高分子成型加工 第一章[精选].ppt

43 按所需制品的特性，选择合适的成型工艺，控制不同 的结晶度。 如用作薄膜 的PE，要求韧性、透明性较好．结晶度 低； 而作塑料制品使用时，拉伸强度和刚性是主要指标，结 晶度应高些。 例：高结晶度的 POM是白色不透明的，结晶度在 70%~80%之间，强度较大；但当制作薄制品，成型后剧 冷，使其在非晶性条件下固化，则可得到透明且柔韧的材 料。 44 成型后后处理方法与结晶性 45 后收缩： 指制品脱模后，在室温下存放 1h后所发生的、到不再 收缩时为止的收缩率。 如 PP注射制品的收缩率为 1%--2%。制品在室温存放时会发生后收缩。其中后收缩总量的 90%，约在制品脱模后 6h内完成，剩下的 10%约在 10天内完成。 通常，制品脱模后 24h可基本定型。 46 以上情况出现，将引起晶粒变粗、产生内应力，造成 制品曲挠、开裂等弊病，冲击韧性变差。因此在成型加工 后，为消除热历史引起的内应力，防止后结晶和二次结晶， 提高结晶度，稳定结晶形态，改善和提高制品件能和尺寸稳 定性，往往要对大型或精密制品进行退火处理。 退火是将试样加热到 熔点以下某一温度 (一般控制在制品使用温度以下10--20℃，或热变形温度以下 10--20℃为宜 )， 以等温或缓慢变温的方式使结晶逐渐完善化的过程 。 PA的薄壁制品采用快速冷却，为微小的球晶，结晶度仅为10%；对模型制品，采用缓慢冷却再退火，可得尺寸较大的球晶，结晶度在 50%--60%。 47 一般成型条件下的 PS，热变形温度在 70-80℃，当选择 退火温度为 77℃，退火时间为 150min后，热变形温度为85℃；而将退火时间延长到 l000min后，则热变形温度可达90℃。显然，长时间退火，有利于高分子链段重排。 另一种方法是淬火 (又称骤冷 )。 淬火是指熔融状态或半熔融状态的结晶性高分子，在该温度下保持一段时间后，快速冷却使其来不及结晶，以改善制品的冲击性能。 48 成核剂与结晶性 加成核剂可提高结晶速度，促进微晶的生成，制品透明 性提高。 聚合物中的晶体（微晶） 类似大分子的“物理交联点 ”。 49 对于结晶性高分子存在晶相和非晶相两相结构，而两者 的折射率是不相同的，在界面上会引起光的漫射，使透明性 变差，只有当结晶小到光波长的 1/2以下时，才具有透明性， 这可以通过快速冷却，抑制结晶的生长来达到。但强度和弹 性模量急剧下降。 结晶和无定形高分子的透明性的比较： 50 结晶性塑料成型时， 由于形成结晶， 成型收缩率较高 (可 以为无定形塑料成型收缩率的数倍 )。加入玻璃纤维或无机填料可以使成型收缩率变小。结晶性塑料熔融成型时易产生缩孔状 凹斑或空洞。精密成型的模具设计时必须充分考虑这一问题。 * 成型过程中的取向 取向主要可以分为流动取向和拉伸取向 经过取向后拉伸强度、弹性模量、冲击强度和透气性增加 取向：在外力作用下，分子链沿外力方向择优排列。 61 拉伸取向类型： * 影响取向的因素 高分子化合物的结构 ——链结构简单、柔性大、相对分子量低的利于取向 低分子化合物 ——使Tg降低，易于取向 温度 ——温度升高使熔体粘度降低、松弛时间缩短，有利于取向和解取向 拉伸比 ——取向度随拉伸比增大而增大 * 熔体粘度与成型性 高聚物粘性流动的特点 高分子的流动通过链段的位移运动完成 高分子的流动不符合牛顿流体的流动规律 高分子流动时伴有高弹形变 熔体粘度受到支链结构与极性、相对分子量及其分布和材料组成所支配 * 影响熔体粘度的外界因素 温度 ——温度升高使高分子链热运动和分子间距增加，熔体粘度下降 ——过高的温度引起高分子降解 压力 ——压力提高，自由体积减少，分子链距离减小，分子间作用力增大，熔体粘度增高 ——增大成型压力，增加功率消耗和设备磨损 压力-温度等效性 * 影响熔体粘度的外界因素 剪切速率 ——剪切速率增加，熔体粘度下降 ——剪切变稀现象 ——操作中要严格控制螺杆的转速或压力不变 * 聚合物改性对高分子材料性能的影响 聚合物化学改性 高分子合金化的影响 高分子/填充剂复合物的影响 71 高分子化合物反应性的影响： 利用高分子化合物大分子链上的端基和分子链上活性点 的反应性，可以对高分子化合物进行改性，赋予高附加值和 特定功能。 聚烯烃 (PE、PP)的反应性：聚烯烃可以和 O2、卤素、 SO2、顺丁烯二酸酐、 (甲基 )丙烯酸、乙烯基硅氧烷等反应使 其进行改性，赋于新的、功能性性质。 聚苯乙烯的反应性： 聚苯乙烯及其共聚物 (如用于离子交换树脂的苯乙烯 —二乙烯基苯共聚物 )可发生多种 反应， 引入功能件基团。 聚合物的化学改性 72 SBS和SEBS： SBS分子链中有丁二烯的残留双键，将其加 氢后的SEBS，性能