高分子聚合物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能

1、Shenyang Ligong University 第二章第二章 塑料成型理論基礎(chǔ)塑料成型理論基礎(chǔ) 為了獲得合格的成型塑件，要了解塑料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、物為了獲得合格的成型塑件，要了解塑料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、物理狀態(tài)、熱力學(xué)曲線與加工適應(yīng)性、流變性質(zhì)、熔體彈性、理狀態(tài)、熱力學(xué)曲線與加工適應(yīng)性、流變性質(zhì)、熔體彈性、加熱與冷卻、成型過程的物理與化學(xué)變化等。加熱與冷卻、成型過程的物理與化學(xué)變化等。 目的與要求目的與要求 (1)(1)掌握聚合物的結(jié)構(gòu)類型與物理狀態(tài)。掌握聚合物的結(jié)構(gòu)類型與物理狀態(tài)。 (2)(2)了解聚合物的流變方程，并會定性應(yīng)用分析。了解聚合物的流變方程，并會定性應(yīng)用分析。 (3)(3)掌握聚合物

2、成型過程中的物理與化學(xué)變化。掌握聚合物成型過程中的物理與化學(xué)變化。 (4)(4)了解聚合物熔體的彈性及殘余應(yīng)力。了解聚合物熔體的彈性及殘余應(yīng)力。 Shenyang Ligong University一、高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 高聚物的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，高分子不是小分子的簡單堆高聚物的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，高分子不是小分子的簡單堆積積, , 高分子材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系是確定其加工成型工藝高分子材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系是確定其加工成型工藝的依據(jù)的依據(jù). .1 1聚合物的高分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)聚合物的高分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn) Shenyang Ligong University2 2高分子鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高分子鏈

3、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)聚合物的分子鏈結(jié)構(gòu)：聚合物的分子鏈結(jié)構(gòu)：高分子呈現(xiàn)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)高分子呈現(xiàn)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu) 高分子鏈具有柔性高分子鏈具有柔性 高聚物的高聚物的多分散性多分散性聚合物分子結(jié)構(gòu)類型有線型和體型聚合物分子結(jié)構(gòu)類型有線型和體型 兩大類。兩大類。線型聚合物線型聚合物：如果聚合物的分子鏈呈不規(guī)則的線狀（或者團(tuán)狀），聚合物是一根根的分子如果聚合物的分子鏈呈不規(guī)則的線狀（或者團(tuán)狀），聚合物是一根根的分子鏈組成的，則稱為線型聚合物鏈組成的，則稱為線型聚合物. . 支鏈的線型聚合物支鏈的線型聚合物 聚合物的大分子主鏈上帶有一些聚合物的大分子主鏈上帶有一些或長或短的小支鏈，整個(gè)分子鏈或長或短的小支鏈，整個(gè)分子鏈呈枝狀，稱

4、為帶有支鏈的線型聚合物呈枝狀，稱為帶有支鏈的線型聚合物. . 體型聚合物體型聚合物： 如果在大分子的鏈之間還有一些如果在大分子的鏈之間還有一些短鏈把它們連接起來，成為立體結(jié)短鏈把它們連接起來，成為立體結(jié)構(gòu)，則稱為體型聚合物構(gòu)，則稱為體型聚合物. . Shenyang Ligong University1 1）線型聚合物的物理特性）線型聚合物的物理特性具有彈性和塑性，在適當(dāng)?shù)娜軇┚哂袕椥院退苄?，在適當(dāng)?shù)娜軇┲锌扇芙?，?dāng)溫度升高時(shí)，則軟化至熔化狀態(tài)而流動，可中可溶解，當(dāng)溫度升高時(shí)，則軟化至熔化狀態(tài)而流動，可以反復(fù)成型，這樣的聚合物具有熱塑性。以反復(fù)成型，這樣的聚合物具有熱塑性。2 2）體型聚合物的

5、物理特性）體型聚合物的物理特性是脆性大、彈性較高和塑性很低，是脆性大、彈性較高和塑性很低，成型前是可溶和可熔的，而一經(jīng)硬化成型后，就成為不溶成型前是可溶和可熔的，而一經(jīng)硬化成型后，就成為不溶不熔的固體，即使在再高的溫度下（甚至被燒焦碳化）也不熔的固體，即使在再高的溫度下（甚至被燒焦碳化）也不會軟化，因此，又稱這種材料具有熱固性。不會軟化，因此，又稱這種材料具有熱固性。Shenyang Ligong University二、聚合物的流變學(xué)性質(zhì)二、聚合物的流變學(xué)性質(zhì) 研究物質(zhì)變形與流動的科學(xué)稱為流變學(xué)研究物質(zhì)變形與流動的科學(xué)稱為流變學(xué)。由于聚合。由于聚合物的各種成型方法都必須依靠聚合物自身的變形和

6、流動來物的各種成型方法都必須依靠聚合物自身的變形和流動來實(shí)現(xiàn)，所以也就相應(yīng)產(chǎn)生了聚合物流變學(xué)這樣一門科學(xué)。實(shí)現(xiàn)，所以也就相應(yīng)產(chǎn)生了聚合物流變學(xué)這樣一門科學(xué)。它主要研究聚合物材料在外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和它主要研究聚合物材料在外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和應(yīng)變速率等力學(xué)現(xiàn)象與自身黏度之間的關(guān)系，以及影響這應(yīng)變速率等力學(xué)現(xiàn)象與自身黏度之間的關(guān)系，以及影響這些關(guān)系的各種因素，如聚合物的分子結(jié)構(gòu)、相對分子質(zhì)量些關(guān)系的各種因素，如聚合物的分子結(jié)構(gòu)、相對分子質(zhì)量的大小及其分布、溫度和壓力等。在塑料成型生產(chǎn)中，研的大小及其分布、溫度和壓力等。在塑料成型生產(chǎn)中，研究聚合物流變學(xué)的目的主要是為了應(yīng)用其理論，究

7、聚合物流變學(xué)的目的主要是為了應(yīng)用其理論，正確地選正確地選擇和確定比較合理的工藝條件，以及利用這些理論設(shè)計(jì)合擇和確定比較合理的工藝條件，以及利用這些理論設(shè)計(jì)合理的塑料成型系統(tǒng)和模具結(jié)構(gòu)。理的塑料成型系統(tǒng)和模具結(jié)構(gòu)。Shenyang Ligong University1 1聚合物的流變壓力聚合物的流變壓力 液體的流動和變形都是應(yīng)力作用的結(jié)果。液體的流動和變形都是應(yīng)力作用的結(jié)果。 在實(shí)際加工中，材料的應(yīng)力往往是三種簡單應(yīng)力的組合，但在實(shí)際加工中，材料的應(yīng)力往往是三種簡單應(yīng)力的組合，但一般說來，剪切流動是主要形式。一般說來，剪切流動是主要形式。隨受力方式不同，應(yīng)力有三種類型：隨受力方式不同，應(yīng)力有三種

8、類型：剪切應(yīng)力；拉伸應(yīng)力；壓縮應(yīng)力剪切應(yīng)力；拉伸應(yīng)力；壓縮應(yīng)力 Shenyang Ligong University2 2聚合物的流變方程聚合物的流變方程1 1）牛頓流動規(guī)律）牛頓流動規(guī)律 流體在管道內(nèi)流動時(shí)，可呈現(xiàn)層流和湍流兩種不同的流動狀態(tài)。流體在管道內(nèi)流動時(shí)，可呈現(xiàn)層流和湍流兩種不同的流動狀態(tài)。 層流也稱為層流也稱為“黏性流動黏性流動”，當(dāng)流速很小時(shí)，流體分層流動，互不混合，當(dāng)流速很小時(shí)，流體分層流動，互不混合，稱為層流。其特征是流體的質(zhì)點(diǎn)沿著平行于流道軸線方向相對運(yùn)動，與邊壁稱為層流。其特征是流體的質(zhì)點(diǎn)沿著平行于流道軸線方向相對運(yùn)動，與邊壁等距離的液層以同一速度向前移動，不存在任何宏觀

9、的層間質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動，因而等距離的液層以同一速度向前移動，不存在任何宏觀的層間質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動，因而所有質(zhì)點(diǎn)的流線均相互平行。所有質(zhì)點(diǎn)的流線均相互平行。 湍流又稱湍流又稱“紊流紊流”，當(dāng)流速增加到很大時(shí)，流線不再清楚可辨，流場中，當(dāng)流速增加到很大時(shí)，流線不再清楚可辨，流場中有許多小漩渦，層流被破壞，相鄰流層間不但有滑動，還有混合。這時(shí)的流有許多小漩渦，層流被破壞，相鄰流層間不但有滑動，還有混合。這時(shí)的流體作不規(guī)則運(yùn)動，有垂直于流管軸線方向的分速度產(chǎn)生。其特征是流體的質(zhì)體作不規(guī)則運(yùn)動，有垂直于流管軸線方向的分速度產(chǎn)生。其特征是流體的質(zhì)點(diǎn)除向前運(yùn)動外，還在主流橫向上作無規(guī)則的任意運(yùn)動，質(zhì)點(diǎn)的流線呈紊亂點(diǎn)除向前運(yùn)

10、動外，還在主流橫向上作無規(guī)則的任意運(yùn)動，質(zhì)點(diǎn)的流線呈紊亂狀態(tài)。狀態(tài)。Shenyang Ligong University 英國物理學(xué)家雷諾英國物理學(xué)家雷諾(Reynold)(Reynold) 提出流體的流動狀態(tài)由提出流體的流動狀態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鬓D(zhuǎn)變?yōu)橥牧鞯臈l件湍流的條件為：為： 式中式中Re Re 雷諾數(shù)，為一無量綱的數(shù)群；雷諾數(shù)，為一無量綱的數(shù)群； DD管道直徑；管道直徑； pp流體的密度；流體的密度； uu流體的流速；流體的流速； 流體的剪切黏度；流體的剪切黏度； 由于由于ReRe與流體的流速成正比，與其黏度成反比，所以流體的流速越與流體的流速成正比，與其黏度成反比，所以流體的流速越小、

11、黏度越大就越不容易呈現(xiàn)湍流狀態(tài)。大多數(shù)聚合物熔體，在成型小、黏度越大就越不容易呈現(xiàn)湍流狀態(tài)。大多數(shù)聚合物熔體，在成型時(shí)的流動都有很高的黏度，而且成型時(shí)的流速都不允許過高，故其流時(shí)的流動都有很高的黏度，而且成型時(shí)的流速都不允許過高，故其流動時(shí)的動時(shí)的ReRe值總遠(yuǎn)小于值總遠(yuǎn)小于RecRec（臨界雷諾數(shù)（臨界雷諾數(shù)2000-23002000-2300），一般不大于），一般不大于1010。故可將它們的流動視為層流流動狀態(tài)。故可將它們的流動視為層流流動狀態(tài)。Shenyang Ligong University2 2）牛頓流動方程）牛頓流動方程 大多數(shù)低分子流體以切變方式流動時(shí)，其切應(yīng)力與剪切速率間存在

12、大多數(shù)低分子流體以切變方式流動時(shí)，其切應(yīng)力與剪切速率間存在線性關(guān)系線性關(guān)系，通常將符合這種關(guān)系的流體稱為，通常將符合這種關(guān)系的流體稱為牛頓流體牛頓流體。聚合物熔體的流動行為遠(yuǎn)比低分子流體的流動復(fù)雜，除極少數(shù)幾種外，聚合物熔體的流動行為遠(yuǎn)比低分子流體的流動復(fù)雜，除極少數(shù)幾種外，大多數(shù)聚合物流體在塑料成型條件下的流動行為與牛頓流體不符。凡流大多數(shù)聚合物流體在塑料成型條件下的流動行為與牛頓流體不符。凡流體以切變方式流動但其切應(yīng)力與剪切速率之間呈體以切變方式流動但其切應(yīng)力與剪切速率之間呈非線性關(guān)系非線性關(guān)系者，均稱為者，均稱為非牛頓流體非牛頓流體。Shenyang Ligong University牛

13、頓液體、非牛頓液體流變方程及定性分析牛頓液體、非牛頓液體流變方程及定性分析Shenyang Ligong University0 0與與的異同（的異同（牛頓液體粘度、牛頓液體粘度、 0 0非牛頓液體粘度）非牛頓液體粘度）Shenyang Ligong University三、聚合物熔體的彈性三、聚合物熔體的彈性 聚合物熔體是一種具有粘性、彈性雙重性質(zhì)的液體，聚合物熔體是一種具有粘性、彈性雙重性質(zhì)的液體，是一種粘彈性材料。是一種粘彈性材料。1 1彈性的實(shí)質(zhì)：彈性的實(shí)質(zhì)：即彈性儲存與釋放。即彈性儲存與釋放。2 2彈性的表現(xiàn)行為彈性的表現(xiàn)行為 (1)(1)端末效應(yīng)端末效應(yīng) 注射成型時(shí)，聚合物熔體經(jīng)常

14、需要通過截面大小不注射成型時(shí)，聚合物熔體經(jīng)常需要通過截面大小不同的澆口和流道。當(dāng)熔體經(jīng)過流道截面變化的部位時(shí)，將同的澆口和流道。當(dāng)熔體經(jīng)過流道截面變化的部位時(shí)，將會因界面的影響發(fā)生彈性收斂或膨脹運(yùn)動，這些運(yùn)動統(tǒng)稱會因界面的影響發(fā)生彈性收斂或膨脹運(yùn)動，這些運(yùn)動統(tǒng)稱為端末效應(yīng)為端末效應(yīng) 。Shenyang Ligong UniversityShenyang Ligong University(2)(2)熔體破裂：熔體破裂： 指當(dāng)一定指當(dāng)一定熔融指數(shù)熔融指數(shù)的聚合物在恒溫下通過噴嘴口時(shí)當(dāng)?shù)木酆衔镌诤銣叵峦ㄟ^噴嘴口時(shí)當(dāng)流速超過某一數(shù)值時(shí)，熔體表面即發(fā)生橫向裂紋流速超過某一數(shù)值時(shí)，熔體表面即發(fā)生橫向裂紋

15、。 熔融指數(shù)熔融指數(shù) 把被測塑料裝入熔融指數(shù)測定儀，在一定溫度和壓力的把被測塑料裝入熔融指數(shù)測定儀，在一定溫度和壓力的作用下，通過測定熔體在作用下，通過測定熔體在1010分鐘內(nèi)通過毛細(xì)管分鐘內(nèi)通過毛細(xì)管( (直徑為由直徑為由2209 mm09 mm的出料孔的出料孔) )的塑料重量值來確定其流動性的狀的塑料重量值來確定其流動性的狀況。該值叫做熔融指數(shù)。熔融指數(shù)越大，流動性就越好。況。該值叫做熔融指數(shù)。熔融指數(shù)越大，流動性就越好。 Shenyang Ligong UniversityShenyang Ligong University四、聚合物的加熱、冷卻及殘余應(yīng)力四、聚合物的加熱、冷卻及殘余應(yīng)力

16、 1 1均勻加熱與冷卻均勻加熱與冷卻 合適地加熱、冷卻合適地加熱、冷卻溫度溫度以及加熱、冷卻以及加熱、冷卻速度速度的控制，的控制，才能得到內(nèi)在質(zhì)量一致的塑件。反之，過高地加熱溫度會才能得到內(nèi)在質(zhì)量一致的塑件。反之，過高地加熱溫度會導(dǎo)致聚合物的分解，驟冷會使聚合物內(nèi)部產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力。導(dǎo)致聚合物的分解，驟冷會使聚合物內(nèi)部產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力。 2 2摩擦升熱摩擦升熱 由于聚合物傳熱不佳，在聚合物成型時(shí)不能過分依靠由于聚合物傳熱不佳，在聚合物成型時(shí)不能過分依靠升溫方法增加其流動性，否則將造成局部過熱。因此，常升溫方法增加其流動性，否則將造成局部過熱。因此，?？山柚Σ辽裏崾咕酆衔锷郎??？山柚Σ辽裏崾咕酆?/p>

17、物升溫。P P壓力差越大，壓力差越大，越大，越大，溫度溫度T T越高，非牛頓液體粘度越高，非牛頓液體粘度0 0減少，流動性增大。減少，流動性增大。Shenyang Ligong University 3 3殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力 Shenyang Ligong University五、聚合物成型過程中的物理化學(xué)變化五、聚合物成型過程中的物理化學(xué)變化 1 1聚合物成型過程中的物理變化聚合物成型過程中的物理變化 聚合物在成型過程中發(fā)生的物理變化主要是聚合物在成型過程中發(fā)生的物理變化主要是結(jié)晶和取結(jié)晶和取向向，處理不好結(jié)晶和取向這兩個(gè)問題，制件的質(zhì)量將會受，處理不好結(jié)晶和取向這兩個(gè)問題，制件的質(zhì)量將會受到

18、很大影響。因此，生產(chǎn)中對結(jié)晶和取向的問題很重視。到很大影響。因此，生產(chǎn)中對結(jié)晶和取向的問題很重視。 Shenyang Ligong University（1 1）聚合物的結(jié)晶）聚合物的結(jié)晶 固體聚合物分為固體聚合物分為結(jié)晶態(tài)聚合物結(jié)晶態(tài)聚合物和和非晶態(tài)聚合物非晶態(tài)聚合物. . 非晶態(tài)聚合物非晶態(tài)聚合物：為無定形聚合物。：為無定形聚合物。 Shenyang Ligong UniversityShenyang Ligong University ( (2)2)聚合物的取向聚合物的取向 所謂取向就是在應(yīng)力作用下，聚合物分子鏈傾向于沿應(yīng)力方向做平行排列的所謂取向就是在應(yīng)力作用下，聚合物分子鏈傾向于沿應(yīng)

19、力方向做平行排列的現(xiàn)象。現(xiàn)象。 Shenyang Ligong University 降解和交聯(lián)降解和交聯(lián)是聚合物成型過程中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)，它們對是聚合物成型過程中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)，它們對制件的質(zhì)量有很大的影響。制件的質(zhì)量有很大的影響。 （1 1）聚合物的降解）聚合物的降解 是指聚合物在某些特定條件下發(fā)生的大分子鏈斷裂、側(cè)基是指聚合物在某些特定條件下發(fā)生的大分子鏈斷裂、側(cè)基的改變、分子鏈結(jié)構(gòu)的改變及相對分子質(zhì)量降低等高聚物微觀的改變、分子鏈結(jié)構(gòu)的改變及相對分子質(zhì)量降低等高聚物微觀分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)變化。分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)變化。 條件：條件： 高聚物受熱、受力、氧化，或水、光及核輻射等的作用高聚物

20、受熱、受力、氧化，或水、光及核輻射等的作用. . 2 2聚合物成型過程中的化學(xué)變化聚合物成型過程中的化學(xué)變化Shenyang Ligong University原因：聚合物中如果存在某些雜質(zhì)原因：聚合物中如果存在某些雜質(zhì)(如引發(fā)劑、催化如引發(fā)劑、催化劑以及酸、堿等劑以及酸、堿等)，或是在貯運(yùn)過程中吸水或混入某，或是在貯運(yùn)過程中吸水或混入某些機(jī)械雜質(zhì)等都會導(dǎo)致降解的發(fā)生。些機(jī)械雜質(zhì)等都會導(dǎo)致降解的發(fā)生。 Shenyang Ligong University熱降解熱降解 主要是由于高聚物長時(shí)間高溫受熱時(shí)引起的降解；主要是由于高聚物長時(shí)間高溫受熱時(shí)引起的降解；水降解水降解 是指當(dāng)聚合物分子中含有容易

21、被水解的化學(xué)基團(tuán)時(shí)，高是指當(dāng)聚合物分子中含有容易被水解的化學(xué)基團(tuán)時(shí)，高聚物就可能在成型加工過程中遇到水分而被分解，生產(chǎn)中聚物就可能在成型加工過程中遇到水分而被分解，生產(chǎn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象稱為水降解；出現(xiàn)的現(xiàn)象稱為水降解；氧化降解氧化降解 當(dāng)高聚物與空氣中的氧接觸后導(dǎo)致的降解現(xiàn)象；當(dāng)高聚物與空氣中的氧接觸后導(dǎo)致的降解現(xiàn)象；應(yīng)力降解應(yīng)力降解 是指聚合物受到外力時(shí)導(dǎo)致微觀分子結(jié)構(gòu)發(fā)生化學(xué)變化，是指聚合物受到外力時(shí)導(dǎo)致微觀分子結(jié)構(gòu)發(fā)生化學(xué)變化，同時(shí)還會導(dǎo)致聚合物相對分子質(zhì)量降低的現(xiàn)象。同時(shí)還會導(dǎo)致聚合物相對分子質(zhì)量降低的現(xiàn)象。Shenyang Ligong University避免熱降解的措施避免熱降解的措

22、施1 1）成型時(shí)必須將成型溫度及加熱時(shí)間控制好。）成型時(shí)必須將成型溫度及加熱時(shí)間控制好。2 2）通常在注射成型中，成型物料一般都要采取烘干）通常在注射成型中，成型物料一般都要采取烘干等干燥措施，這對一些吸濕性較強(qiáng)的聚合物來說等干燥措施，這對一些吸濕性較強(qiáng)的聚合物來說尤為必要，可以避免水降解的發(fā)生。尤為必要，可以避免水降解的發(fā)生。3 3）在聚合物配方中增加一些助劑的方法來提高聚合）在聚合物配方中增加一些助劑的方法來提高聚合物的抗降解能力。大多數(shù)降解都對成型件的質(zhì)量物的抗降解能力。大多數(shù)降解都對成型件的質(zhì)量有負(fù)面影響。有負(fù)面影響。Shenyang Ligong University 聚合物的交聯(lián)通

23、常是針對熱固性塑料而言的。在熱固性塑料的樹脂成聚合物的交聯(lián)通常是針對熱固性塑料而言的。在熱固性塑料的樹脂成分中，聚合物的大分子主要是線型結(jié)構(gòu)，但這種線型聚合物與熱塑性塑分中，聚合物的大分子主要是線型結(jié)構(gòu)，但這種線型聚合物與熱塑性塑料中的樹脂聚合物不同。熱固性塑料在進(jìn)行成型加工后，其內(nèi)部的聚合料中的樹脂聚合物不同。熱固性塑料在進(jìn)行成型加工后，其內(nèi)部的聚合物分子結(jié)構(gòu)會發(fā)生化學(xué)變化，聚合物的大分子與交聯(lián)劑作用后，其線型物分子結(jié)構(gòu)會發(fā)生化學(xué)變化，聚合物的大分子與交聯(lián)劑作用后，其線型分子結(jié)構(gòu)能夠向三維體型結(jié)構(gòu)發(fā)展，并逐漸形成巨型網(wǎng)狀的三維體型結(jié)分子結(jié)構(gòu)能夠向三維體型結(jié)構(gòu)發(fā)展，并逐漸形成巨型網(wǎng)狀的三維體型

24、結(jié)構(gòu)，這種化學(xué)變化稱為交聯(lián)反應(yīng)。構(gòu)，這種化學(xué)變化稱為交聯(lián)反應(yīng)。 經(jīng)過交聯(lián)后，聚合物的強(qiáng)度、耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性均能經(jīng)過交聯(lián)后，聚合物的強(qiáng)度、耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性均能比原來有所提高。在各種成型加工方法中，交聯(lián)反應(yīng)主要應(yīng)用在熱固性比原來有所提高。在各種成型加工方法中，交聯(lián)反應(yīng)主要應(yīng)用在熱固性聚合物的成型固化過程中。對于熱塑性聚合物，雖然采用一定的方法也聚合物的成型固化過程中。對于熱塑性聚合物，雖然采用一定的方法也能使它們產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，但一般都對流動和成型不利，而且影響制品性能使它們產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，但一般都對流動和成型不利，而且影響制品性能能 。 (2)(2)聚合物的交聯(lián)聚合物的交

25、聯(lián)Shenyang Ligong University 在聚合物成型生產(chǎn)中，交聯(lián)一詞常常用硬化或熟化兩詞代替。但是，所在聚合物成型生產(chǎn)中，交聯(lián)一詞常常用硬化或熟化兩詞代替。但是，所謂謂“硬化得好硬化得好”或或“硬化得完全硬化得完全”，并不意味著交聯(lián)反應(yīng)完全，而實(shí)際上是，并不意味著交聯(lián)反應(yīng)完全，而實(shí)際上是指成型固化過程中的交聯(lián)反應(yīng)發(fā)展到了一種最為適宜的程度。在這種程度下，指成型固化過程中的交聯(lián)反應(yīng)發(fā)展到了一種最為適宜的程度。在這種程度下，制件能獲得最佳的物理和力學(xué)性能。通常情況下，由于各種原因，聚合物很制件能獲得最佳的物理和力學(xué)性能。通常情況下，由于各種原因，聚合物很難完全交聯(lián)，但硬化程度卻可以

26、徹底完成超過百分之百。因此，生產(chǎn)中常將難完全交聯(lián)，但硬化程度卻可以徹底完成超過百分之百。因此，生產(chǎn)中常將硬化程度超過百分之百的情況稱為過熟，反之則為欠熟。對于不同的熱固性硬化程度超過百分之百的情況稱為過熟，反之則為欠熟。對于不同的熱固性塑料，即使采用同一類型或同一品級的聚合物，如果添用的各種助劑不同，塑料，即使采用同一類型或同一品級的聚合物，如果添用的各種助劑不同，它們發(fā)生完全硬化時(shí)的交聯(lián)反應(yīng)程度也會有一定差異。它們發(fā)生完全硬化時(shí)的交聯(lián)反應(yīng)程度也會有一定差異。 熱固性聚合物不同時(shí)，它們的硬化方式熱固性聚合物不同時(shí)，它們的硬化方式( (即交聯(lián)反應(yīng)過程即交聯(lián)反應(yīng)過程) )也不相同，但也不相同，但硬

27、化速度都隨溫度升高而加快，最終完成的硬化程度與硬化過程持續(xù)的時(shí)間硬化速度都隨溫度升高而加快，最終完成的硬化程度與硬化過程持續(xù)的時(shí)間長短有關(guān)。長短有關(guān)。 硬化時(shí)間短時(shí)，制件容易欠熟硬化時(shí)間短時(shí)，制件容易欠熟( (硬化不足硬化不足) )，內(nèi)部將會帶有比較多的可溶，內(nèi)部將會帶有比較多的可溶性低分子物質(zhì)，而且分子之間的結(jié)合也不強(qiáng)，因此導(dǎo)致制件的強(qiáng)度、耐熱性、性低分子物質(zhì)，而且分子之間的結(jié)合也不強(qiáng)，因此導(dǎo)致制件的強(qiáng)度、耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和絕緣性指標(biāo)下降，熱膨脹、后收縮、殘余應(yīng)力、蠕變量等數(shù)值化學(xué)穩(wěn)定性和絕緣性指標(biāo)下降，熱膨脹、后收縮、殘余應(yīng)力、蠕變量等數(shù)值增大，制件的表面缺少光澤，形狀發(fā)生翹曲，甚至還會

28、產(chǎn)生裂紋。如果制件增大，制件的表面缺少光澤，形狀發(fā)生翹曲，甚至還會產(chǎn)生裂紋。如果制件上出現(xiàn)裂紋，不僅會促使上述各種性能進(jìn)一步惡化，而且還會使吸水量顯著上出現(xiàn)裂紋，不僅會促使上述各種性能進(jìn)一步惡化，而且還會使吸水量顯著增加。制件出現(xiàn)裂紋的原因，一方面可以從工藝條件或模具方面考慮，另一增加。制件出現(xiàn)裂紋的原因，一方面可以從工藝條件或模具方面考慮，另一方面也可能是由聚合物與各種助劑的配比不當(dāng)所引起。方面也可能是由聚合物與各種助劑的配比不當(dāng)所引起。 Shenyang Ligong University 若將硬化時(shí)間過分延長，制件將會若將硬化時(shí)間過分延長，制件將會過熟過熟( (硬化程度過大硬化程度過大)

29、 )。 過熟的制件性能也不好，如強(qiáng)度不高、發(fā)脆、變色、表面出現(xiàn)密集的小泡等，過熟的制件性能也不好，如強(qiáng)度不高、發(fā)脆、變色、表面出現(xiàn)密集的小泡等，有時(shí)甚至?xí)蓟蚪到?。制件過熟一般都是由成型條件不當(dāng)引起的，主要原有時(shí)甚至?xí)蓟蚪到?。制件過熟一般都是由成型條件不當(dāng)引起的，主要原因可能是成型溫度過高、模具內(nèi)部有溫差以及制件過大過厚等。因可能是成型溫度過高、模具內(nèi)部有溫差以及制件過大過厚等。 Shenyang Ligong University 工業(yè)生產(chǎn)中很重視工業(yè)生產(chǎn)中很重視“交聯(lián)度交聯(lián)度”的控制。通常，為的控制。通常，為了使產(chǎn)品能夠達(dá)到一個(gè)最適宜的交聯(lián)度，常從原了使產(chǎn)品能夠達(dá)到一個(gè)最適宜的交聯(lián)度

30、，常從原材料的各種配比及成型工藝條件的控制等方面入材料的各種配比及成型工藝條件的控制等方面入手，經(jīng)過反復(fù)檢測產(chǎn)品的質(zhì)量或者說是手，經(jīng)過反復(fù)檢測產(chǎn)品的質(zhì)量或者說是“硬化程硬化程度度”，然后確定最佳原料配比及最佳生產(chǎn)條件，以，然后確定最佳原料配比及最佳生產(chǎn)條件，以求生產(chǎn)出的產(chǎn)品能夠滿足用戶需求。求生產(chǎn)出的產(chǎn)品能夠滿足用戶需求。Shenyang Ligong University 思考題思考題名詞解釋名詞解釋 1 1、脆化溫度；、脆化溫度； 2 2、熔融指數(shù)；、熔融指數(shù)； 3 3、熔體破裂；、熔體破裂； 4 4、分子取向；、分子取向； 5 5、降解；、降解；問答題問答題 1 1 、何為分子定向、何為

31、分子定向? ?分子定向與什么有關(guān)分子定向與什么有關(guān)? ?其會產(chǎn)生什么影響其會產(chǎn)生什么影響? ? 2 2、聚合物分子結(jié)構(gòu)類型有那、聚合物分子結(jié)構(gòu)類型有那 兩大類？其物理特性是什么？兩大類？其物理特性是什么？Shenyang Ligong University1 1、在玻璃化溫度、在玻璃化溫度gg以下某一溫度，塑料受力容易發(fā)生斷裂破壞，這一溫度稱為以下某一溫度，塑料受力容易發(fā)生斷裂破壞，這一溫度稱為脆化溫度脆化溫度。2 2、把被測塑料裝入熔融指數(shù)測定儀，在一定溫度和壓力的作用下，通過測定熔、把被測塑料裝入熔融指數(shù)測定儀，在一定溫度和壓力的作用下，通過測定熔體在體在1010分鐘內(nèi)通過毛細(xì)管分鐘內(nèi)通過毛細(xì)管( (直徑為由直徑為由2209 mm09 mm的出料孔的出料孔) )的塑料重量值來確的塑料重量值來確定其流動性的狀況。該值叫做定其流動性的狀況。該值叫做熔融指數(shù)熔