【正文】 ， 但成型出的制品性能比較差 。 欲提高制品性能 ， 需要盡量減少聚合物中的低分子物質(zhì) ， 并盡量使用相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄的物料 。 （ 2）溫度對(duì)粘度的影響 聚合物 溫度升高 后 體積膨脹 ，大分子之間的 自由空間 隨之增大 ，彼此間的靜電引力減小，有利于大分子變形和流動(dòng)，即 黏度下降 。 注：注射成型生產(chǎn)中，依靠提高溫度降低熔體粘度以改善流動(dòng)性的工藝控制方法，主要適用于粘度對(duì)剪切速率不太敏感或其熔體近似服從牛頓流動(dòng)規(guī)律的聚合物，如聚甲基丙烯酸甲脂 PMMA、聚碳酸酯 PC等這些材料不需要增加很多溫度而它們的粘度卻下降不少。 （ 3）壓力對(duì)粘度的影響 在一定 壓力作用 下，聚合物大分子間的 自由空間被壓縮 減小，宏觀上將表現(xiàn)出 體積收縮 ， 流動(dòng)阻力隨之 增大 。因此，聚合物成型過(guò)程中，成型壓力增大，其熔體所受的壓力也會(huì)隨之提高，伴隨著熔體體積收縮，其 黏度 數(shù)值也將會(huì) 增大 。 ? 單純靠增大壓力來(lái)提高熔體流量或沖模能力的方法十分不當(dāng)。 ?對(duì)需要增大黏度而又不宜采用降溫措施的場(chǎng)合，可以考慮采用提高壓力的方法解決。 ?要綜合考慮生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性、設(shè)備和模具的可靠性及制件的質(zhì)量等因素，確保成型工藝能有最佳的注射壓力 和 注射溫度 。 (4)助劑對(duì)粘度影響 為了保證使用性能或加工需要， 多數(shù)聚合物都要添加 一些 助劑 才能使用。聚合物中添加助劑后，大分子間的相互作用力、熔體黏度都將發(fā)生改變。 如，增塑劑降低粘度，提高流動(dòng)性。 167。 聚合物成型過(guò)程中的物理化學(xué)變化 一、聚合物的結(jié)晶 1）．結(jié)晶的概念 聚合物兩大類型： 結(jié)晶聚合物 和 非結(jié)晶聚合物 。非晶聚合物又叫無(wú)定形聚合物。 聚合物高溫熔體向低溫固態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中 分子鏈的構(gòu)型 (結(jié)構(gòu)形態(tài) )能否得到 穩(wěn)定規(guī)整的排列 ，可以則為結(jié)晶形，反之為非結(jié)晶形。 結(jié)晶和非結(jié)晶聚合物的主要區(qū)別： 可以結(jié)晶的有：①分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)稱性高的聚合物，如聚乙烯等。②一些分子鏈節(jié)雖然較大，但分子之間作用力也很大的聚合物，如聚酰胺、聚甲醛等。 2）結(jié)晶度： 結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶區(qū)在聚合物中所占的重量百分?jǐn)?shù)。（大多數(shù)聚合物的結(jié)晶度約為 10%～ 60%，但有些也可能達(dá)到很高的數(shù)值，如 PP的結(jié)晶度達(dá)到 70%～ 95%， HDPE和PTFE的也能超過(guò) 90%） 3）結(jié)晶對(duì)塑件性能的影響 ? 密度 密度 隨結(jié)晶度的增大而 提高 。 ? 力學(xué)性能 抗拉強(qiáng)度 隨結(jié)晶度的增大而 提高 ； 沖擊韌性 將 下降 ； 彈性模量 將 減小 。 ? 熱性能 結(jié)晶有助于 提高 聚合物的 軟化溫度 和 熱變形溫度 ，使塑件 脆性加大 。 ? 翹曲 結(jié)晶程度越高，體積收縮越大，因此結(jié)晶態(tài)塑件比非結(jié)晶態(tài)塑件更 容易 因收縮不均而發(fā)生 翹曲 。 ? 表面粗糙度和透明度 結(jié)晶后，塑件 表面粗糙度 將 降低 ，而 透明度 會(huì) 減小 或喪失。 1）取向的概念 聚合物大多分子在應(yīng)力作用下形成的有序排列叫做取向結(jié)構(gòu)。 2）分類 ? 按應(yīng)力性質(zhì)不同分 拉伸取向 — 由拉應(yīng)力引起，取向方向與拉伸方向一致 流動(dòng)取向 — 在切應(yīng)力作用下沿著熔體流動(dòng)方向形成的取向 ?根據(jù)熔體流動(dòng)性質(zhì)，取向結(jié)構(gòu)分為 單軸取向 和 多軸取向 。 單軸取向： 結(jié)構(gòu)單元均沿著一個(gè)流動(dòng)方向有序排列； 多軸取向：結(jié)構(gòu)單元可沿兩個(gè)或兩個(gè)以上的流動(dòng)方向有序排列。 3） 取向?qū)λ芗阅艿挠绊? 對(duì) 單軸取向 而言，取向后在與取向 平行方向 上 抗拉強(qiáng)度增強(qiáng) ，而與取向軸 垂直方向 的 抗拉強(qiáng)度 則有所 減弱； 對(duì) 雙軸取向 的薄片或薄膜在平面的 任何方向 上其 抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊韌度均有提高。 綜上所述，聚合物的取向?qū)λ芗男阅苡绊懞艽?。在塑料成型生產(chǎn)中，可以利用聚合物的取向來(lái)提高塑件的性能，例如 吹塑成型 就是利用聚合物雙軸取向原理來(lái)提高其性能的， 1）概念 由于聚合物大分子 受熱 和 應(yīng)力 的作用，或由于在高溫下受微量 水分 、 酸 、 堿 等雜質(zhì)及空氣中 氧 的作用，聚合物會(huì)發(fā)生 相對(duì)分子量降低 或 大分子結(jié)構(gòu)改變 等化學(xué)變化，這種現(xiàn)象叫降解或裂解。 注：聚合物降解通常是有害的 . 2)．降解的種類 (1)熱降解 注射成型過(guò)程中，由于聚合物在高溫下受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起的降解反應(yīng)叫做熱降解。 2)．降解的種類 （ 2）氧化降解 聚合物與空氣中的氧氣接觸后，某些化學(xué)鏈較弱的部位常產(chǎn)生極不穩(wěn)定的過(guò)氧化結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)很容易分解產(chǎn)生游離基，導(dǎo)致聚合物發(fā)生解聚反應(yīng)，這種因氧化而發(fā)生的降解叫做氧化降解。 (3)水降解 如果聚合物的分子結(jié)構(gòu)中含有容易被水解的化學(xué)基團(tuán)，這些基團(tuán)很容易在注射溫度和壓力下被聚合物中的水分分解，生產(chǎn)中將這種現(xiàn)象叫做水降解。 (4)應(yīng)力降解 注射成型 (或其他一些成型 )過(guò)程中，聚合物的分子鏈在一定的應(yīng)力條件下也會(huì)發(fā)生斷裂，并因此引起相對(duì)分子質(zhì)量降低，通常把這種現(xiàn)象叫做應(yīng)力降解。 ? 聚合物降解通常是有害的 . ? 3）防治 ? ? 嚴(yán)格控制原材料的技術(shù)指標(biāo)和使用合格的原材料 ? ? 使用前對(duì)聚合物進(jìn)行嚴(yán)格的干燥 ? ? 確定合理的加工工藝和加工條件 ? ? 使用添加劑 1)定義： 聚合物的 交聯(lián) 通常是針對(duì) 熱固性塑料 而言的，是指聚合物在成型過(guò)程中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，通過(guò)交聯(lián)反映得到體型聚合物。通常也稱“硬化”。 2）交聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)： 經(jīng)過(guò)交聯(lián)后，聚合物的 強(qiáng)度、耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性 和 尺寸穩(wěn)定性 均能比原來(lái)有所 提高 。 交聯(lián)反應(yīng)主要應(yīng)用在熱固性聚合物的成型固化過(guò)程中；對(duì)于 熱塑性聚合物 ，由于交聯(lián)對(duì)流動(dòng)和成型不利，且影響制品性能，應(yīng) 盡量避免 。 ?交聯(lián)即硬化或熟化 。 ?“ 硬化得好 ’’或“硬化得完全”，并不意味著交聯(lián)反應(yīng)完全，是指成型固化過(guò)程中的 交聯(lián)反應(yīng) 發(fā)展到了一種最為 適宜的程度 ，制件能獲得最佳的物理和力學(xué)性能。 ?交聯(lián)的程度，稱為交聯(lián)度 。 ?常因各種原因， 聚合物很難完全交聯(lián) ，但 硬化程度 卻可完成 超過(guò)百分之百 。生產(chǎn)中將硬化程度超過(guò)百分之百稱為 過(guò)熟， 反之為 欠熟 。 3）關(guān)于硬化、熟化的一些解釋： ? （ 1）硬化不足 （ 欠熟） ? 塑件的機(jī)械 強(qiáng)度 、 耐熱 、 耐化學(xué)腐蝕性、電絕緣性 等會(huì) 下降 ；塑件 缺少光澤 ，容易發(fā)生 翹曲變形；有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生裂紋。 ? （ 2）過(guò)度硬化（ 過(guò)熟） ? 塑件機(jī)械 強(qiáng)度不高、變色、發(fā)脆 ， 表面 有時(shí)會(huì)出現(xiàn)密集的 小泡 ；可使塑件產(chǎn)生 焦化 和 裂解 現(xiàn)象。 生產(chǎn)中，通過(guò)反復(fù)測(cè)試確定最佳的“硬化程度”！ 本章結(jié)束 第 2章 塑料的組成與工藝特性 167。 塑料的基本組成 合成樹脂＋添加劑 1）合成樹脂 （ 40%~100%） 受熱軟化后可將塑料的其它組分加以粘合，并決定塑料的主要性能，是塑料的基材。 2）添加劑 包括填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、著色劑和固化劑等 添加劑 作 用 常用的各種添加劑 含量 填充劑（填料） 調(diào)整塑料的物理化學(xué)性能 提高材料強(qiáng)度 減少合成樹脂的用量降低塑料成本 木粉、紙、棉屑、硅石、硅藻土、云母、石棉、石金屬粉、玻璃纖維、和碳纖維等 20%~ 50% 增塑劑 提高塑件的可塑性和柔軟性但會(huì)降低塑件的穩(wěn)定性、介電性和機(jī)械強(qiáng)度 不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)的液體有機(jī)化合物或低熔點(diǎn)的固體有機(jī)化合物 穩(wěn)定劑 抑制和防止塑料在加工和使用過(guò)程中因受熱、光及氧等作用而分解變質(zhì) 硬脂酸鹽、鉛的化合物及環(huán)氧化合物 %~ % 潤(rùn)滑劑 防止塑料在成型加工過(guò)程中粘附在模具上 提高塑件的流動(dòng)性 硬脂酸及其鹽類 1% 著色劑 使塑料具有各種顏色的物質(zhì) 有機(jī)顏料、無(wú)機(jī)鹽料、染料 %~ % 固化劑 促使合成樹脂進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)或加快交聯(lián)反應(yīng)速度 1）按合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)及特性分 ? 熱塑性塑料 如： PE、 PP、 PS、 PVC、 PMMA、 PA、 POM、 ABS、 PC、PPO、 PSU、 PTFE等 ? 熱固性塑料 如：酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、脲醛塑料、三聚氰胺甲醛和不飽和聚酯等 2）按塑料的用途分 ? 通用塑料 非結(jié)構(gòu)塑料，產(chǎn)量大、價(jià)格低、性能一般。 如： PE、 PP、 PS、 PVC等。日常生活用品、包裝材料、小型機(jī)械。占塑料總產(chǎn)量 80％。 ? 工程塑料 可作為結(jié)構(gòu)塑料。與通用塑料相比，產(chǎn)量低、價(jià)格高，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、電性能、化學(xué)性能及耐熱、耐磨和尺寸穩(wěn)定性。 如： PA、 PC、 PPO、 ABS、環(huán)氧樹脂等。汽車、機(jī)械、化工等部門制造機(jī)械零件和工程材料。 ? 特殊塑料 具有某些特殊性能的塑料。有較高的耐熱性或電絕緣性及耐腐蝕性能。 如：氟塑料、聚酰亞胺塑料、有機(jī)硅樹脂和環(huán)氧樹脂等 167。 塑料成型的工藝特性 塑料的工藝性能 —— 塑料在成形過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的特有性質(zhì)。 塑料工藝性能 收縮性 流動(dòng)性 相容性 吸濕性 熱敏性 比容和壓縮比 1） 收縮性 —— 塑件從模具中取出冷卻到室溫后，尺寸或體積收縮的特性稱為塑件的 成型收縮性 成型收縮的大小可用收縮率來(lái)表示： %100%,100 ?????? b bcSb baS js式中 Ss—— 實(shí)際收縮率 , 用于大型模具及精密模具 Sj —— 計(jì)算收縮率，用于小型模具及普通模具 a —— 模具在成型溫度時(shí)的尺寸 b —— 塑件在室溫時(shí)的尺寸 c —— 模具在室溫時(shí)的尺寸 167。 塑料成型的工藝特性 167。 塑料成型的工藝特性 ?影響塑件收縮的因素： 塑料的品種 品種不同收縮率不同，同一種塑料由于相對(duì)分子質(zhì)量、填料及配比等不同，則其收縮率也不同。 塑件的結(jié)構(gòu) 塑件的形狀 、尺寸、壁厚、有無(wú)嵌件、嵌件數(shù)量及布局等，對(duì)收縮率值有很大影響。塑件的形狀復(fù)雜、尺寸小、壁薄、帶嵌件，收縮率就小。 模具結(jié)構(gòu) 模具的分型面、加壓方向、澆口形式（ 直接澆口 和 點(diǎn)澆口 ）、尺寸及分布等對(duì)收縮率及方向性影響也很大，如采用直接澆口，澆口截面大，收縮小，但方向性明顯。 成型工藝條件 模具溫度高、塑件冷卻慢，則密度高、收縮大；注射壓力高、脫模后彈