加工过程中高分子材料的取向高分子材料加工技术.pptx

加工过程中高分子材料的取向高分子材料加工技术

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（一）取向定义高分子或纤维状填料顺着流动的方向作有序排列，这种排列常成为定向作用。又叫取向。取向单元可以是大分子也可以是链段、微晶、分散粒子等。取向的结果使产品出现各向异性（力学性能）。

（二）各向异性形成原因使主价键与次价键分布不均，在平行于流动方向上以次价键为主，克服次价键需要的力比克服主价键需要的力小得多。取向过程中消除了存在于材料的某些缺陷（如微孔等），或使某些应力集中物同时顺着力场方向取向，这样，应力集中效应在平行的方向上减弱，而在垂直的方向上加强。

（三）取向类型剪切取向高分子材料加工时，运动单元受剪切应力作用，做有序排列的现象。拉伸取向高分子材料加工时，运动单元受拉伸应力作用，做有序排列的现象。

包含着链段的取向和大分子（作为独立结构单元）的取向这两个过程。拉伸时的取向塑料材料的取向过程示意图在外力作用下，先发生链段的取向，然后才引起大分子链的取向。

经过拉伸并迅速冷却至室温的薄膜或片材等，在拉伸方向的机械强度和抗蠕变性能等都得到较大提高。因此拉伸取向可以看作在成型过程中对塑料进行的一种物理改性。一般热塑性塑料都能取向，目前，能够拉伸且取得良好效果的高聚物有：PVCPETPAPEPPPS

（一）非晶（无定型）材料的拉伸取向分子材料的拉伸取向因其是否结晶有很大的差别。非晶材料在拉伸过程中，由于材料变细，高分子材料沿拉力方向的拉伸速率逐渐增加，使材料的取向程度沿拉伸方向增加。

（一）非晶（无定型）材料的拉伸取向?在玻璃态下，高分子材料是不能进行拉伸取向的。?当温度足够高时，不大的外力就能使高分子获得较稳定的取向结构和较高的取向程度。温度升高，材料的弹性模量和拉伸屈服应力降低，所以拉伸应力可减小。

（一）非晶（无定型）材料的拉伸取向?温度高，解取向也很快，所以保留下来的有效取向程度非常低，而且，由于熔体黏度低，容易造成拉伸材料中断，使生产不能连续进行。高分子材料处于黏流态，拉伸为黏流拉伸温度很高，大分子和链段的活动能力增强，较小的应力就能引起大分子链的取向、相对滑移、解缠。

（一）非晶（无定型）材料的拉伸取向?使在此温度区间已取得的取向结构能较好地保留下来，则必须采用非常快的冷却速率。在实际生产中不可行大分子没有解取向之前冷却

（一）非晶（无定型）材料的拉伸取向非晶材料的拉伸低温快拉骤冷低温是指在????~????内进行拉伸，拉伸温度偏向于????。

（二）结晶材料的拉伸取向1.将结晶材料在特定条件下转变为非晶材料（指结晶度很低）①在结晶状态下拉伸取向所需的应力大，结晶度高，拉伸应力大，易在拉伸应力下破裂。②结晶聚合物在晶区和非晶区的取向发展速度不同，晶区快，非晶区慢，取向程度晶区高于非晶区，性能不同。原因：不希望在结晶状态下拉伸

（二）结晶材料的拉伸取向1.将结晶材料在特定条件下转变为非晶材料（指结晶度很低）原因：不希望在结晶状态下拉伸③结晶后拉伸易产生细颈现象，使延伸不均。产生细颈区越多，制品性能越差，厚度波动越大。④结晶聚合物拉伸伴有热量产生，如果制品厚度不均，或散热不良，很容易破坏拉伸的等温状态，从而影响产品质量，因此拉伸定向最好也是在温度梯度下降的情况下进行。

（二）结晶材料的拉伸取向1.将结晶材料在特定条件下转变为非晶材料（指结晶度很低）结论拉伸时使结晶度尽量小，温度在Tg附近或Tm以上。具体聚合物应根据结晶行为进行分析。采取措施将材料熔融挤出后骤冷（一般是水冷）来降低其结晶度。

（二）结晶材料的拉伸取向2.将材料升温至Tdr，按非晶拉伸取向工艺要诀进行拉伸取向3.通过冷却使取向结构保留下来?拉伸时按非晶材料拉伸取向工艺要诀进行。

（二）结晶材料的拉伸取向4.进行热处理将已经取向的材料在张紧的条件下，在??max附近保温一段时间，直到所要结晶度为止，然后再冷却下来。热处理的目的：恢复其结晶度，改善结晶结构。在保留分子链取向的基础上，解除链段的取向。

（二）结晶材料的拉伸取向4.进行热处理热处理的温度和时间应在能使聚合物形成的结晶度足以防止收缩的区域内。稳定性好强度高收缩小透明性好这样的膜或丝

（三）拉伸温度高分子材料的结晶速率较快?高分子材料的结晶速率较慢?在实际生产中，无论分子材料的结晶速率快还是慢?

（三）拉伸温度原因减少能源的消耗。减轻冷却设备的负担，生产中也不会出现问题。

小向非晶材料拉伸取向：低温、快拉、骤冷结晶材料拉伸取向：转变为非晶材料、拉伸、冷却保留取向结构、热处理。拉伸温度：Tg~Tmax

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