高分子材料的成形品质.ppt

成形过程与高分子粘弹性成形过程与高分子松弛特性成形过程与高分子应力硬化特性010203成形过程与高分子粘弹性高分子形变的粘弹性形变：弹性形变（包括普弹和高弹）与粘性形变（高弹态时惯称塑性形变）总和经典粘弹性理论：和分别普弹和高弹形变模量；和分别链段和分子链运动黏度通常成形条件下普弹形变量很小，形变主要由高弹形变和粘性形变构成图1.9聚合物的形变－时间曲线001时间延长：逐渐趋于平衡值，而与成线性增加02温度升高：和降低，和都增加，但成比例增大，增大渐减成形形式和条件不同，成形过程可逆形变和不可逆形变相对比例不同二、成形过程的粘弹特征粘流态成形：成形温度高于（或），形变以为主制品使用因次稳定性（形状和尺寸稳定性总称）好成形形式：挤出、注射、压延、压制、浇铸和纺丝等粘流态形变含有：高弹形变回复存在危害（液流膨胀甚至熔体破裂），制品内应力甚至制品使用过程形状或尺寸变化（如翘曲等），降低制品因次稳定性高弹态成形：（或），弹性成分为主高弹态成形（或称塑性成形）是聚合物较重要成形形式增大或延长，及其含量能较快增大工艺：中空容器的吹塑、热成形以及纤维或薄膜的热拉伸等塑性成形时高弹形变：成形后热处理回复；利用（如收缩性包装薄膜）聚合物成形的形变是松弛过程，松弛时间衡量形变松弛过程的快慢01020304运动单元大小不同，松弛时间长短不同温度不同，形变的松弛速度不同即松弛时间不同温度高，热运动能大，运动阻力小，松弛时间短，因此成形采用较高温度1.2.2成形过程与高分子松弛特性高弹形变成分的回复也是松弛过程：温度越高，高弹形变的回复越快形变回复的松弛特性会对成形制品的质量带来危害：内应力甚至制品翘曲等形变回复对温度依赖特性的利用：高弹态热处理，提高形变回复速度热处理辅以溶胀作用（水或溶剂）或者制品置于溶剂蒸气中热处理越大，越小，则细流缩小表面积成为液滴的倾向越大01在104s/m以上时，形成液滴型可能性随增大而减小02聚合物熔体很大，较小，远大于104s/m，因此通常不出现液滴型03液态细流最大稳定长度：喷丝孔径和挤出速度增大，则形成液滴型的可能性降低随、和的增加及的减小，挤出细流由液滴型向漫流型过渡从漫流型转变为胀大型的最低临界挤出速度和越大，则越小喷丝头（板）表面喷涂硅油或适当改变喷丝头材料性质适当降低纺丝流体的温度以提高其增大泵供量使增大减轻或避免漫流型措施：01实际纺丝过程中希望B接近1胀大型：胀大比B一般约在l~2.5范围内，个别B值可达702纺丝挤出速度提高到另一临界，则挤出细流转化为破裂型纺丝流体出现挤出胀大和熔体破裂的根源均是纺丝流体的弹性正常纺丝挤出细流应为胀大型，纺丝挤出速度应该控制在~之间综上所述：可纺性要求纺丝流体应有较高的黏度、较低的表面张力和合适的纺丝挤出速度，并且喷丝孔径不能太细010302拉伸和冷却作用都使纺丝液的黏度增大，因而有利于提高纺丝稳定性聚合物须有较高液态强度：纺速增大，细流受拉应力增加，可能断裂内聚能较小，则液态强度较低，而拉伸过程稳定，容易造成细流断裂液态强度一般随液态黏度的增大而提高成纤聚合物还需有良好的热和/或化学稳定性熔体纺丝：高温的熔体状态，并经受设备和毛细孔中流动剪切作用溶液纺丝：溶剂，凝固浴液，因而须良好化学稳定性二、可纺性理论决定最大丝条长度的断裂机理（波兰学者Ziabicki）至少两种：内聚破坏（即脆性断裂）和毛细破坏内聚破裂机理：拉伸流储存的弹性能密度超过内聚能密度则流动发生破坏稳态流动下拉伸应力随离开喷丝头的距离增加而逐渐增加离开喷丝头的某个位置等于时，纺丝线将在此处中断图1.3运动丝条的内聚断裂图1.4毛细破坏机理示意图毛细破坏机理：丝条的毛细破坏与表面张力引起的扰动及这种扰动（或称不稳定性）的滋长和传播有关，当某处毛细波振幅发展到等于该处自由表面无扰动丝条的半径时，液流便解体成滴而断裂两种断裂机理都独立地对可纺性的中断起作用哪种机理所决定的最大丝条长度更小，即实际制约可纺性毛细破坏对可纺性的限制作用决定挤出速度和喷丝孔直径的下限值可作为是否出现毛细断