高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能(文件)
【正文】 流變學(xué)性質(zhì) 當(dāng)式???nK ?? 中的 n ＜ 1 時(shí)， 流液體 為假塑性液體。在注射成型中可通過(guò)控制注射溫度、注射壓力、注射速度、模具結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì) 表觀粘度的控制。 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 ⑴聚合物熔體在成型過(guò)程中的要求： ①保證順利充型、排氣、不產(chǎn)生噴射、 不產(chǎn)生或少產(chǎn)生熔接痕。 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 1 .4 .1 熔體在圓形導(dǎo)管內(nèi)的流動(dòng) 設(shè)： 圓形導(dǎo)管半徑 R ，流體作層流運(yùn)動(dòng)，管長(zhǎng) L 。 第二區(qū)段： 噴嘴 模具的主流道、分流道和澆口段。該段聚合物熔體發(fā)生流動(dòng) 相變與固化 ,其過(guò)程非常復(fù)雜本書(shū)中不作這方面的介紹。 澆注系統(tǒng) 設(shè)計(jì)時(shí)，在可能的情況下，流道短較好，以減小壓力損失 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 ⑶ 符合指數(shù)規(guī)律的聚合物熔體流動(dòng)時(shí)的壓力損失分析 2）壓力損失和流道（包括型腔）的截面尺寸有關(guān)： ①流道的寬高比影響： 矩形流道的深度比寬度對(duì)壓力損失的影響敏感得多、大得多 因此，深度應(yīng)盡量小，以便試模后留有返修的余地。 小截面澆口的極限尺寸： 但當(dāng)澆口截面過(guò)小，剪切速率再增加 表觀粘度也不再降低 ，此時(shí)的澆口截面就是小澆口的極限尺寸。 熔體溫度＜聚合物的降解溫度。 圖 ，橫坐標(biāo)是流體層半徑 r與管子半徑 R的比值 。 ②出口區(qū)： 料流斷面收縮， 收縮比： 牛頓型流體 ?DDS 非牛頓型流體 ?DDS 假塑性流體繼收縮之后 由于彈性的恢復(fù)又會(huì)出現(xiàn)膨脹效應(yīng)。 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 概念 聚合物：結(jié)晶型和無(wú)定形兩種 ，結(jié)晶型聚合物其結(jié)晶程度可用結(jié)晶區(qū)在聚合物中所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù) —— 結(jié)晶度來(lái)度量 結(jié)晶： 指聚合物從熔融狀態(tài)到冷凝時(shí)，分子由無(wú)秩序狀態(tài)變成具有三維長(zhǎng)程有序的晶體結(jié)構(gòu)的過(guò)程或現(xiàn)象。晶坯時(shí)結(jié)時(shí)散 處于一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。 △ θ大于最大值， 晶核生成速率降低 直至接近于玻璃化溫度之時(shí)，晶坯的生長(zhǎng) 晶核的生成及晶體的生長(zhǎng)都會(huì)隨之停止。 工業(yè)上常采用熱處理的方法（烘若干時(shí)間）使非晶相轉(zhuǎn)變?yōu)榫啵? 不太穩(wěn)定的晶形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型為穩(wěn)定的晶出結(jié)構(gòu)以及微小的晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)檩^大的晶粒等。 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 ⑴ 取向概念 取向與結(jié)晶的異同 ：都與大分子的有序性有關(guān)，但有序程度不同； 取向 是一維或二維有序； 結(jié)晶 則是三維有序。 非結(jié)晶聚合物各向異性 ：取向方向 (縱向 )的抗拉強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度顯著提高，垂直于取向方向 (橫向 )則強(qiáng)度顯著下降，收縮率縱向大于橫向。 填料的取向方向與程度取決于澆口的形狀與位置。 取向形態(tài)： 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形態(tài)、尺寸和熔體在模具型腔內(nèi)流動(dòng)的情況不同， 取向結(jié)構(gòu)可以是單軸的 如圖 115a所示，也可以是多軸的（或稱平面取向）如圖 115b、 c。 輕度取向區(qū)（ 4區(qū)） ： 熔體中部，熔體流動(dòng)阻力最小，分子 取向最輕。 ②注射壓力和保壓壓力（利于取向） 增大注射壓力和保壓壓力，提高剪切應(yīng)力和剪切速率，有利于取向程度的提高。 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 ⑴ 降解概念 ：聚合物在某些特定條件下發(fā)生的大分子鏈斷裂、側(cè)基的改變、分子鏈結(jié)構(gòu)的改變及相對(duì) 分子質(zhì)量降低的現(xiàn)象稱為降解 。 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 ⑵ 注射成型中，避免降解措施 ： ①控制成型溫度及加熱時(shí)間： 加熱溫度不得高于熱降解溫度否則易導(dǎo)致聚合物的熱降解。 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 ⑴ 交鏈概念： 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)稱為交鏈，通過(guò)鉸鏈反應(yīng)能制造體型聚合物。 熱塑性聚合物成型 ：由于成型條件或其他原因（如原料不純）等也可能引起交聯(lián)反應(yīng)使聚合物的性能變壞 這在成型過(guò)程中應(yīng)盡量避免。 分子長(zhǎng)度：長(zhǎng)徑比 1000 ⒉ 高聚物的結(jié)構(gòu)： 鏈結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu) ①鏈結(jié)構(gòu)類型： 線型、支化的或網(wǎng)狀的。當(dāng) n 接近 1 時(shí)牛頓性強(qiáng)；n接近 0 時(shí)非牛頓性強(qiáng)。 ②聚合物中添加劑的影響 ③溫度及壓力對(duì)聚合物熔體粘度的影響 4聚合物成型過(guò)程中的物理化學(xué)變化 ⑴物理變化 ①聚合物的結(jié)晶。 小截面澆口： 流速愈快，剪切速率愈大，表觀粘度變小 意容易注射。 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 小結(jié) ⑶ 影響假塑性液體流變性的主要因素 4聚合物成型過(guò)程中的物理化學(xué)變化 ⑴物理變化 ①聚合物的結(jié)晶。 表觀粘度 性質(zhì)： 與流體自身性質(zhì)、溫度、剪切速率有關(guān) , 溫度高 , 表觀粘度 降低 . 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 小結(jié) ⑶ 影響假塑性液體流變性的主要因素 ①鏈結(jié)構(gòu) 主鏈結(jié)構(gòu)主要是由單鍵組成等柔順性較好的聚合物，呈現(xiàn)的非牛頓性較強(qiáng)。 ⑵鏈段的運(yùn)動(dòng)：宏觀上表現(xiàn)有橡皮的回彈、拉伸等 ⒉聚合物的熱力學(xué)性能 ⑴非晶態(tài)高聚物的熱力學(xué)性能： ①玻璃態(tài)：當(dāng) θb＜ θ＜ θg ② 高彈態(tài)： θg＜ θ＜ θf(wàn)時(shí) ③粘流態(tài)： θf(wàn)＜ θ＜ θd時(shí) ⑵線型結(jié)晶高聚物的力學(xué)狀態(tài)：沒(méi)有高彈態(tài) 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 小結(jié) 3 聚合物的流變學(xué)性質(zhì) ⑴ 牛頓流體 ： 切應(yīng)力與變形速率成正比的流體 ?? ??? （ 牛頓 流動(dòng)方程） ⑵ 非牛頓流體（ 假粘性流體 ）： 不服從牛頓流體公式的流體。交聯(lián)反應(yīng)后交聯(lián)在一起形成體型結(jié)構(gòu)。所以，交聯(lián)聚合物有較廣泛的應(yīng)用。 ②成型物料的干燥： 吸濕性較強(qiáng)的聚合物尤為必要，可以避免水降解的發(fā)生。氧化降解、應(yīng)力降解等。 ④模具溫度 模具溫度較低時(shí) （利于取向） ，聚合物大分子運(yùn)動(dòng)容易凍結(jié)，取向程度提高，高于慢速?zèng)_模。沿著流動(dòng)方向熔體的溫度不斷下降，故與模具型腔表壁接觸而不發(fā)生取向的薄殼層的厚度也會(huì)逐漸增大 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 ⑹ 影響聚合物取向的主要因素 (以注射成型為例 ) ① 溫度的影響 溫度 ↑ （利于取向） ，一聚合物粘度 ↓。 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 ⑸ 取向程度分布（沿流體徑向）： 未取向區(qū)（ 1區(qū)） ： 型腔表壁 ，充模的初期階段，先與型腔表壁接觸的熔體迅速冷卻 形成一個(gè)來(lái)不及取向的薄殼，以后的熔體將在薄殼內(nèi)流動(dòng)。 取向應(yīng)用 ：應(yīng)使其在使用時(shí)的受力方向與取向與受力方向一致。 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 ⑶ ）注射、壓注成型的塑件中固體填料的流動(dòng)取向 填料也會(huì)在成型過(guò)程中取向。 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 ⑵ 取向?qū)酆衔镄阅艿挠绊? 各向異性 ： 力學(xué)性能與收縮率 ∥ 取向方向的力學(xué)性能較高、收縮率也較大 (也有相反的情況 )。 取向類型： 宏觀上分為拉伸取向和流動(dòng)取向兩種類型。 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能 （研究物理化學(xué)變 ⑵ 影響結(jié)晶的因素 ①過(guò)冷度△
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