【文章內(nèi)容簡介】 等都能影響熔體的膨脹效應(yīng) ． 所以膨脹效應(yīng)是熔體流動(dòng)過程中的彈性反映，這種行為與大分子沿流動(dòng)方向的剪切應(yīng)力作用和垂直于流動(dòng)方向的 法向應(yīng)力 作用有關(guān) ． ? ⑵ 、 在純剪切流動(dòng)中法向效應(yīng)是較小的 ． 粘彈性熔體的法向效應(yīng)越大則離模膨脹效應(yīng)越明顯 ． ? ⑶ 、 流道的影響；流道長度很短，離模效應(yīng)將受到入口效應(yīng)的影響 ． 這是因?yàn)檫M(jìn)入澆口段的熔體要收劍流動(dòng)，流動(dòng)正處在速度重新分布的不穩(wěn)定時(shí)期，如果澆口段很短，熔體料流會(huì)很快地出口，剪切應(yīng)力的作用會(huì)突然消失，速度梯度也要消除，大分子發(fā)生蜷曲，產(chǎn)生彈性恢復(fù)，這會(huì)使離模膨脹效應(yīng)加劇 ； 如果流道足夠長，則彈性應(yīng)變能有足夠的時(shí)間進(jìn)行彈性松馳 ． 這時(shí)影響離模膨脹效應(yīng)的主要原因是穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的剪切彈性和法向效應(yīng)的作用。 第二章、塑料的物理性能 ? 四、 聚合物的流變性能 ? ４、 剪切速率對(duì)不穩(wěn)定流動(dòng)的影響 ? ⑴ 、 有三個(gè)流變區(qū)：低剪切速率區(qū) 、 中剪切區(qū) 、 高剪切區(qū) 。 ? ⑵ 、 低剪切速率區(qū) ： 在低剪切速率下被破壞的高分子鏈纏結(jié)能來得及恢復(fù)，所以表現(xiàn)出粘度不變的牛頓特性 ． ? ⑶ 、 中剪切區(qū)隨著剪切速率的提高，高分子鏈段纏結(jié)被順開且來不及重新恢復(fù) ． 這樣就 阻 止了鏈段之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)和內(nèi)磨擦的減小?？墒谷垠w粘度降低二至三個(gè)數(shù)量級(jí)，產(chǎn)生了剪切稀化作用 ． ? ⑷ 、 高剪切區(qū) ： 當(dāng)剪切速率很高粘度可降至最小，并且難以維持恒定，大分子鏈段纏結(jié)在高剪切下已全部被拉直，表現(xiàn)出牛頓流體的性質(zhì)。如果剪切速率再提高，出現(xiàn)不穩(wěn)定流動(dòng)，這種不穩(wěn)定流動(dòng)形成彈性湍流熔體出現(xiàn)波紋， 破裂現(xiàn)象 是熔體不穩(wěn)定 的重要標(biāo)志。 ? ⑸ 、 熔體發(fā)生破裂 ： 當(dāng)剪切速率達(dá)到彈性湍流時(shí) ， 熔體不僅不會(huì)繼續(xù)變稀 ， 反而會(huì)變稠 ． 第二章、塑料的物理性能 ? 四、 聚合物的流變性能 ? ５ 、 溫度對(duì)粘度的影響 ? ⑴ 、 粘度依賴于溫度的機(jī)理 ： 是分子鏈和“自由體積”與溫度之間存在著關(guān)聯(lián) ． ? ⑵ 、 當(dāng)在玻璃化溫度以下時(shí)，自由體積保持恒定，體積隨溫度增長而大分子鏈開始振動(dòng) ． ? ⑶ 、 當(dāng)溫度超過玻璃化溫度時(shí)，大鏈段開始移動(dòng)，鏈段之間的自由體積增加，鏈段與鏈段之間作用力減小，粘度 下 降 ． ? ⑷ 、 不同的聚合物粘度對(duì)溫度的敏感性有所不同 ． ? ６ 、 壓力 對(duì)粘度的影響 ? ⑴ 、 聚合物熔體在注塑時(shí)，無論是預(yù)塑階段，還是注射階段，熔體都要經(jīng)受 內(nèi)部靜壓力 和 外部動(dòng)壓力 的聯(lián)合作用 ． ? ⑵ 、 保壓補(bǔ)料階段聚合物一般要經(jīng)受 1500~2021kgf/cm2壓力作用，精密成型可高達(dá) 4000kgf/cm2,在如此高的壓力下，分子鏈段間的自由體積要受到壓縮。由于分子鏈間自由體積減小，大分子鏈段的靠近使分子間作用力加強(qiáng)即表現(xiàn) 粘度提高 。 第二章、塑料的物理性能 ? 四、 聚合物的流變性能 ? ６ 、 壓力 對(duì)粘度的影響 ? ⑶ 、 在加工溫度一定時(shí)，聚合物熔體的壓縮性比一般液體的壓縮性要大，對(duì)粘度影響也較大。 ? ⑷ 、 由于聚合物的壓縮率不同，所以粘度對(duì)壓力的敏感性也不同；壓縮率大的敏感性大 。 ? ⑸ 、 聚合物也由于壓力提高會(huì)使粘度增加，能起到和降低熔體溫度一樣的等效作用。 ? ７ 、 分子量對(duì)粘度的影響 ? ⑴ 、 一般情況下粘度隨分子量增加而增加，由于分子量增加使分子鏈段加度，分子鏈重心移動(dòng)越慢，鏈段間的相對(duì)們移抵消機(jī)會(huì)越多，分子鏈的柔性加大纏結(jié)點(diǎn)增多，鏈的解脫和滑移困難。使流動(dòng)過程助力增大，需要的時(shí)間和能量也增加 。 ? ⑵、 由于分子量增加引起聚合物流動(dòng)降低，使注塑困難，因此常在高分子量的聚合物中加入一些低分子物質(zhì)，如增塑劑等，來降低聚合物的分子量，以達(dá)到減小粘度，改善加工性能。 第三章 制品成型機(jī)理 一、 結(jié)晶效應(yīng) 結(jié)晶概念 ： 評(píng)定聚合物結(jié)晶形態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)是晶體形狀、大小及結(jié)晶度。 ⑴ 、 聚合物的超分子結(jié)構(gòu)對(duì)注塑條件及制品性能的影響非常明顯，聚合物按其超分子結(jié)構(gòu)可分為結(jié)晶型和非結(jié)晶型 。 ⑵ 、 結(jié)晶型聚合物的分子鏈呈有規(guī)則的排列 ,具有耐熱性和較高的機(jī)械強(qiáng)度 。 ⑶ 、 非結(jié)晶態(tài)聚合物的分子鏈呈不規(guī)則的無定型的排列 ，不 具有耐熱性和較高的機(jī)械強(qiáng)度 。 ⑷ 、 分子結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)稱性高的聚合物都能生成結(jié)晶，如 PE等， 分子鏈節(jié)雖然大，但分子間的作用力很強(qiáng)也能生成結(jié)晶，如 POM、 PA等。 分子鏈剛性大的聚合物不易生成結(jié)晶，如 PC、 PSU、 PPO等。 第三章 制品成型機(jī)理 聚合物結(jié)晶度對(duì)制品性能的影響 ? ⑴ 、 密度： 結(jié)晶度高說明多數(shù)分子鏈已排列成有序而緊密的結(jié)構(gòu)， 分子間作用力強(qiáng)，所以密度隨結(jié)晶 度提高而加大，如 70%結(jié)晶度的PP， 其密度為 ,當(dāng)結(jié)晶度增至 95%時(shí)則密度增至 。 ? ⑵ 、 拉伸強(qiáng)度 ： 結(jié)晶度高，拉伸強(qiáng)度高。如結(jié)晶度 70%的聚丙烯其 拉伸強(qiáng)度為 ， 當(dāng)結(jié)晶度增至 95%時(shí)，則拉伸強(qiáng)度可提高到 42mpa。 ? ⑶ 、 沖擊強(qiáng)度： 沖擊強(qiáng)度隨結(jié)晶度提高而減小，如 70%結(jié)晶度的聚丙烯，其缺口沖擊強(qiáng)度 ,當(dāng)結(jié)晶度 95%時(shí)，沖擊強(qiáng)度減小到 。 ? ⑷ 、 熱性能 ： 結(jié)晶度增加有助于提高軟化溫度和熱變形溫度。如結(jié)晶度為 70%的聚丙烯，載荷下的熱變形溫度為 125度，而結(jié)晶度 95%時(shí)側(cè)為 151度。 剛度是注塑制品脫模條件之一 ，較高的結(jié)晶度會(huì)減少制品在模內(nèi)的冷卻周期。結(jié)晶度會(huì)給低溫帶來脆弱性，如結(jié)晶度分別為 55%， 85%， 95%的等規(guī)聚丙烯其脆化溫度分別為 0度， 10度， 20度。 第三章 制品成型機(jī)理 聚合物結(jié)晶度對(duì)制品性能的影響 ? ⑸ 、 翹曲： 結(jié)晶度提高會(huì)使體積減小，收縮加大，結(jié)晶型材料比非結(jié)晶型材料更易翹曲，這是因?yàn)橹破吩谀?nèi)冷卻時(shí)，由于溫度上的差異引起結(jié)晶度的差異，使密度不均，收縮不等，導(dǎo)致產(chǎn)生較高的內(nèi)應(yīng)力而引起翹曲，并使耐應(yīng)力龜裂能力降低。 ? ⑹ 、 光澤度： 結(jié)晶度提高會(huì)增加制品的致密性。使制品表面光澤度提高，但由于球晶的存在會(huì)引起光波的散射，而使透明度降低。 ? 3 、影響結(jié)晶度的因素 ? ⑴ 、 溫度及冷卻速度 ： 結(jié)晶有一個(gè)熱 交換過 程，與溫度有關(guān)。 ? ① 、 當(dāng)聚合物熔體溫度高于熔融溫度時(shí)大分子鏈的熱運(yùn)動(dòng)顯著增加，到大于分子的內(nèi)聚力時(shí)，分子就難以形成有序排列而不易結(jié)晶；當(dāng)溫度過低時(shí)，分子鏈段動(dòng)能很低，甚至處于凍結(jié)狀態(tài)，也不易結(jié)晶 。 ? ② 、 結(jié)晶的溫度范圍是在玻璃化溫度和熔融溫度之間。 ? ③ 、 在高溫區(qū)（接近熔融溫度），晶核不穩(wěn)定，單位時(shí)間成核數(shù)量少，而在低溫區(qū)（接近玻璃化溫度）自由能低，結(jié)晶時(shí)間長，結(jié)晶速度慢，不能為成核創(chuàng)造條件。這樣在熔融溫度和玻璃化溫度之間存在一個(gè)最高的結(jié)晶速度和相應(yīng)的結(jié)晶溫度。 第三章 制品成型機(jī)理 ? 3 、影響結(jié)晶度的因素 ? ④ 、 溫度是聚合物結(jié)晶過程最敏感性因素，溫度相差 1度，則結(jié)晶速度可能相差很多倍 。 ? ⑤ 、 冷卻速度 ： 聚合物從熔點(diǎn)溫度以上降到玻璃化溫度以下，這一過程的速度 。 它是決定晶核存在或生長的條件。 ? ⑥ 、 過冷度 ：在 注塑 成型 時(shí)，冷卻速度決定于熔體溫度和模具溫度之差稱過冷度 。 ? 分以下三區(qū) ； 等溫冷卻區(qū) 、 快速冷卻區(qū) 、 中速成冷卻區(qū) 。 ? A、 等溫冷卻區(qū)，當(dāng)模具溫度接近于最大結(jié)晶速度溫度時(shí)，這時(shí)過冷度小，冷卻速度慢，結(jié)晶幾乎在靜態(tài)等溫條件下進(jìn)行，這時(shí)分子鏈自由能大，晶核不易生成，結(jié)晶緩慢，冷卻周期加長，形成較大的球晶。 ? B、 快速冷卻區(qū)，當(dāng)模具溫度低于結(jié)晶溫度時(shí)過冷度增大，冷卻速度很快結(jié)晶在非等溫條件下進(jìn)行，大分子鏈段來不及折疊形成晶片，這時(shí)高分子松馳過程滯后于溫度變化的速度 ，于是分子鏈在驟冷下形成體積松散的來不及結(jié)晶的無定型區(qū)。例如：當(dāng)模具型腔表面溫度過低時(shí)，制品表層就會(huì)出現(xiàn)這種情況，而在制品心部由于溫度梯度的關(guān)系，過冷度小，冷卻速度慢就形成了具有微晶結(jié)構(gòu)的結(jié)晶區(qū)。 第三章 制品成型機(jī)理 ? 3 、影響結(jié)晶度的因素 ? C、 中速成冷卻區(qū)，如果把冷卻模溫控制在熔體最大結(jié)晶速度溫度與玻璃化溫度之間，這時(shí)接近表層的區(qū)域最早生成結(jié)晶，由于模具溫度較高，有利于制品內(nèi)部晶核生成和球晶長大。結(jié)晶的也比較完整。在這一溫度區(qū)來選擇模溫對(duì)成型制品是有利的，因?yàn)檫@時(shí)結(jié)晶速率常數(shù)大，模溫較低，制品易脫模，具注塑周期短。例 :PA6, PA66,模溫控制在（ 70~120度）， PP模溫控制在（ 30~80），這有助于結(jié)晶能力提高，在注塑中模溫的選擇應(yīng)能使結(jié)晶度盡可能達(dá)到最接近于平衡位置。過低過高都會(huì)使制品結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在后期會(huì)發(fā)生結(jié)晶過程在溫度升高時(shí)而發(fā)生變化，引起制品結(jié)構(gòu)的變化。 第三章 制品成型機(jī)理 ? 3 、 影響結(jié)晶度的因素 ? ⑵ 、熔體應(yīng)力作用： 當(dāng) 熔體壓力的提高，剪切作用的加強(qiáng)都會(huì)加速結(jié)晶過程 。 由于應(yīng)力作用會(huì)使鏈段沿受力方向而取向，形成有序區(qū)，容易誘導(dǎo)出許多晶胚，使用權(quán)晶核數(shù)量增加，生成結(jié)晶時(shí)間縮短，加速了結(jié)晶作用。 ? ① 、壓力加大還會(huì)影響球晶的尺寸和形狀，低壓下容易生成大而完整的球晶，高壓下容易生成小而不規(guī)則的球晶。 ? ② 、 球晶大小和形狀除與 壓力 大小有關(guān)還與 力的形式 有關(guān) 。在均勻剪切作用下易生成均勻的微晶結(jié)構(gòu)，在直接的壓力作用下易生成直徑小而不均勻的球晶。螺桿式注塑機(jī)加工時(shí)，由于