2塑料成型理论基础.ppt

2.4.7 成型加工与聚合物结晶 2.4.7 成型加工与聚合物结晶 2.4.7 成型加工与聚合物结晶 2.4.7 成型加工与聚合物结晶 2.4.7 成型加工与聚合物结晶 2.4.7 成型加工与聚合物结晶 2.5 成型过程中的定向作用 2.5 成型过程中的定向作用 2.5 成型过程中的定向作用 2.5 成型过程中的定向作用 2.5.2 拉伸定向 2.5.2 拉伸定向 2.5.2 拉伸定向 2.5.2 拉伸定向 2.5.2 拉伸定向 2.6 聚合物的降解 2.6 聚合物的降解 2.6 聚合物的降解 2.6 聚合物的降解 2.6 聚合物的降解 2.6 聚合物的降解 2.6 聚合物的降解 2.6 聚合物的降解 2.6 聚合物的降解 2.6 聚合物的降解 2.7 聚合物的交联 2.7 聚合物的交联 2.球晶 由浓溶液或熔体冷却，得到一种多晶聚集体。光学显微镜观察到黑十字消光图形。 球晶中分子链总是垂直于球晶半径方向的。 3.纤维状晶体 应力作用下的聚合物结晶。中心由伸直链构成微束原纤结构，周围串着许多折叠链片晶。 应力的增大和伸直链结构增多，力学强度提高，制品呈透明状。 4.柱晶 沿应力方向成行的形成晶核，沿垂直于应力方向生长成柱状晶体。 5.伸直链晶体 在极高的压力下结晶，可以得到完全伸直链构成的晶片。可大幅度提高材料的力学强度。 2.4.4 结晶对性能的影响 以聚对苯二甲酸乙二酯为例： ρ：1.455 Tg：81oC 不透明 结晶态 ρ：1.33 Tg：67oC 透明状 非晶态 聚乙烯：结晶度由60%~80%，弹性模量、表面硬度、屈服应力均提高。 总之：结晶态聚合物抵抗形变的能力优于非晶态下的同一聚合物。 结晶度高的优于低的。 绝大多数结晶聚合物，在其Tg~Tm之间，出现屈服点。 2.4.5 结晶动力学 一、结晶聚合物结晶过程的特点 1）T Tm时晶体结构被破坏； 2）熔融稍有滞后； 3）没有明确的熔点； 4）熔融范围、熔点与平均分子量及其分布关系 不大，而与结晶历程、结晶度、球晶大小有关。 二、结晶过程 1.晶格生成 聚合物熔体某一局部的分子链段形成有序排列，且可以足够自发地生长。 晶坯 晶核 （动态平衡） 晶坯大小与冷却快慢有关，结晶总过程有强烈的时间依赖性。 晶核生成速率最大处在熔点和玻璃化温度中间的某一点。 2.晶体的成长 与聚合物分子结构、外界条件有关。以最初的晶核为中心的情况下，形成圆球状的晶区——球晶。 三、结晶速率 用膨胀计测量聚合物结晶过程的体积变化。 k：等温下的结晶速率常数 n：常数 V?:起始体积 V0：终了体积 V：t时刻的体积 2.4.6 液晶聚合物√ 一、液晶的形成 液体——固体中间相——介晶相 液晶：具有位移自由度，即能流动的晶体。 塑性晶体：具有转动自由度，但不能流动并为固体。 液晶于1888年由奥地利植物学者Reinitzer发现，是一种介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物。 三、液晶种类 1.近晶型 分子以长轴相互平行排列，处于二维层片中，片间可以相互滑动。 2.向列型 分子间相互保持近晶平行，但重心位置无序，一维取向。现在在市场上的手机大多使用三种类型的彩屏技术；STN、TFT和UFB。 3.胆甾型 分子近晶型排列，分层堆积，层间可以相互滑动，上下层相对扭转，螺旋面结构。 三、液晶高分子材料的应用 液晶高分子（LCP）材料被誉为超级工程塑料和二十一世纪的新材料。液晶高分子（LCP）是一种高性能材料，具有极其优越的综合性能。LCP的分子链在液晶态的有序排列和流动时的易取向特性是它成为“HIGH TEC”的核心內涵，LCP因之在许多高科技领域得到应用。 生物领域，高强度、高模量材料，分子增强复合材料，光学记录、贮存、显示材料、光导材料等。 一、成型方法与结晶 （1）熔融温度和熔融时间 成型温度高，熔融时间长，残存晶核少，冷却时以均相成核为主，结晶速度慢，结晶尺寸较大。 （2）成型压力 成型压力增加，应力和应变增加，结晶速度随之增加，晶体结构、形态、结晶大小也发生变化。 （3）冷却速度 冷却速度快，结晶度越小。 通常，冷却温度在Tg～最大结晶速度的温度之间。 因此，应按所需制品的特性，选择合适的工艺，控制不同的结晶度。 如：PE 薄膜：韧性、透明性低，结晶度低； 塑料制品：强度、刚性，结晶度高。 同一种聚合物成型工艺不同，可得不同的晶型。 二、成型后处理方法与结晶 1、二次结晶 一次结晶后，在残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内，继续结晶并逐步完善的过程。 缓慢，可达几年，甚至几十年。 2、后结晶 一部分来不及结晶的区域，在成型后继续结晶的过程，不形成新的结晶区域，即初结晶的继续。 3、后收缩 制品脱模后，室温存放1h后发生的，到不再收缩