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塑料结构形态对制品质量有怎样的影响?

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塑料结构形态对制品质量有怎样的影响?


结晶效应 

(1)结晶概念

聚合物的超分子结构对注塑条件及制品性能的影响非常明显。过去研究聚合物加工多从分子量大小、分子量分布及分子链支化的角度。但近年来,人们更注意到对于比单个他子大得多的超分子结构(聚积态结构),大分子链的排列、各种粒子形态堆砌方式,结晶效应、取向效应等对制品质量的影响更为重要。

聚合物按其超分子超分子结构可分为结晶型和非结晶型,结晶型聚合物的分子链呈有规则的排列,而非结晶型聚合物的分子链呈不规则的无定型排列。不同形态表现出不同的工艺特性和物理机械性能。一般,结晶型聚合物比非结晶型具有较高的耐热性能和机械性能。

分子结构较简单的、对称性高的聚合物易生成结晶,例如聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氯乙烯等;分子链节虽然较大,分子间的作用力很强也能生成结晶,例如聚酰胺、聚甲醛等。但如果在分子链上有很大的侧基存在时,则不易生成结晶,如聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯和有机玻璃等。分子链刚性大的聚合物也不能结晶,如聚砜、聚碳酸酯、聚苯醚等。

(2)聚合物结晶度对制品性能的影响

① 密度  

结晶度高,说明多数分子链已排列成有序而紧密的结构。分子间作用力强,所以密度随结晶度提高而加大,例如70%结晶度的聚丙烯其密度为0.896g/cm3,当结晶度增至95%时则密度增至0.903g/cm3。

② 拉伸强度  

结晶度高,拉伸强度高,例如结晶度70%的聚丙烯其拉伸强度为27.5Mpa,当结晶度增至95%时,则拉伸强度可提高到42 Mpa。

③ 冲击强度  

冲击强度随结晶度提高而减小,例如70%结晶度聚丙烯,其缺口冲击强度为14.9KN·m/m2,当结晶度为95%时,冲击强度减小到4.77KN·m/m2。

④ 刚度  

70%结晶度的聚丙烯其模量为4400Mpa,而到95%时,则下降到980Mpa。

⑤ 热性能  

结晶度增加有助于提高软化温度和热变形温度,如结晶度为70%的聚丙烯,载荷下的热变形温度为124.9℃,而结晶度95%时则为151.1℃。刚度是注塑制品脱模条件之一,较高的结晶度会减少制品在模内的冷却周期。结晶度会给低温带来脆性,例如结晶度分别为55%、85%、95%的等规聚丙烯,其脆化温度分别为0℃、10℃、20℃。

⑥ 翘曲  

结晶度提高会使体积减小,收缩加大。结晶型材料比非结晶材料更易翘曲,这是因为制品在模内冷却时,由于温度上的差异引起结晶度的差异,使密度不均、收缩不等,导致产生较高的内应力,而引起翘曲,并使耐应力龟裂能力降低。

⑦ 光泽度  

结晶度提高会增加制品的致密性,使制品表面光洁度提高,但由于球晶的存在会引起光波的散射,而使透明度降低。

(3)影响结晶度的因素

① 温度及冷却速度  

结晶有一个热历程,必然与温度有关。当聚合物熔体温度T高于熔融温度Tm时,大分子链的热运动显著增加,当达到大于分子的内聚力时,分子....


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