第二章 高分子材料加工的理论基础.pptVIP

2.4.2聚合物结晶的特点1．不完全性—指结晶程度，所有聚合物的结晶度均小于100%，一般在10~60%范围。2．不完善性—指结晶形态，球晶，单晶，串晶，纤维状晶体等，晶型都存在不完整和缺陷。提高结晶完善性的方法：提高结晶温度—有利于晶体的生长。例:直链晶-单轴外力拉伸下；片晶(lamella,lamellarcrystal)-双轴拉伸外力作用下；球晶?(spherulite)-无外力或静压力作用下。在正交偏光显微镜下，球晶呈现特有的黑十字（即马尔他十字，MalteseCross）第62页，共131页，星期日，2025年，2月5日第63页，共131页，星期日，2025年，2月5日2.4.3结晶过程对聚合物性能的影响性能全同结构PP间同结构PP无规结构PP密度g/cm30.940.910.85玻璃化温度/℃11545-11~25熔点/℃174~176134抗张强度(MPa)350~370350~37012~15冲击强度(KJ/m2)5~11不断第64页，共131页，星期日，2025年，2月5日第65页，共131页，星期日，2025年，2月5日等规聚丙烯的结晶形态有α、β、γ、δ和拟六方五种，在大多数情况下，等规聚丙烯的晶体都以α晶态为主，在由热至冷的过程中于138℃左右形成。尽管晶态的聚丙烯其熔点为180℃，但在接近138℃时，α晶态的聚丙烯作为一种材料已经不能承受负荷了，而这种结晶特性是不能靠一般的填充矿物粉体材料的途径加以改变的。第66页，共131页，星期日，2025年，2月5日改性方法之一：加入成核剂，使部分α晶态转化为β晶态，同时随着成核中心(晶核)大幅度增加，聚丙烯大分子更趋向异相成核，即大分子依附于除聚丙烯分子本身之外的其它物质而有序排列，使其球晶尺寸减小，微晶数量增多，更有利提高结晶度。第67页，共131页，星期日，2025年，2月5日1．力学性能——断裂强度、模量、冲击强度、内应力2．热性能——热变形温度3．光学性能——透明性、光泽度4.尺寸稳定性——线膨胀系数5．加工性能——成型收缩率第68页，共131页，星期日，2025年，2月5日1．力学性能断裂强度结晶度伸长率完善性模量硬度冲击强度（冲击易沿晶体表面传播）内应力第69页，共131页，星期日，2025年，2月5日2.热性能:结晶度热变形温度完善性软化点温度3.光学性能结晶度光泽度完善性透明性4.尺寸稳定性结晶度尺寸稳定性完善性线膨胀系数第70页，共131页，星期日，2025年，2月5日完善性成型收缩率例:对于同一种聚合物,Xc=15%，聚合物性质类似于交联（硫化）橡胶；Xc=20%，聚合物性能明显变硬；Xc=40%，聚合物强度提高，形成贯穿整个材料的连续晶相，承受应力能力明显增强。5.加工性能第71页，共131页，星期日，2025年，2月5日2.4.4聚合物结晶影响聚合物物理性能的原因①分子链的敛集作用聚合物体积减小比容下降密度提高力学性能变化。通常，密度与结晶度之间呈线性关系。②“交联点”作用聚合物晶体中的微晶类似于“交联点”的作用，有限制分子链段运动的功能，使性能变化。聚合物中的非晶区存在使聚合物的韧性提高；结晶区使聚合物的刚硬性，耐热性，耐化学性，耐应力龟裂能力以及收缩率都提高。结论第72页，共131页，星期日，2025年，2月5日2.4.5成型后处理方法与结晶(1)二次结晶（secondarycrystallization）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。缓慢，可达几年，甚至几十年。(2)后结晶（recrystallization）/再结晶一