熱塑性復(fù)合材料的分類及特性-閱讀頁
2025-05-30 03:21本頁面
【正文】 課件 第十章 熱塑性復(fù)合材料 聚合物的結(jié)晶和定向 聚合物在成型過程中受到某些條件的作用 ， 能發(fā)生結(jié)晶或使結(jié)晶度改變 ， 在外力作用下大分子會(huì)發(fā)生取向 。 大分子鏈段的重新排列需要一定的熱運(yùn)動(dòng)能量和分子間足夠的內(nèi)聚能量 。 聚合物的結(jié)晶過程一般發(fā)生在 Tg～ Tm之間 。 需要說明的是： 并非所有的聚合物都能結(jié)晶 ， 能夠結(jié)晶的聚合物稱“ 晶態(tài)聚合物 ” ， 不能結(jié)晶的聚合物為 “ 非晶態(tài)聚合物 ” 。 同一種晶態(tài)聚合物的結(jié)晶度不同 ， 會(huì)使其物理性質(zhì)有很大差異 。 10.3.3 聚合物的結(jié)晶和定向 課件 第十章 熱塑性復(fù)合材料 （ 2）聚合物的結(jié)態(tài)結(jié)構(gòu)模型 a、兩相結(jié)構(gòu)模型 模型：聚合物結(jié)晶時(shí)總不能完全結(jié)晶 ， 而只能部分結(jié)晶 ， 是晶區(qū)與非晶區(qū)同時(shí)共存的兩相結(jié)構(gòu) 。 這個(gè)模型可用來解釋為什么結(jié)晶高聚物中晶區(qū)尺寸比高分子鏈的長度要小得多的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 （ X－衍射實(shí)驗(yàn) ） ， 以及在 X－射線衍射圖中除了有代表晶態(tài)結(jié)構(gòu)的衍射環(huán)外還存在代表非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的彌散環(huán)的實(shí)驗(yàn)事實(shí) 。 10.3.3 聚合物的結(jié)晶和定向 課件 第十章 熱塑性復(fù)合材料 b、褶迭鏈模型 模型：認(rèn)為在晶體中的柔性大分子鏈有兩種不同類型的排列和堆砌方式 。 因此從 X－射線分析其是非晶相的 。 由于這種鏈?zhǔn)?xì)而長 ， 表面能很大 ， 它會(huì)褶迭成“ 帶 ” 狀結(jié)構(gòu) 。“ 帶 ” 還能堆積成晶片 ， “ 片 ” 再增長可形成單晶 。 如聚乙烯 、 聚四氟乙烯 、 聚偏二氯乙烯等 。 縮聚產(chǎn)物能結(jié)晶 如聚酯 、 聚酰胺等可以結(jié)晶 。 成型過程中溫度從粘流態(tài)溫度 Tm降到玻璃態(tài)溫度Tg的速度對(duì)結(jié)晶程度的影響非常大 。 對(duì)于制品而言 ， 結(jié)晶太嚴(yán)重 ， 制品發(fā)脆 、 易扭曲變形；沒有結(jié)晶 ， 制品強(qiáng)度低 。 10.3.3 聚合物的結(jié)晶和定向 課件 第十章 熱塑性復(fù)合材料 2)熔融溫度和時(shí)間的影響 結(jié)晶聚合物在加工前具有部分結(jié)晶結(jié)構(gòu) ， 當(dāng) TTm時(shí) ， 加工溫度越高 ， tm時(shí)間越長 ， 殘存晶核越少 ， 冷卻時(shí)均相成核 。 加工溫度越低 ， tm時(shí)間越短 ， 冷卻時(shí)異相成核 。 3)應(yīng)力影響 受高應(yīng)力使結(jié)晶加快。 不同應(yīng)力下生成的晶體形狀； 拉 、 剪應(yīng)力生成纖維狀晶體； 壓應(yīng)力生成球晶 ， 高壓生成小而不規(guī)則球晶 低壓生成大而完整的球晶 10.3.3 聚合物的結(jié)晶和定向 課件 第十章 熱塑性復(fù)合材料 4)分子鏈結(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)晶的影響 有利結(jié)晶的因素： A、 分子鏈結(jié)構(gòu)簡單 、 鏈節(jié)小 、 分子質(zhì)量適中； B、 結(jié)構(gòu)對(duì)稱 ， 主體規(guī)整 ， 主鏈上不帶或少帶支鏈； C、 剛?cè)嵝约胺肿娱g作用力適中 。 抗溶劑性增大 ， 耐化學(xué)腐蝕性增大 。 球晶愈大，韌性愈差，制品透明性差； 結(jié)晶過多，制品翹曲變形，內(nèi)應(yīng)力大，反而使強(qiáng)度降低。定向會(huì)使縱向強(qiáng)度增加，橫向強(qiáng)度降低，隨聚合物的定向提高，這種現(xiàn)象愈嚴(yán)重。 如圖 1011。 表現(xiàn)為： a、分子鏈斷裂； b、雙聯(lián)； c、分子鏈結(jié)構(gòu)改變； d、側(cè)基改變； e、綜合作用。 10.3.4 成型中聚合物的降解 課件 第十章 熱塑性復(fù)合材料 1 熱降解 2 應(yīng)力降解 3 氧降解 4 水降解 熱降解屬于游離基型的鏈反應(yīng)歷程 。 空氣中的氧在成型過程的高溫下 ， 能使聚合物的化學(xué)鍵較弱部分形成極不穩(wěn)定的過氧化物結(jié)構(gòu) ， 過氧化物結(jié)構(gòu)易分解產(chǎn)生游離基 。 10.3.4 成型中聚合物的降解 課件 第十章 熱塑性復(fù)合材料 降解能使制品外觀變壞，性能降低，使用壽命縮短。 (3)合理的選擇工藝條件 (4)選擇先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和模具 (5)在配方中加入穩(wěn)定劑 作業(yè)： 溫度及冷卻速度對(duì)聚合物成型過程中結(jié)晶的影響
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