聚合物成型加工原理02.pptVIP

第二章 聚合物成型的理论基础 2.1.2 聚合物的加工性 一.聚合物的可挤压性 1.定义：可挤压性是指聚合物受到挤压作用形变时，获得形状和保持形状的能力。 具有这种性质的聚合物可以生产各种棒材、管材、薄膜、片材。 2.影响可挤压性的因素： a.与粘度有关： 　主要取决于熔体的剪切粘度和拉伸粘度。 粘度很低，流动性好，保持形状能力差，如PS。 粘度很高，流动性差，成型困难，如PVC。 b.与流变性有关： 流变性是指剪切应力、剪切速率与粘度的关系。 假塑性流体的行为。 c. 流动速率：均匀 d. 与模具、设备结构有关 3.特点： a.断裂的部位是无规则的，任意的，反应逐步进行，每一部反应都具有独立性，中间产物稳定； b.断链的机会随分子量增大而增大，故降解反应逐步进行，聚合物分子量的分散性逐渐减小。 2.骤冷 a.是指tc低于Tg以下很多度时，△t很大，熔体过冷程度大，冷却速度快。 b.缺点：大分子链段来不及重排而变成过冷液体。这种结构具有明显的松散性，强度低。 3.中等冷却速度 a.是指tc处于Tg以上附近温度范围内，△t不很大。 b.特点：这种状态下，聚合物表面层在较短的时间内冷却凝固形成壳层，冷却过程中接近表面的区域最先结晶。制品内部也有较长时间Tg以上温度范围内，因此有利于晶核生成和晶体长大，结晶速度较快。结晶完整、均匀，结构完整、稳定。 因次稳定性好，生产周期短，有利于生产。 二.熔融温度和熔融时间 晶核存在与否以及晶核的大小、数量对加工过程中的聚合物结晶速度影响很大。 1.熔融时间对晶核的影响 以一个结晶完整的聚合物为例，将其重新熔化，有两种可能性： a. 熔化温度较低，残余较多的晶核； b. 熔化温度较高，残余的晶核或有序度就越小。 2.熔融时间 聚合物高温下停留时间越长破坏的就越严重，残余的晶核就越少。 3.综上得出： a.熔融温度高和熔融时间长：主要是均相成核，结晶速度较慢，结晶尺寸较大； b.熔融温度低和熔融时间短：主要是异相成核，结晶速度较快，结晶尺寸小而均匀，并有利于提高制品的力学强度、耐磨和热畸变温度。 三.压力作用 1.当聚合物在加工过程中受到高应力作用时，有加速结晶作用的倾向。 2. 应力还对晶体的结构和形态有影响。如在剪切或拉应力作用下，熔体中常生成一长串纤维状晶体，随应力或应变速率增大，晶体中伸直链数量增多，晶体熔点升高。 3. 压力也能影响球晶的大小和形状。低压情况下，聚合物生成大而完整的球晶；高压下则生成小而形状不规则的球晶。 四.低分子物质 1.液体物质： 如CCl4扩散到聚合物后能促进内应力作用下的小区域，加速结晶过程。吸湿作用大的聚合物如聚酰胺等吸收水分后也能加速表面的结晶作用，使得聚合物变得不透明。 2.固体物质 a.阻碍结晶 b.促进结晶，成核剂 1.对聚合物制件的机械性能和热性能而言，总是晶态的优于非晶态的，结晶度高的优于结晶度低的。 （屈服强度、模量、硬度↑，冲击强度↓） 另外，聚合物的热性能，如软化点、热畸变温度↑ ，而蠕变、蠕变速率、应力松弛↓ 。 对化学溶剂的稳定性、收缩率↑ 。 2.4.2 聚合物结晶对制件性能的影响 2.性能提高原因： 与密度和结晶度有关。 3 .结晶度大小和分布： 　　不可能达到100％，聚合物各部分的结晶度可能是不相等的，这使各部分的性能不相同，可能造成制品翘曲与变形。 2.5 成型过程中的定向作用 不同制品，定向程度要求不一样： ａ.　薄膜、纤维、中空容器等，定向程度高； ｂ. 注射制品，要求定向程度低。 2.5.1 热固性塑料中的定向 1.热固性塑料的成型方法：压缩模塑、传递模塑、注射模塑，后两种易产生定向问题。 2.填料的定向： 主要指纤维状填料。 制品各向异性。 制品各向异性： 拉伸强度在流动方向（Ｘ）上大，在垂直流动方向（Ｙ）小 收缩率在流动方向（Ｘ）小，在垂直流动方向（Ｙ）大。 且剪切应力、剪切应变速率越大，定向程度越高。 流动方向 Ｘ Ｙ 二.非牛顿流体在圆管中的流动 1.求τ、V、Q、 ∵τr= r△p/2 L , τR= R△p/2 L ∴ τr=τR(r/ R) 又∵τ=K n