高聚物成型加工性能资料.ppt

高聚物成型加工性能 高分子材料性能 高分子材料加工过程及聚集态转变 举例 高分子材料性能 质轻 强度较低，但韧性好 力学性能宽 形状多样 绝热，特别是泡沫材料 易加工 减震消音 较好的化学稳定性 易着色 易赋予或者改变性能 透光性好 线胀系数较大，以致收缩变形 不耐磨 易燃 高分子材料具有一些特有的加工性质 良好的可塑性 可挤压性 可纺性 可延性 正是这些加工性质为高分子材料提供了适于多种多样加工技术的可能性 高分子的可挤压性 可挤压性是指高分子化合物通过挤压作用变形时获得形状和保持形状的能力。 在挤压过程中，高分子熔体主要受到剪切作用，故可挤压性主要取决于熔体的剪切粘度和拉伸粘度。 大多数高分子化合物熔体的粘度随剪切力或剪切速率增大而降低。如果挤压过程材料的粘度很低，虽然材料有很好的流动性，但保持形状的能力较差；相反，熔体的剪切粘度很高时，则会造成流动和成型的困难。 材料的挤压性质还与加工设备的结构有关。挤压过程高分子熔体的流动速率随压力增大而增加，通过流动速率的测量可决定加工时所需要的压力和设备的几何尺寸。材料的挤压性质与高分子的流变性，熔融指数和流变速率密切相关。 高分子的可模塑性 高分子的可模塑性是指材料在温度和压力的作用下形变和在模具中模制成型的能力。 具有可模塑性材料可通过注射、模压和挤出等成型方法制成各种形状的模塑制品。 可模塑性主要取决于材料的流变性，热性质和其他物理力学性质。 高分子的可延性 可延性表示无定型或半结晶固定高分子在一个方向或两个方向上收到压延或拉伸时变形的能力。 可延性为生产长径比很大的产品提供了可能，可通过压延或拉伸工艺生产薄膜、片材和纤维。 根据高分子所表现的力学性质和分子热运动性质，可将其划分为玻璃态、高弹态和粘流态 ，通常称这些状态为聚集态。 高分子的分子结构，高分子体系的组成、所受应力和环境温度等是影响聚集态转变的主要因素，在高分子及其组成一定时，聚集态的转变主要与温度有关。 高分子材料在加工过程中都要经历聚集态的转变，了解这些转变的本质和规律就能选择适当的加工方法和确定合理的加工工艺。 玻璃态高分子 不宜进行引起大变形的加工 (表现为坚硬的固体，但可通 过削、刨等进行加工） 高弹态高分子 可进行某些材料的真空成型、压力成型、压延和弯曲成型 在Tg以上的高弹态，高分子的模量减少很多，形变能力显著加大。在Tg—Tf温度区靠近Tf，由于分子粘性很大，可进行某些材料的真空成型、压力成型、压延和弯曲成型等。把制品温度迅速冷却到Tg以下温度是这类加工过程的关键。 Tg是选择合理应用材料的重要参数，同时也是大多数高分子加工的最低温度。 粘流态高分子 这一转变区域通常用来进行压延、某些挤出成型和吹塑成型 材料在Tf以上不高的温度范围表现出类橡胶的流动行为。比Tf更高的温度使分子热运动大大激化，材料模量讲到最低值，这时高分子熔体形变的特点是不大的外力就能引起宏观流动，这时形变中主要是不可逆的粘性变形，冷却高分子就能将形变永久保持下来，这一温度范围常用来进行熔融纺丝、注射、挤出、吹塑和贴合等加工。 PP（聚丙烯）的性能 PP为结晶型高聚物，常用塑料中PP最轻，密度仅0.91g/cm3（比水小）。通用塑料中，PP的耐热性最好，其热变形温度为80-100℃，能在沸水中煮。 PP有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称“百折胶”。 PP的综合性能优于PE料。 PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。 PP的缺点：尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生“铜害”，它具有后收缩现象，脱模后，易老化、变脆、易变形。? ? ? 2?.PP?的工艺特点 PP在熔融温度下有较好的流动性，成型性能好，PP在加工上有两个特点： 其一：PP熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降（受温度影响较小）； 其二：分子取向程度高而呈现较大的收缩率。 PP的加工温度在220-275℃左右较好，它有良好的热稳定性（分解温度为310℃），但高温下（270-300℃），长时间停留在炮筒中会有降解的可能。因PP的粘度随着剪切速度的提高有明显的降低，所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性，改善收缩变形和凹陷。模温宜控制在30-50℃范围内。 PP在熔化过程中，要吸收大量的熔解热（比热较大），产品出模后比较烫。PP料加工时不需干燥，PP的收缩率和结晶度比PE低。