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马驰科注塑加工厂,聚合物的热力学性能与加工工艺性

返回列表 来源: 马驰科注塑加工厂 发布日期: 2022.04.15 浏览次数:1

(一)聚合物的热力学性能

聚合物的物理、力学性能与温度密切相关,温度变化时,聚合物的受力行为发生变化,呈现出不同的力学状态,注塑加工表现出分阶段的力学性能特点。曲线为线型无定形聚合玻璃态高弹态黏流态物受恒应力作用时变形程度与温度的关系曲线,也叫热力学曲线。此曲线明显分为三个阶段,即线型无定形聚合物常存在的三种物理状态:玻璃态、高弹态和黏流态。

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东莞市马驰科注塑加工厂在温度较低时,曲线基本是水平的,变形程度小,而且是可逆的;但弹性模量较高,聚合物处于刚性状态。此时,物体受力的变形符合胡温度克定律,应变与应力成正比,并在瞬时达到聚合物的热力学曲线平衡;当温度上升时,曲线开始急剧变化,但很快稳定趋于水平。聚合物的体积膨胀,表现为柔软而富有弹性的高弹态。此时,变形量很大,而弹性模量降低,注塑加工外力去除时变形量可以回复,弹性是可逆的。如果温度继续上升,变形迅速发展,弹性模量再次很快下降,聚合物即产生黏性流动,成为黏流态。此时变形是不可逆的,物质成为液体。这里,0称为玻璃化温度,是聚合物从玻璃态转变为高弹态的临界温度;0,称为黏流温度,是聚合物从高弹态转变为黏流态的临界温度。常温下,玻璃态的典型材料是有机玻璃,高弹态的典型材料是橡胶,黏流态的典型物质是熔融树脂。

聚合物处于玻璃态时硬而不脆,可作结构件使用。但使用温度不能太低,当温度低于时,物理性能将发生变化,在很小的外力作用下就会发生断裂,使塑料失去使用价值。通常称0.为脆化温度,它是塑料注塑加工使用的下限温度。当温度高于0.时,塑料不能保持其尺寸的稳定性和使用性能,因此,e.是塑料使用的上限温度。显然,从使用的角度看,0. 和θ 间的范围越宽越好。当聚合物的温度升高到0.温度时,便开始分解,所以称θ. 为热分解温度。聚合物在0~0,温度范围内是黏流态,塑料注塑加工大部分的成型加工就是在这个范围内进行的。这个范围越宽,塑料成型注塑加工就越容易进行。

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据上所述,聚合物的成型注塑加工是在黏流状态中实现的。欲使聚合物达到黏流态,加热只是方法之一。加入溶剂使聚合物达到黏流态则是另外一种方法。通过加入增塑剂可以降低聚合物的黏流温度。黏流温度0,是塑料成型加工的低温度,黏流温度不仅与聚合物的化学结构有关,而且与其相对分子质量的大小有关。黏流温度随相对分子质量的增高而升高。东莞市马驰科注塑加工厂在塑料的成型注塑加工过程中,首先要测定聚合物的黏度与熔融指数,然后确定成型注塑加工的温度。黏度值小,熔融指数大的树脂(即相对分子质量低的树脂)成型注塑加工温度可选择低一些,但相对分子质量低的树脂制成的塑件强度较差。

以上所述是线型无定形聚合物的热力学性能,而高度交联的体型聚合物(热固性树脂)由于分子运动阻力很大,一般随温度发生的力学状态变化较小,所以通常不存在黏流态甚至高弹态,即遇热不熔,高温时则分解。对于完全线型结晶型聚合物。通常不存在高弹态,只有在相对分子质量较高时才有可能出现高弹态。和0,对应的温度叫做熔点0m,是线型结晶型聚合物熔融或凝固的临界温度。并且熔点很高,甚至高于分解温度。所以采用一般的成型注塑加工方法难以使其成型。如聚四氟乙烯塑件通常是采用高温烧结法制成的。与线型无定形聚合物相比较,线型结晶型聚合物在低于熔点时的形变量很小,因此其耐热性较好。且由于不存在明显的高弹态,可在脆化温度至熔点之间应用,其使用温度范围也较宽。

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(二)聚合物的注塑加工工艺性

聚合物在温度高于0,的黏流态呈液体状态,称为熔体。东莞市马驰科注塑加工厂从0,开始分子热运动大大激化,材料的弹性模量降低到低值,这时聚合物熔体形变的特点是在不大的外力作用下就能引起宏观流动,此时形变中主要是不可逆的黏性形变,冷却聚合物就能将形变保持下来。因此,这一温度范围常用来进行熔融纺丝、注射、挤出、吹塑和贴合等注塑加工。过高的温度将使聚合物的黏度大大降低,不适当地增大流动性容易引起诸如注射成型中的溢料、挤出塑件的形状扭曲、收缩和纺丝过程中纤维的毛细断裂等现象。温度高到分解温度0.附近还会引起聚合物分解,以致降低产品物理力学性能或引起外观不良等。因此,0 与0.一样都是聚合物材料进行成型注塑加工的重要参考温度。


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