聚合物加工原理.pdf

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1、1）聚合物的可挤压性•可挤压性是指聚合物通过挤压作用形变时获得形状和保持形状的能力。•主要取决于熔体的剪切粘度和拉伸粘度•表征参数：熔融指数（MeltFlowIndex，MI或MFI）熔融指数仪加工方法与熔融指数值2）聚合物的可模塑性•可模塑性是指材料在温度和压力作用下形变和在模具中模制成型的能力。•表征方法：螺旋流动试验。3）聚合物的可纺性•可纺性是指聚合物材料通过加工形成连续的固态纤维的能力。•熔体细流的稳定性表征：Lmax/d=36（vη/γF）式中，Lmax：熔体细流的最大稳定长度；d：喷丝孔直径；v：流出速度；η：熔体粘度；γF：熔体表面张力。4

2、）聚合物的可延性•可延性表示无定型或半结晶聚合物在一个或两个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。•取决于材料产生塑性形变的能力和应变硬化作用。•可延性测定：小型牵伸试验机断裂伸长率εb4.1.2加工成型过程中影响结晶的因素（1）冷却速度：冷却温差△T较小→缓冷过程，均相成核，易形成大球晶，使制品发脆，力学性能降低；△T较大→骤冷（淬火）过程。大分子链段重排的松弛过程滞后于温度变化速度，使结晶温度下降，甚至形成过冷液体，制品具有明显的体积松散性，结构不均引起内应力；△T中等→表面结晶较快，内部结晶较慢，理论上可获得晶核数量与其生长速率间最有利的比例关系。（２）

3、熔融温度和熔融时间（２）熔融温度和熔融时间熔融温度和熔融时间熔融温度和熔融时间↑↑，均相成核，均相成核为主，结晶速度慢，晶体尺寸较为主，结晶速度慢，晶体尺寸较大；大；反之，异相成核反之，异相成核↑↑结晶速度快，晶结晶速度快，晶体小而均匀。体小而均匀。（（33））应力作用应力作用a.a.晶体形态晶体形态�无应力：对称球晶。无应力：对称球晶。�应力应力↑↑：拉长球晶，串晶等。：拉长球晶，串晶等。原因：原因：应力应力↑↑　晶体中伸直链数　晶体中伸直链数↑↑。。b.b.结晶速度结晶速度应力应力↑↑，结晶速度，结晶速度↑↑加快作用。加快作用。原因：初级晶核原因：初级

4、晶核—“—“原纤原纤””的浓度随拉伸的浓度随拉伸或剪切速率增大而升高。或剪切速率增大而升高。（４）杂质：促进:起成核作用，加促结晶，使球晶变小。（5）溶剂：有些溶剂可促进结晶过程，如水对尼龙及聚酯。（6）链结构：规整性：规整度↑，对称性↑（无手性碳等）结晶能力↑柔顺性：柔性↑，结晶能力↑其它结构因素：①支化：规整性↓结晶能力↓②交联：链活动性↓，结晶能力↓③分子间力：柔性↓，结晶能力↓；但作用强烈或有氢键，结晶↑。4．1．3聚合物结晶对制件性能的影响：①结晶度结晶度↑↑抗拉强度抗拉强度↑↑，抗弯强，抗弯强度度↑↑，弹性模量，弹性模量↑↑，但结晶度过，但结晶

5、度过高则材料变脆；高则材料变脆；②微晶有利于提高聚合物冲击强微晶有利于提高聚合物冲击强度，而大球晶使冲击强度度，而大球晶使冲击强度↓↓。。1、二次结晶和后结晶什么是二次结晶？指结晶后期发生在初晶结构下不完善的部位，或是发生在初始结晶残留下的非晶区内的结晶现象。什么是后结晶？聚合物成型时一部分来不及结晶的区域在制件成型后发生的继续结晶过程。后结晶常在初晶的界面上生成并发展，促使聚合物内的晶体进一步长大。2、结晶对聚合物性能的影响(1)密度结晶意味着分子链已经排列成规整而紧密的构型，分子间作用力强，密度随结晶度的增大而提高。(2)拉伸强度由于结晶以后聚合物大分

6、子之间作用力增强，抗拉强度也随着结晶度增大而提高。(3)冲击韧度结晶态聚合物因其分子链规整排列，冲击韧度比非晶态时降低。(4)弹性模量结晶态聚合物的弹性模量比非晶态时小。(5)热性能结晶有助于提高聚合物的软化温度和热变形温度。(6)脆性结晶会使聚合物在注射模内的冷却时间缩短，使成型后的制品具有一定的脆性。（7）翘曲结晶后聚合物因分子链规整排列发生体积收缩，结晶度越高，体积收缩越大。结晶态制件比非晶态制件更易因收缩不均发生翘曲，这是因为聚合物在模内结晶不均匀造成的。(8)表面粗糙度和透明度结晶后的分子链规整排列会增加聚合物组织结构的致密性，制件表面粗糙度将因

7、此而降低，但由于球晶会引起光波散射，透明度将会减小或丧失。聚合物的透明性来自分子链的无定形排列。4．2成型加工过程中聚合物的取向44．．22．．00序言序言（1）取向取向线性高分子充分伸展时，长度与宽度相差极大线性高分子充分伸展时，长度与宽度相差极大（几百、几千、几万倍）。这种结构上悬殊的不（几百、几千、几万倍）。这种结构上悬殊的不对称性使它们在某些情况下很容易沿某个特定方对称性使它们在某些情况下很容易沿某个特定方向占优势平行排列，这种现象就称为向占优势平行排列，这种现象就称为取向取向。。聚合物的大分子及其链段或结晶聚合物的微晶聚合物的大分子及其链段或结晶

8、聚合物的微晶粒子在应力作用下形成的有序排列叫取向结构。粒子在应力作