聚合物加工性质.docVIP

聚合物加工性质（一）聚合物的聚集态及其加工性聚合物聚集态的多样性导致其成型加工的多样性。聚合物聚集态转变取决于聚合物的分子结构、体系的组成以及所受应力和环境温度。当聚合物及其组成一定时，聚集态的转变主要与温度有关。 图2—3聚合物的物理状态与温度及加工的关系 1－线型无定型聚合物 2－完全线型结晶型聚合物 Tb称为聚合物的脆化温度，是聚合物 Tg称为玻璃化温度，是聚合物从玻璃态转变为高弹态（或相反）的临界温度。 Tf为粘流温度，是无定型聚合物从高弹态转变为粘流态（或相反）的临界温度。 Tm为熔点，是结晶型聚合物由晶态转变为熔融态（或相反）的临界温度。 为热分解温度，是聚合物在加热到一定温度时开始分解的临界温度。 1．线型无定型聚合物 从图中看出，线型无定型聚合物在受热时常存在的三种物理状态为:：玻璃态（结晶聚合物亦称结晶态）、高弹态和粘流态（1）玻璃态 聚合物处于温度Tg以下的状态，曲线基本是水平的，变形程度小，并且是可逆的，弹性模量较高，聚合物聚合物受力变形符合虎克定律，应力和应变成正比。处于玻璃态的聚合物可作为结构材料，能进行车、铣、锯、削、刨等机械加工。一般多数聚合物的温度都高于室温，只有极少数聚合物温度低于室温，如高密度聚乙烯玻璃化温度为-800C，玻璃态是大多数聚合物的使用状态。Tg是多数聚合物使用温度的上限。Tb是聚合物使用的下限温度。当温度低于Tb时，聚合物在很小的外力作用下就会发生断裂，无使用价值。从聚合物的使用角度来看，Tb和Tg之间的范围显然越宽越好。 聚合物过Tg时（Tg至Tf间）聚合物应力。进行上述成型加工时，应考虑到高弹态具有的可逆性，由于高弹态形变比普弹形变大一万倍左右，且属于与时间有依赖性的可逆形变，，因此，必须将成型后的塑料制件迅速冷却到Tg以下，以保证得到符合产品质量要求的塑件。 常温下，高弹态的典型材料是橡胶。 （3）粘流态 当聚合物受热温度超过Tf时，变形迅速发展，聚合物开始有明显的流动，聚合物开始进入粘流态变成液体，具有了流动性，通常称之为熔体。在这种状态下聚合物的变形不具有可逆性，一经成型和冷却后，其形状就能永久保持下来。 Tf是塑料成型加工的最低温度，在这种粘流状态下，聚合物熔体形变在不太大的外力作用下就能引起宏观流动，可进行注射、挤出、压注、纺丝等成型加工，成型后应力较小。 增高温度将使塑料的粘度大大降低，流动性增大，有利于塑料熔体充型，但不适当的增大流动容易导致诸如注射成型过程中的溢料、挤出成型塑件形状的扭曲、收缩和纺丝过程中纤维的毛细断裂等现象。当温度高到分解温度附近还会引起聚合物分解，以致降低塑件的物理力学性能或引起外观不良等缺陷。因此，Tf和可用来衡量聚合物的成型性能，温度区间大时，聚合物熔体的热稳定性好，可在较宽的温度范围内受形和流动，不易发生热分解。Tf和都是聚合物材料进行成型加工的的重要参考温度。 常温下，粘流态的典型材料是熔融树脂（如胶粘剂）。2．完全 和线型聚合物一定程度的变形，只不过比较小而已。因此，对线型结晶型聚合物，可在玻璃化温度至熔点的温度区间内进行薄膜吹塑和纤维拉伸。 完全线型结晶型聚合物和Tf 对应的温度为熔点Tm，是线型结晶型聚合物熔融或凝固的临界温度，由于其熔点很高，甚至高于其分解温度，所以不能采用一般的成型加工方法，如四氟乙烯塑件就是采用高温烧结法制成的。线型结晶型聚合物可在脆化温度和熔点之间应用，使用温度范围较宽，耐热性能好。二聚合物的可挤压性聚合物可挤压性是指聚合物通过挤压作用形变时获得一定形状并保持这种形状的能力。塑料在加工过程中常受到挤压作用，例如塑料在挤出机和注射机料筒中以及在模具中都受到挤压作用。 通常条件下塑料在固体状态不能采用挤压成型，衡量聚合物可挤压性的物理量是熔体的粘度（剪切粘度和拉伸粘度）。熔体粘度过高，则物料通过形变而获得形状的能力差；反之，熔体粘度过低，虽然物料具有良好的流动性，易获得一定形状，但保持形状的能力较差。因此，适宜的熔体粘度，是衡量聚合物可挤压性的重要标志。聚合物的可挤压性不仅与其分子组成、结构和相对分子质量有关，而且与温度、压力等成型条件有关。聚合物挤压性是聚合物粘度。通常简便实用的方法是测定聚合物的熔体流动速率。不能说明成型实际聚合物的流动情况。由于方法简便易行，对成型塑料的选和适用性有参考价值。 三聚合物的可模塑性 A－成型区域 1－表面不良线 2－溢料线 3－塑料分解线 4－缺料线 从图中可见成型温度过高，虽然有利于成型，但会引起塑料分解，塑件的收缩率也会增大；成型温度过低则熔体粘度大，流动性差，成型困难；适当地增大压力，能改善熔体的流动性，但过高的压力会引起成型溢料，增加塑件的内应力；压力过低又会造成充模不足，因此，图中1、2、3、4四条线组成的区域