发布时间:2021-09-06 11:21:25
一.结晶度
热塑性树脂固体中的分子聚集状态有疏有密,可以把致密的部分称为结晶部分,而把过疏的部分称为非晶部分,大多数的聚合物都会有某种程度的结晶部分;
因此,我们把结晶部分的含有率称为结晶度.但一般而论,像尼龙、热塑性聚酯那样具有官能基的聚合物,或像聚丙烯、聚乙烯等分子排列较规整的聚合物,它们的结晶度较高,而共聚物或混合的聚合物等其结晶度较低.
一般聚合物的实际结晶度比其固有的结晶度要低,因此,其结晶度可以通过热处理或提高模温的方法得到提高.
结晶度高的聚合物其强度增加、伸长率下降、体积减小.塑料的结晶度越高,其密度就大,熔融温度(熔点)也越高,而且强度大,透明性低,伸长率小.
可见结晶度和物性有着紧密的关系,各种树脂在拉伸特性上的变化和该树脂在成型加工过程中产生的结晶化的差异有关.而且结晶化的差异越大,聚合物其拉伸特性的变化幅度也越大.
结晶性较好的聚合物会因其结晶化的进行而产生体积收缩,进而影响其制品的尺寸稳定性.因此,必须设法在加工时尽可能使其结晶度提高到固有的结晶度,以防止后收缩引起制品的尺寸稳定性.现实 上,为了改善制品的尺寸稳定性,常在树脂中添加一些能起结晶化的促进剂(成核剂)。
二.玻璃化温度
在热塑性树脂中有一个玻璃化温度(玻璃化转变点)的现象,即:聚合物在随温度增高的过程中,在其熔融前会在某一温度范围内处于既非固体又非粘性液体的橡胶态,我们把出现橡胶态度的开始温度称为其玻璃化温度(Tg).在这个温度范围里聚合物的热膨胀会突然变大,而且所发生的形变和橡胶不同,是不可逆的形变.
玻璃化温度特性对使用聚合物制品时是非常重要的;例如,把制品放置在玻璃化温度以上的温度条件下时,会招致意想不到的变形.反之,如果想对制品进行改变形状加工处理等,则可以在玻璃化温度以上进行实施.此外,希望提高制品的结晶度时,也可以在这个温度范围中进行处理。
三.塑料的热力学三态
在自然界中,我们把物质在常温中的聚集状态分成三种:即气态、液态、和固态。
以非晶态线型高聚物为代表的高分子聚合物,由于分子结构的连续性,以及其巨大分子量,所以它们的聚集状态不同于一般低分子化合物,而是在不同的热力条件下,以其独特的三种形态存在:即玻璃态、高弹态、和粘流态。
高分子聚合物是不存在气态的,在受热而可能气化之前,分子结构已受到***的破坏,成为低分子的气化物质或碳化物。
高分子聚合物的玻璃态实际上是固态的一种表现形式,特点是在一定的温度范围内,呈现出固态物质普遍具有的性质,在某些力学特性上类似于普通的玻璃。
高分子聚合物的粘流态是一种独特的“液态”,在某个温度范围内,具有既可以流动又有别于普通低分子液体的力学性质。
高分子聚合物的高弹态是介乎玻璃态和粘流态温度范围的***的形态。高分子聚合物和其他物质一样,在特定的温度压力条件下都有一个相对稳定的形态。比如,在普通使用条件下,可以将有机玻璃视为玻璃态的代表,而将液体树脂视为粘流态的代表。
当外界温度、压力发生变化并达到某种水平时,高分子聚合物将改变原有的状态而转变成另外的状态。注塑加工厂的任务就是提供这些变化的条件,在加工过程中,塑料原料(以高分子聚合物为基体)受温度、压力、剪切作用时,其粘度、物理结构、形态等等都会出现变化,其中以温度影响,这是塑料热成型的理论依据。
四.比热容
比热容是单位重量的物料温度上升1度时所需热量[J/kg.k]。
不同高聚物的比热容是不同的,结晶型比非对面型要高。因为加热聚合物时,补充的热能不仅要消耗在温度升上,还要消耗在使高分子结构的变化上,结晶型必须补充熔化潜热所需的热泪盈眶量才能使物料熔化。
注塑过程中,塑料加热或冷却特性是由聚合物的热含量与温差所决定的。热传递速率正比于被加热材料和热源之间的温差。
一般冷却要比熔化快,因为大体上料筒与物料温差小,熔料与模具温差大。加热时间取决于料筒内壁与料层之间的温差和料层厚度。
五.热扩散系数
热扩散系数是指温度在加热物料中传递的速度,又称导热系数其值是由单位质量的物料温度升高1度时所需的热量(比热容)和材料吸收热量的速度(导热系数)来决定。
压力对热扩散系数影响小,温度对其影响较大。