您當前的位置：首頁 >> 技術 >> 技術綜述 » 正文
塑料成型過程中的結晶現象
  瀏覽次數：5485  發布時間：2016年10月27日 13:46:48
[導讀] 在聚合物成型過程中，不僅經曆加熱和冷卻過程，而且受到剪切應力、拉伸應力等作用。料製品也隨著發生一係列的物理和化學變化。這些變化主要包括結晶、取向、降解和交聯它們對塑料製品的質量和性能有著決定性的影響。以下各節格分別加以討論。

在聚合物成型過程中，不僅經曆加熱和冷卻過程，而且受到剪切應力、拉伸應力等作用。料製品也隨著發生一係列的物理和化學變化。這些變化主要包括結晶、取向、降解和交聯它們對塑料製品的質量和性能有著決定性的影響。以下各節格分別加以討論。

塑料成型過程中熔體受到剪切應力或拉伸應力作用，產生流動、取向等，所以在成型過程中聚合物的結晶是動態結晶。同時，不僅製品中同一區域的熔體溫度隨時間延長而降低，而且同一時間不同區域的製品所處的溫度也不同，因此成型中聚合物結晶還是非等溫過程。結晶聚合物的形態結構不僅與聚合物本身的分子結構有關，還與其結晶形成的曆史密切相關。

（1）應力、應變作用的影響

塑料在擠出、注射、壓延、模壓和薄膜拉伸等成型過程中，受到高流體靜壓力的作用而使聚合物的結晶作用加快。在拉伸和剪切應力作用下，大分子沿應力或應變的方向伸宣並有序排列，有利於誘發晶核形成和晶體的生長，使結晶速率增加本文來自環球塑化網pvc123.com，片晶厚度增加。例如，在500MPa的壓力下，聚合物可能生成完全伸直鏈晶體。

聚合物熔體的結晶度隨著應力的增加而增大，並且壓力能使熔體結晶溫度升高。

（2）冷卻速度的影響

溫度對聚合物結晶有著顯著的影響。在Tm—Tg的範圍內，結晶溫度稍有變化，即使變化1℃，也可使結晶速度相差幾倍到幾十倍。因此，在塑料成型過程中溫度從Tm降低到Tg以下時的冷卻速度，決定著製品是否能形成結晶以及結晶的速度、結晶度、晶體的形態和尺寸等。

冷卻速度慢，聚合物的結晶過程從均相成核作用開始，在製品中容易形成大的球晶。而大的球品結構使製品發脆，力學性能下降。冷卻程度不夠容易使製品扭曲變形。

如果冷卻速度過快，聚合物熔體的過冷程度大，驟冷使聚合物來不及結晶而成為過冷液體的非品結構，以致製品體積鬆散。在厚製品的內部由於冷卻溫度稍慢仍可形成微晶結構，使得製品內外結晶程度不均勻，製品會產生內應力。同時，由於製品中的微品和過冷液體結構不穩定，成型後的繼續結晶會改變製品的形狀尺寸和力學性能。

在塑料成型中常采用中等的冷卻速度，控製冷卻溫度在最大結晶溫度和rl之間。塑料製品表麵層能在較快的時間內冷卻成為硬殼。冷卻過程中接近表層的區域先結晶，內層因在較長的時間內處於Tg以上的溫度範圍，有利於晶體的生長。因此，製品的晶體結晶完整，結構穩定，外觀尺寸穩定性好。

（3）退火

退火(熱處理)的方法能夠使結晶聚合物的結晶趨於完善(結晶度增加)，將不穩定結晶結構轉變為穩定的結晶結構，微小的晶粒轉變為較大的品粒等。退火可明顯使晶片厚度增加，熔點提高，但在某些性能提高的同時又可能導致製品“凹陷”或形成空洞及變脆。此外，退火也有利於大分子的解取向和消除注射成型等過程中製品的凍結應力。