第2章节材料成型幻灯片.pptVIP

2.4聚合物的结晶 三、结晶对性能的影响 例1：PET 非晶态：室温下呈透明状，玻璃化温度为67℃，密度为1．3 3。 晶态：是不透明的，玻璃化温度为81℃，密度为1．455。 例2：PE 结晶度自60％至80％的聚乙烯试样知： 它的弹性模量从230MPa增至700MPa。其它如表面硬度和屈服应力的变化趋势也一样。 2.5成型过程中的定向作用 定向有三类： ①纤维状填料的定向，热固性模压 ②大分子链段几何形状不对称的固体粒子在剪切流动方向的流动取向。 ③外力拉伸，大分子链段或微晶沿受力方向拉伸取向。 定向：指聚合物大分子及其链段在应力作用下形成有序排列 纤维填料和聚合物分子在很大程度上都会顺着流动方向平行排列 2.5成型过程中的定向作用 顺着流动方向做平行排列——纤维定向作用 结果：制品的各向异性，有的追求，有的要避免。 2.5.1 热固性塑料制品中的纤维填料定向 2.5成型过程中的定向作用 2.5.2用热塑性塑料生产制品时，只要在生产过程中存在着熔体流动，几乎都有聚合物分子定向的问题，不管生产方法如何变化，影响定向的外界因素以及因定向在制品中造成的后果基本上也是一致的。 流动取向会造成制品各向异性，存在内应力，一般不希望在制品中存在取向。 塑料试样在分子定向的力学强度 2.5成型过程中的定向作用 聚向程度取决于剪切力大小、作用时间和解取向的程度 2.5成型过程中的定向作用 ①随着塑模温度、制品厚度 ( 即型腔的深度 ) 、塑料进模时的温度等的增加，分子定向程度即有减弱的趋势； ②增加浇口长度、压力和充满塑模的时问，分子定向程度也随之增加； ③分子定向程度与浇口安设的位置和形状有很大关系，为减少分子定向程度，浇口最好设在型腔深度较大的部位。 2.5成型过程中的定向作用 2.5.3 拉伸定向 在玻璃化温度与熔点温度之间的温度区域内，沿着一个方向拉伸，则其中的分子链将在很大程度上沿着拉伸方向做整齐排列。 2.6 聚合物的降解 聚合物的降解 在高温、应力、氧气、水分等外部条件的作用下，聚合物发生化学分解反应，使聚合物分子链断裂、相对分子质量下降等结构变化。 2.6 聚合物的降解 降解：在光热氧等外界因素影响下，聚合物分子量下降，化学结构发生改变，导致外观、力学性能等下降。 降解的类型： 热降解。 氧化降解。 力降解。 水降解。 一次性降解制品 思考题： 1、什么是降解？ 2、发生热降解的塑料主要有哪些？如何有效防止热降解？ 3、氧化降解主要有哪两类？如何有效防止氧化降解？ 2.7热固性塑料的交联作用 １、交联度的概念 热固性塑料：尚未成型时，主要组成物(树脂)都是线型聚合物。 这些线型聚合物在分子链中都带有反应基团(如羟甲基等)或反应活点（双键） 。 交联反应：反应基团、反应活点与交联剂作用而交联在一起。 　交联度：已发生的反应点与可反应点的比值由于交联反应具有不完全性。 交联度不能百分之百的原因： 　①　交联过程是三维发展，形成巨型网状结构，但随之未反应点的接触受阻； 　②　反应系统包含了不能去出的反应生成物，阻止反应。 硬化度　工业上常使用的术语，意义是指交联度发展到一个适宜程度时，制品性能达到最佳程度。称做百分之百硬化。超过“过熟”，反之“欠熟”。 　　很显然与交联度有对应关系，但是不相等，因为交联度不可能达到百分之百。 * 聚合物的长链结构和分子链内旋转，产生空洞，压缩性强，高压下分子间作用力大，粘度增加。 * 高分子熔体的流动是各链段运动的总结果，在外力作用下，高分子链顺流动方向取向，外力消失后，链要重新蜷曲起来，因而整个形变要恢复一部分。 * 不稳定流动，又称熔体破裂。高分子熔体在挤出时，如果剪切应力超过了一定极限后，挤出物外表不再光滑，而会出现不正常的形状如波浪形、鲨鱼皮形、竹节形、螺旋形甚至不规则破碎。不稳定流动也与高弹形变有关，所以又叫弹性湍流。 * 例3：应力开裂。设计一个产品时，应尽量使各个部分的厚度不要相差过分悬殊，因为薄的部分冷得快，其中链段运动很快被冻结，高弹形变来不及恢复就已冻结了，而制品中厚的部分冷却得比较慢，其中链段运动冻结较慢，高弹形变就恢复得多，高分子链间相对位置也调整得较充分，所以制品厚薄两部分的内在结构很不一致，在它们的交界处存在很大的内应力，其结果不是制品变形，就是引起开裂。但是有时制件本身的式样需要有厚有薄，这是正常现象，为了消除这种不可避免的内应力，可以对制件进行热处理。 * 1、塑料的热扩散系数远远小于金属、钢材、玻璃等材料，这说明聚合物热传导的速率很小，冷却和加热都不很容易。 意义： 聚合物加热时有一项限制，就是不能将推动传热速率的温差提得过高，因为聚合物的传热既然不好