高分子材料成型加工-第3讲资料.pdfVIP

高分子材料成型与加工 第三讲 1 第五节 影响高分子材料 性能的物理因素 一、分子量及分子量分布 1、分子量与使用性能和加工性能 2、反映聚合物分子量的指标 3、分子量选择 4、分子量分布 二、聚合物的结晶性 1、聚合物结晶 聚合物的链结构与结晶关系；聚合方法与结晶； 结晶过程；成核方式和结晶方式；结晶速度和结晶温 度范围。 2 二、聚合物的结晶性 2、成型加工与聚合物结晶的关系 （1）熔融温度和熔融时间  熔体中残存的晶核数量和大小与成型温度有关，也影响结 晶速度。  加工时的熔融温度高，或熔融时间长，则聚合物在成型前 所具有的结晶结构被破坏得多，残存的晶核少，熔体冷却 时主要是均相成核，故结晶速度慢，结晶尺寸较大。  反之，如熔融温度低，或熔融时间短，则残存晶核在熔体 冷却时会引起异相成核作用，故结晶速度快，结晶尺寸小 而均匀，有利于提高机械性能和热变形温度。 所以：T 高（低） t 长（短） 结晶速度慢（快） 3 2、成型加工与聚合物结晶的关系 （2 ）成型压力 成型压力增加，应力和应变增加，结晶度随之增加， 晶体结构、形态、结晶大小等也发生变化。 应力有利于成核： 应力 大分子取向 诱发成核 应力大小： 低压 生成大而完整的球晶； 高压 生成小而形状不很规整的球晶。 4 2、成型加工与聚合物结晶的关系 （3 ）冷却速度  成型时的冷却速度 （从Tm降低到Tg 以下温度的速度，主 要看冷却介质的温度Tc ）影响制品能否结晶、结晶速度、 结晶度、结晶形态和大小等。  Tc=Tmax (最大结晶速度的温度) ，缓冷，结晶度提高， 球晶大；  TcTg，骤冷，大分子来不及重排，晶粒少，易产生应力；  Tc ≥ Tg，中速冷，有利晶核生成和晶体长大，性能好。  通常采用中等冷却速度，冷却温度选择在Tg～Tmax之间。 5 3．成型后后处理方法与结晶性 （1）二次结晶：是指一次结晶后，在残留的非晶区和结晶 不完整的部分区域内，继续结晶并逐步完善的过程。 这个过程相当缓慢，有时可达几年，甚至几十年。 （2 ）后结晶：是指一部分来不及结晶的区域，在成型后继 续结晶的过程。在这一过程中，不形成新的结晶区域， 而在球晶界面上使晶体进一步长大，是初结晶的继续。 （3 ）二次结晶和后结晶均对性能不利，可通过热处理，加 速这两个过程的结晶，但不彻底。 6 4. 结晶形态 • 片晶(单晶) • 球晶 • 串晶 • 纤维状晶 7 主要结晶形态的形状结构和形成条件 名称 形状和结构 形成条件