塑料基本性能.docxVIP

塑料有热固性和热塑性二大类，热固性塑料成型固化后，不能再加热熔融成型。而热塑性塑料成型后的制品可再加热熔融成型其它制品。热塑性塑料随着温度的改变，产生玻璃态、高弹态和粘流态三态变化，随温度重复变动，三态产生重复变化。塑料玻璃态时可切削加工。高弹态时可拉伸加工，如拉丝纺织、挤管、吹塑和热成型等。粘流态时可涂复、滚塑和注塑等加工。但当温度高于粘流态时，塑料就会产生热分解，当温度低于玻璃态时塑料就会产生脆化。当塑料温度高于粘流态或低于玻璃态趋向时，均使热塑性塑料趋向严重的恶化和破坏，所以在加工或使用塑料制品时要避开这二种温度区域。高聚物作为材料使用时，总是要求高聚物具有必要的力学性能，可以说，对于其大部分应用而言，力学性能比高聚物的其他物理性能显得更为重要。随着高分子材料的大量应用，人们迫切需要了解和掌握聚合物的力学性质的一般规律和特点及其与结构之间的关系，以恰当选择所需要的高分子材料，正确地控制加工的条件以获得所需的力学性能，并合理使用。高分子材料具有所有已知材料中可变性范围最宽的力学性质，包括从液体、软橡胶态到刚性固体。然而，与金属材料相比，高分子材料对温度和时间的依赖型要强烈得多，表现为高分子材料的粘弹性。高分子材料的这种力学行为显得复杂而有趣，为不同的应用提供了广阔的选择余地。描述力学性质的基本物理量1.应力与应变 （1）应力：单位面积上的附加内力，其值与单位面积上所受的外力相等。 （2）应变：当材料受到外力时，其几何形状和尺寸将发生变化，这种变化称为应变。2.弹性模量：对于理想的弹性固体，应力与应变关系服从虎克定律：弹性模量=应力/应变。几种常用力学性能的指标1.拉伸强度(tensile strength)：是在规定的试验温度、湿度和试验速度下，在标准试样上沿轴向施加拉伸载荷，材料产生最大均匀塑性变形的应力。①拉伸应力：在任何给定时刻，在试样标距长度内，每单位原始横截面积上所受的拉伸负荷，以MPa为单位。拉伸屈服应力（屈服应力）：出现应力不变而应变增加时的最初应力，该应力值可能小于能达到的最大应力值。拉伸断裂应力：试样断裂时的拉伸应力。②拉伸应变：原始标距单位长度的增量，用无量纲的比值或百分数（%）表示，适用于屈服点以前的应变（超过屈服点的见③）。屈服拉伸应变：在屈服应力时的拉伸应变，用无量纲的比值或百分数（%）表示。断裂拉伸应变：试样未发生屈服而断裂时，与断裂应力相对应的拉伸应变，用无量纲的比值或百分数（%）表示。③拉伸标称应变：两夹具之间距离（夹具间距）单位原始长度的增量，用无量纲的比值或百分数（%）表示。此方法可用于屈服点后的应变，表示沿试样自由长度上总的相对伸长率。应力—应变曲线A－脆性材料；B－具有屈服点的韧性材料；C－无屈服点的韧性材料④ 拉伸强度的主要影响因素：与材料本身有关：聚合物的结构、分子量及其分布、支化与交联、结晶与取向、增塑与共混等；极性和氢键：极性聚合物比非极性聚合物有更大的分子间作用力，因此在高分子链上引入极性基团将使材料的强度提高。链的刚性：在高分子主链或侧基上引入刚性基团，将使材料的模量升高，因此这类材料通常有较高的拉伸与弯曲强度，但冲击强度有所下降。支化：随着支化度的增加，使分子间距增加，分子间作用力下降，因此材料的拉伸强度下降，但冲击强度增加。交联：适度的交联可有效增加分子链间的联系，使分子不易发生相对滑移。随着交联度的增加，往往不易发生大的形变，强度增大。例如：PE交联后，拉伸强度可提高一倍，冲击强度可提高3-4倍。分子量：分子量低时，拉伸强度和冲击强度都低，随着分子量的增加，二者都会提高。但当分子量超过一定的数值后，拉伸强度的变化就不大了，而冲击强度则继续增大。结晶与取向：随着结晶度的增加，拉伸强度也会增加，但如果结晶度过大，就会使冲击强度下降，导致材料变脆；取向可使材料的强度大幅度提高，在合成纤维、薄膜、板材的生产中，常利用取向来提高强度。材料缺陷：一般认为高分子材料的实际强度与理论强度的巨大差距主要起因于材料内部的应力分布不均匀，在材料的缺陷部分的应力要远远超过应力的平均值，造成应力集中现象。与外界条件有关：温度与湿度、氧化与老化、光照等。⑤ 拉伸强度测试：拉伸样条：I型试样：II型试样：III型试样：IV型试样：拉伸强度的具体测试见《生产过程检验作业指导书》。2.熔体流动速率：指热塑性材料在一定的温度和压力下，熔体每10min通过标准口模的质量， 单位为g/10min。①影响试验结果的因素 A.负荷：加大负荷将使流动速率增加；B.温度：在试样允许的前提下，升高温度将使流动速率增加，如果料筒内的温度分布不均匀将给流动速率的测试带来很明显的不确定因素； C．关键零件（口模内孔、料筒、活塞杆）的机械制造尺寸精度误差使测试数据大大偏离。粗糙度达不到要求，也将使测试数据偏小。 ②熔体流