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熱塑性塑料成型過程中聚合物分子的取向

發(fā)布時間:2015-11-27 來源: 環(huán)球塑化網(wǎng) 專題: 塑料加工 打印

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  用熱塑性塑料生產(chǎn)制品時,只要在生產(chǎn)過程中有熔體流動,就會存在聚合物分子取向的問題。盡管改變生產(chǎn)方法,但是流動取向在制品中造成的性質(zhì)變化以及影響取向的外界因素都基本一致。

  根據(jù)對實際樣品的測定,熱塑性塑料制品中各區(qū)的取向程度不同,如圖2—7所示。一方面,由剪切應(yīng)力造成熔體的流動速度梯度,誘導(dǎo)分子取向;另一方面,取向是一種熱力學(xué)非平衡態(tài),當(dāng)溫度較高時,取向的聚合物在分子熱運(yùn)動的作用下父可能發(fā)生解取向。塑料制品中任一點的取向狀態(tài)都是剪切應(yīng)力和溫度兩個主要因素矛盾運(yùn)動的結(jié)果,與該點在模塑過程中的流體運(yùn)動和冷卻的歷史過程有關(guān)。

  例如,在擠出成型和注射成型的制品中,由于在澆口的等溫流動區(qū)域,管道截面小,流動速度大,導(dǎo)致管道附近的熔體取向度最大。當(dāng)進(jìn)入非等溫流動區(qū)域(截面尺較大的模腔)后,壓力逐漸降低,流動速度降低,其前沿區(qū)域的取向度最低。前沿部分的熔體與溫度較低的管壁接觸時,被迅速地冷卻形成了取向結(jié)構(gòu)少或無取向結(jié)構(gòu)的冷凍表層。而靠近凍結(jié)層的熔體仍在流動,教度高,速度慢,導(dǎo)致模腔中次表層的熔體有最大的取向度。但是在模腔中心的熔體,溫度高,流速大,取向度低。

  塑料制品中如果含有取向的分子,順著分子取向的方向(也就是塑料在成型中的流動方向,簡稱機(jī)向或直向)上的機(jī)械強(qiáng)度總是大于與之垂直的方向(簡稱橫向)上的。在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品中,由取向引起的各向性能的變化十分復(fù)雜。如果塑料制品需要較高取向度時,可以適當(dāng)增加澆口長度、壓力和充滿塑模的時間。如果塑料制品需要較低取向度時,可以適當(dāng)增加塑模溫度、制品厚度(即型腔的深度),或者將澆口設(shè)在型腔深度較大的部位,減少分子取向程度。

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