材料、工艺和主要用途一览
磁场中的流动性能
图2演示了挤出模头中磁场的形成。由低压电源装置所供的电通过带铁芯的线圈，在其周边形成一个可调节的磁场。在测试台上，磁场被横向施加到挤出模头中。磁感达到1T（特斯拉）左右。这种测试结构被用于检测磁场对各种以尼龙6为基质材料、锶铁为填料的混合物流动性能的作用。
图2：挤出材料磁化所用系统的图示（磁场横穿挤出方向）
在重量含量从0到90%、磁场强度从0到980mT的各阶段，填料含量也各不相同。在不同的吞吐量和熔体温度之下，复合材料被加工。
当含铁氧体颗粒的塑料熔体被引入到均匀的磁场中时，它要经历状态上的改变。磁化作用使铁氧体薄片上的磁单元产生了定向排列。在所有的试验中，磁力都对混合物的粘度有着严重的影响。在磁场的影响下粘度增加（图3）。而且，在温度和磁场这两个起作用的参数之间会出现相互作用。磁场对混合物粘度的影响越强，熔体温度就越低。温度越高，颗粒分布显然就越容易了。
图3：磁场对粘度的影响（复合材料含有70%的铁）
对测试磁场的定量分析
为获得更为精确的数据，通过多种衰退方法对整个测试磁场进行分析。为此，表1所示无因次参数被首先进行了描述。
填料含量对混合物的流动性能有着实在而直接的作用。而且，在填料含量与温度之间有着相互作用。低温下的填料含量对混合物粘度的作用比在高温下时更强。
磁通量这个参数在衰退模式下起着重要的作用。在这里，温度和磁通量之间的主要作用和相互作用是显而易见的。温度愈低，磁场就会愈多地提高粘度。
而另外一方面，如果不考虑磁通量与填料含量的相互作用，流动性能对温度的直接依赖性只能在极小的范围内看到。同样，只有一点点填料含量与剪切速率的作用是明显的。
结论：研究表明，磁性复合材料的粘度在磁场力的作用下会提高。而且探知到磁场与温度之间的相互作用。磁场越强，复合材料的粘度对温度就越敏感。相反在低温下，磁场对粘度的影响要比高温下更强。
当设计聚合物绑定式磁铁生产用模头时，应当把以上结果考虑进去。在磁场影响下相应粘度曲线的确定是必要的，特别是对于模拟用途来说。
迄今对磁性填充熔体的流动性能所进行的研究被限制于方型流道。然而，模头中起作用的磁场和气缝有关。气缝和磁场的作用成反比。要全面描述其它截面的流动性能，必须变化模头的形状。磁场的不均匀性可能是由气缝的变化所导致的，它可以引起粘度的局部依赖性。
本文摘自德国Kunststoffe international杂志
国际塑料商情(end)
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(投稿)
(2006-8-24，阅读2206次) |
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