建塑成型之物化变化

1、建塑成型之物化变化第1页，共16页，2022年，5月20日，8点16分，星期三 结晶 crystallization 聚合物结晶特点 无清晰的熔点 结晶聚合物有一个较宽的熔融温度范围。在此温度范围内，发生边熔融边升温的现象。第2页，共16页，2022年，5月20日，8点16分，星期三 结晶速度慢 聚合物的结晶速度是成核速度(vi)和晶体生成速度(vc)之和。最大结晶速度(vmax)在Tg Tm之间。 结晶速度 vmax vi vc Tg Tmax Tm 温度 第3页，共16页，2022年，5月20日，8点16分，星期三 结晶不完全 不同结晶度的PE的性能 结晶度% 65 75 85 95 密

2、度 g/cm3 0.91 0.93 0.94 0.95 熔点 105 120 125 130 拉伸强度MPa 1.4 18 25 40 伸长率% 500 300 100 20 冲击强度kJ/m2 54 27 21 16 硬 度 130 230 380 700结构性能关系第4页，共16页，2022年，5月20日，8点16分，星期三 结晶度的高低与链结构有关 主链对称 取代基不大且对称 立构规整性好 链上不带支链或只带极少支链 分子间刚柔性及分子间作用力适中第5页，共16页，2022年，5月20日，8点16分，星期三 聚合物球晶的形成 聚合物 熔融成型 制品 成型加工过程中，聚合物熔体冷却结晶时，

3、在不存在应力和流动的情况下，通常生成球晶。 球晶的形成 晶核晶片初级球晶球晶冷却加热第6页，共16页，2022年，5月20日，8点16分，星期三第7页，共16页，2022年，5月20日，8点16分，星期三 成核机理 均相成核 异相成核 聚合物熔体中，高分子链段靠热运动而自发形成晶核的过程。过程中，晶核密度能连续上升。 以外来的杂质、未完全熔融的残余结晶聚合物、成核剂为中心，吸附熔体中的高分子链作有序排列而形成晶核的过程。过程中，晶核密度不发生变化。第8页，共16页，2022年，5月20日，8点16分，星期三 成型加工中影响结晶的因素 熔融温度和熔融时间 成型温度高且熔融时间长，残存的晶核少，熔

4、体冷却时主要以均相成核形成晶核，结晶速度慢，晶体尺寸大。 成型温度低并熔融时间短，残存的晶核多，熔体冷却时易异相成核，结晶速度快，晶体尺寸小而均匀。有利于提高机械强度和热变形温度。第9页，共16页，2022年，5月20日，8点16分，星期三 晶核数 停留时间短 停留时间长 熔体温度 聚合物熔体中晶核数与熔体温度和加热时停留时间的关系第10页，共16页，2022年，5月20日，8点16分，星期三 冷却速度 成型加工过程中，聚合物要经历从Tm以上降温到T变 (或Tg)以下的过程。这期间，冷却速度是晶核形成和晶体生长的条件。 聚合物在加工中能否结晶，结晶度的大小，晶体的形态和尺寸都与熔体冷却速度有关

5、。 冷却速度 结晶时间 结晶度第11页，共16页，2022年，5月20日，8点16分，星期三 熔体温度tm 冷却介质温度tc tm - tc =t 冷却温差t t 小 缓冷过程 结晶度高 t 大 速冷过程 结晶度低 t 居中 中等冷却过程 结晶度适中tc 选择在Tg Tmax 第12页，共16页，2022年，5月20日，8点16分，星期三 应力 成型加工过程中， 结晶速度 聚合物受到高应力作 有应力 用时，会加速结晶。 无应力 温度第13页，共16页，2022年，5月20日，8点16分，星期三 成型后的后处理方法与结晶性 二次结晶 指一次结晶后，残留的非晶区域和结晶不完善区域继续结晶的过程。此

6、过程很缓慢，可几年或几十年。 后结晶 指一部分来不及结晶的区域，在成型加工后继续结晶的过程。此过程不形成新的结晶区域，而是在球晶的界面上使晶体进一步长大。 第14页，共16页，2022年，5月20日，8点16分，星期三 二次结晶和后结晶都会使制品性能和尺寸在使用和储存中发生变化，影响制品正常使用。为此，通常要做后处理。常用的方法有两种： 热处理(退火) annealing 加速聚合物二次结晶和后结晶的过程。 退火温度小于热变形温度10200C 退火时间长有利于高分子链段的重排 淬火(骤冷) quenching 快速冻结大分子的链段运动，防止二次结晶和后结晶。思路第15页，共16页，2022年，5月20日，8点16分，星期三复习： （