【正文】 速度的牽引或拉伸等，均有利于減小或消除端末效應(yīng)帶來(lái)的不利影響。 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化 要求： 了解聚合物加工過(guò)程中產(chǎn)生的 結(jié)晶、取向、降解 和 交聯(lián) 等現(xiàn)象的物理和化學(xué)變化的特點(diǎn)以及成型工藝條件對(duì)它們的影響。 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化 1）結(jié)晶聚合物： 聚合物在從高溫熔體向低溫固態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，若其分子鏈構(gòu)型（結(jié)構(gòu)形態(tài)）能夠得到規(guī)整排列，則該聚合物為結(jié)晶聚合物。（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)晶過(guò)程： 167。 ? 分子結(jié)構(gòu) 聚合物分子結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單、越規(guī)整，結(jié)晶越快，結(jié)晶度越高， 同一種聚合物的最大結(jié)晶速率隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而減小。 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化 5）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。 ? 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。 ? 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。 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化 ? 結(jié)晶型 塑料 有 PE、 PP、 PTFE、 POM、 PA、CPT等 ? 非結(jié)晶型 塑料有 PS、 PMMA、 PC、 ABS、 PSU等 一般來(lái)說(shuō)，結(jié)晶型塑料是不透明的或半透明的，非結(jié)晶型塑料是透明的。 6）成型結(jié)晶塑料時(shí)應(yīng)注意下列問(wèn)題 ? 料溫上升到成型溫度所需的熱量多，要用塑化能力大的設(shè)備 ? 冷凝時(shí)放出熱量大，要充分冷卻 ? 熔態(tài)與固態(tài)的比重差大，成型收縮大，易發(fā)生縮孔、氣孔 ? 各向異性顯著，內(nèi)應(yīng)力大 ? 結(jié)晶熔點(diǎn)范圍窄，易發(fā)生未熔粉末注入模具或堵塞澆口 167。 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化 1）取向的概念 聚合物大多分子及其鏈段或結(jié)晶聚合物的微晶粒子在應(yīng)力作用下形成的有序排列叫做取向結(jié)構(gòu)。 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化 2）取向?qū)λ芗阅艿挠绊? ? 取向?qū)λ芗W(xué)性能的影響 對(duì) 單軸取向 而言，取向后在取向平行方向的抗拉強(qiáng)度大為增強(qiáng)，而與取向軸垂直方向的抗拉強(qiáng)度則有所減弱；而 雙軸取向 的薄片或薄膜在平面的任何方向上均有較高的抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊韌度，抗撕裂能力也有所提高。 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化 ? 取向?qū)ζ渌阅艿挠绊? 聚合物的玻璃化溫度隨取向程度的提高而上升；取向程度越大，回縮或熱收縮越大。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，例如吹塑薄膜就是利用聚合物雙軸取向原理來(lái)提高其性能的，但并不是說(shuō)聚合物取向?qū)λ芗阅芫幸嫣?，在生產(chǎn)厚度較大的塑件時(shí)，就應(yīng)力圖消除取向現(xiàn)象，使塑件不致發(fā)生翹曲變形或裂紋，從而保證塑件質(zhì)量 。 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化 1— 未取向區(qū) 2— 高度取向區(qū) 3— 中等取向區(qū) 4— 輕度取向區(qū) 聚合物熔體從澆口流入模腔時(shí)，熔體處于充模的初期階段，料流呈輻射狀，所以形成 平面取向 結(jié)構(gòu)。由于薄殼對(duì)熔體的摩擦作用，其附近的熔體流動(dòng)阻力很大，熔體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生很大的切應(yīng)力，所以大分子能在此處 高度取向 。而在中部熔體與薄殼附近熔體之間的過(guò)渡區(qū)中，大分子 取向程度中等 。 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化 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。 167。 2）過(guò)度硬化 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。 塑料的基本組成 合成樹(shù)脂＋添加劑 1）合成樹(shù)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 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(shù)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(lèi) 1% 著色劑 有機(jī)顏料、無(wú)機(jī)鹽料、染料 %~ % 固化劑 促使合成樹(shù)脂進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)或加快交聯(lián)反應(yīng)速度 167。 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化 2）按塑料的用途分 ? 通用塑料 如： PE、 PP、 PS、 PVC、酚醛塑料和氨基塑料 ? 工程塑料 如： POM、 PA、 PC、 PPO、ABS、 PSU、 PTFE、 PMMA和環(huán)氧樹(shù)脂等 ? 特殊塑料 如：氟塑料、聚酰亞胺塑料、有機(jī)硅樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂等 167。 熱塑性塑料 收縮性 流動(dòng)性 相容性 吸濕性 熱敏性 熱固性塑料 收縮性 流動(dòng)性 比容和壓縮比 硬化速度 水分及揮發(fā)物含量 熱塑性塑料的工藝性能 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(chēng)為收縮性 成型收縮的大小可用收縮率來(lái)表示： %100%100??????bbcSbbaSjs（ ） （ ） 式中 Ss—— 實(shí)際收縮率 Sj —— 計(jì)算收縮率 a —— 模具或塑件在成型溫度時(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 ? 成型收縮的形式 塑件的尺寸收縮： 由于 熱脹冷縮 和塑件脫模時(shí) 彈性恢復(fù) 、塑性變形等 原因，導(dǎo)致塑件脫模冷卻到室溫后其尺寸縮小。 167。當(dāng)脫模后，由于應(yīng)力趨向平衡及儲(chǔ)存條件的影響，使塑件再次收縮，這種收縮稱(chēng)為 后收縮 。 通常熱塑性塑料的后收縮比熱固性塑料大，擠塑和注射的后收縮比壓縮成型大。 塑料成型的工藝特性 后處理收縮： 在某些情況下，塑件按其性能和工藝要求，成型后要進(jìn)行熱處理，處理后也會(huì)導(dǎo)致塑件尺寸收縮，這種收縮叫 后處理收縮 。 167。 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。 模具結(jié)構(gòu) 模具的分型面、加壓方向、澆口形式、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。 167。 ?塑料的 流動(dòng)性差 ，就不易充滿(mǎn)型腔，因此需要較大的成形壓力才能成形。但流動(dòng)性太好，會(huì)使塑料在成形時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的溢邊，填充不密實(shí)，塑件組織疏松，易粘模。 167。 將被測(cè)塑料裝入加熱料筒中并進(jìn)行加熱，在一定的溫度和壓力下，測(cè)定塑料熔體在 10min內(nèi)從出料孔擠出的重量。 塑料成型的工藝特性 螺旋線(xiàn)長(zhǎng)度用標(biāo)準(zhǔn)阿基米德螺旋線(xiàn)模具來(lái)測(cè) 定。 167。加入填料，降低流動(dòng)性，加入增塑劑和潤(rùn)滑劑，增加塑料的流動(dòng)性。在成形時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié)溫度控制流動(dòng)性。 壓力： 注射壓力 ↑ ，受剪切作用 ↑ ，流動(dòng)性 ↑ 。凡促使熔料溫度降低，流動(dòng)阻力增加的因素，都會(huì)使流動(dòng)性降低。 塑料成型的工藝特性 ?常用熱塑性塑料的流動(dòng)性： 流動(dòng)性好 尼龍 PA、聚乙烯 PE、聚苯乙烯 PS、聚丙烯 PP、醋酸纖維素 CA。 流動(dòng)性差 聚碳酸酯 PC、硬聚氯乙烯、聚苯醚 PPO、聚砜 PSU、氟塑料。 塑料成型的工藝特性 3）相容性（共混性）： 指兩種或兩種以上不同品種的塑料，在熔融狀態(tài)下不產(chǎn)生相分離現(xiàn)象的能力。 通過(guò)塑料的這一性質(zhì)，可得到類(lèi)似共聚物的綜合性能，這是改進(jìn)塑料性能的重要途徑之一。 塑料成型的工藝特性 4）吸濕性 ： 表明塑料對(duì)水分的敏感程度。 注： 凡是具有吸濕或粘附水分傾向的塑料，如成型前水分未去除，則在成型過(guò)程中由于水分在成型設(shè)備的高溫料筒中變?yōu)闅怏w并促使塑料發(fā)生水解，成型后塑料出現(xiàn)氣泡、銀絲等缺陷。 塑料成型的工藝特性 5） 熱敏性： 某些熱穩(wěn)定性差的塑料，在料溫高和受熱時(shí)間長(zhǎng)的情況下就會(huì)產(chǎn)生降解、分解、變色的特性。 ?解決方法： 選用螺桿式注射機(jī)，流道截面取大一些（避免過(guò)大的摩擦熱） 注射機(jī)筒內(nèi)壁、流道和模腔表壁鍍鉻 熔體在模內(nèi)流動(dòng)時(shí)不得有死角和滯料現(xiàn)象 生產(chǎn)時(shí)嚴(yán)格控制成型工藝條件 167。熱收縮與模具溫度成正比，是影響收縮的最主要因素。 彈性恢復(fù)： 塑件從模具中取出后作用在塑件上的壓力消失，由于彈性回復(fù)，會(huì)造成塑件體積的負(fù)收縮（膨脹）。 167。 塑料成型的工藝特性 2）流動(dòng)性 ?表示方法 —— 拉西格流動(dòng)性（單位㎜） 測(cè)定方法： 將一定重量的被側(cè)塑料預(yù)壓成圓錠，將圓錠放入壓模中，在一定的溫度和壓力下，測(cè)定它從模孔中擠出的長(zhǎng)度（毛糙部分不計(jì)在內(nèi)），即為拉西格流動(dòng)值 167。 模具結(jié)構(gòu) 模具成型表面光滑，型腔形狀簡(jiǎn)單，采用不溢式壓縮模等有利于改善流動(dòng)性。 167。比容和壓縮率大，要求加料腔體積增大，同時(shí)成形困難。 塑料成型的工藝特性 4）硬化速度 ? 硬化 是指熱固性塑料成形時(shí)分子由線(xiàn)形向體型轉(zhuǎn)變，完成交聯(lián)反應(yīng)的過(guò)程。 ? 影