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​聚合物在成型过程中的物理化学变化

2017-07-14 09:26:22

塑料加工制件成型后,应预先进行必要的处理,创造出使已取向分子解取向的必要条件,避免冻结在制件中的分子链取向在制件工作中带来问题。聚合物在加工过程中吗,分子由线型或带有支链的线型结构形成体型结构的化学反应应称为交联反应,在成型工业中,交联一词常常用硬化、熟化等词代替。所谓硬化得好或硬化得完全是指交联作用发展到一种最为适宜的 程度,制件的物理、力学性能等达到最佳的状态。
 
玻璃化温度和粘流温度之间即为高弹态,聚合物处于高弹态时,在外力作用下会产生很大的弹性形变,此时的聚合物具有橡胶的特征。当温度高于粘流态温度时,聚合物呈液态熔体,在外力作用下会产生变形量很大的粘性流动,塑料的成型加工就是在此温度范围内进行的。当温度高于热分解温度时,塑料会降解或气化分解,因此热分解温度是塑料的最高成型温度。
 塑料件加工
如果取向单元继续存在于制件中,则制件就会出现各向异性。在塑料制件的生产中,常常利用取向来改善制件某个方向的力学性能,如制造取向薄膜与单丝等,使制件沿拉伸方向的抗拉强度与光泽度等都有所提高。取向也会对制件带来不利影响,会使制件在生产过程中由于解取向的进行而改变尺寸,产生变形甚至产生裂纹等。
 
线型结晶型聚合物与无定型聚合物相似,不同的是与对应的温度叫做熔点或结晶温度,是其熔融或凝固的临界温度。另外,他通常存在高弹态,使用温度范围可扩大到结晶温度。热固性塑料一般随温度变化发生的力学状态变化很小,通常不存在粘流态甚至高弹态,即遇热不熔,遇高温则分离。
 
聚合物由非晶态转变为晶态的过程就是结晶过程,此过程是物理变化,同金属的结晶类似,都有晶核形成和长大的过程。聚合物在成型时能否形成晶形结构与它的分子结构和成型时的冷却速率有很大的关系。一般来说,只有那些具有高度规整结构的线型或带轻微支链结构的热塑性树脂才能够结晶,热固性树脂由于具有三维网状结构,根本不可能结晶。
 
当聚合物处于玻璃态时,其强度、刚度等力学性能较好,可作为结构材料使用,但使用温度不能太低。当塑料加工温度低于脆化温度时,聚合物的物理性能将会发生变化,在很小的外力作用下就会发生断裂,使塑料失去使用价值。因此,脆化温度是塑料使用的下限温度。粘流温度是聚合物从高弹态转变为粘流态的临界温度。
 
具有结晶倾向的聚合物,在成型时冷却速度快,所得到的制件结晶度低、晶粒小,制件硬度低、韧性好,收缩率也较小。冷却速度慢时则正好相反。聚合物中存在的细而长的纤维状填料和聚合物分子在充填型腔的流动过程中,很大程度上都会顺着流动的方向平行排列,这种排列称为取向作用。
 
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