建塑成型之物化变化PPT讲稿.ppt

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1、建塑成型之物化变化第1页，共16页，编辑于2022年，星期六2.3.1结晶结晶crystallization聚合物结晶特点聚合物结晶特点无清晰的熔点无清晰的熔点结结晶晶聚聚合合物物有有一一个个较较宽宽的的熔熔融融温温度度范范围围。在在此此温温度度范范围围内内，发发生生边边熔熔融融边边升温的现象。升温的现象。第2页，共16页，编辑于2022年，星期六结晶速度慢结晶速度慢聚聚合合物物的的结结晶晶速速度度是是成成核核速速度度(vi)和和晶晶体体生生成成速速度度(vc)之之和和。最最大大结结晶晶速速度度(vmax)在在TgTm之间。之间。结晶速度结晶速度vmaxvivcTgTmaxTm温度温度第3页，

2、共16页，编辑于2022年，星期六结晶不完全结晶不完全不同结晶度的不同结晶度的PE的性能的性能结晶度结晶度%65758595密密度度g/cm30.910.930.940.95熔点熔点105120125130拉伸强度拉伸强度MPa1.4182540伸长率伸长率%50030010020冲击强度冲击强度kJ/m254272116硬硬度度130230380700结构性能关系结构性能关系第4页，共16页，编辑于2022年，星期六结晶度的高低与链结构有关结晶度的高低与链结构有关主链对称主链对称 取代基不大且对称取代基不大且对称 立构规整性好立构规整性好 链上不带支链或只带极少支链链上不带支链或只带极少支链

3、 分子间刚柔性及分子间作用力适中分子间刚柔性及分子间作用力适中第5页，共16页，编辑于2022年，星期六聚合物球晶的形成聚合物球晶的形成聚合物聚合物熔融成型熔融成型制品制品成成型型加加工工过过程程中中，聚聚合合物物熔熔体体冷冷却却结结晶晶时时，在在不存在应力和流动的情况下，通常生成球晶。不存在应力和流动的情况下，通常生成球晶。球晶的形成球晶的形成晶核晶核晶片晶片初级球晶初级球晶球晶球晶冷却冷却加热加热第6页，共16页，编辑于2022年，星期六第7页，共16页，编辑于2022年，星期六成核机理成核机理均相成核均相成核异相成核异相成核聚聚合合物物熔熔体体中中，高高分分子子链链段段靠靠热热运运动动而

4、而自自发发形形成成晶核的过程。过程中，晶核密度能连续上升。晶核的过程。过程中，晶核密度能连续上升。以以外外来来的的杂杂质质、未未完完全全熔熔融融的的残残余余结结晶晶聚聚合合物物、成成核核剂剂为为中中心心，吸吸附附熔熔体体中中的的高高分分子子链链作作有有序序排排列列而而形成晶核的过程。过程中，晶核密度不发生变化。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，编辑于2022年，星期六成型加工中影响结晶的因素成型加工中影响结晶的因素熔融温度和熔融时间熔融温度和熔融时间成成型型温温度度高高且且熔熔融融时时间间长长，残残存存的的晶晶核核少少，熔熔体体冷冷却却时时主主要要以以均均相相成成核

5、核形形成成晶晶核，结晶速度慢，晶体尺寸大。核，结晶速度慢，晶体尺寸大。成成型型温温度度低低并并熔熔融融时时间间短短，残残存存的的晶晶核核多多，熔熔体体冷冷却却时时易易异异相相成成核核，结结晶晶速速度度快快，晶晶体体尺尺寸寸小小而而均均匀匀。有有利利于于提提高高机机械械强度和热变形温度。强度和热变形温度。第9页，共16页，编辑于2022年，星期六晶核数晶核数停留时间短停留时间短停留时间长停留时间长熔体温度熔体温度聚聚合合物物熔熔体体中中晶晶核核数数与与熔熔体体温温度度和和加热时停留时间的关系加热时停留时间的关系第10页，共16页，编辑于2022年，星期六冷却速度冷却速度成成型型加加工工过过程程中

6、中，聚聚合合物物要要经经历历从从Tm以以上上降降温温到到T变变(或或Tg)以以下下的的过过程程。这这期期间间，冷却速度是晶核形成和晶体生长的条件。冷却速度是晶核形成和晶体生长的条件。聚聚合合物物在在加加工工中中能能否否结结晶晶，结结晶晶度度的的大大小小，晶晶体体的的形形态态和和尺尺寸寸都都与与熔熔体体冷冷却却速速度有关。度有关。冷却速度冷却速度结晶时间结晶时间结晶度结晶度第11页，共16页，编辑于2022年，星期六熔体温度熔体温度tm冷却介质温度冷却介质温度tctm-tc=t冷却温差冷却温差tt小小缓冷过程缓冷过程结晶度高结晶度高t大大速冷过程速冷过程结晶度低结晶度低t居中居中中等冷却过程中等

7、冷却过程结晶度适中结晶度适中tc选择在选择在TgTmax第12页，共16页，编辑于2022年，星期六应力应力成型加工过程中，成型加工过程中，结晶速度结晶速度聚合物受到高应力作聚合物受到高应力作有应力有应力用时，会加速结晶。用时，会加速结晶。无应力无应力温度温度第13页，共16页，编辑于2022年，星期六成型后的后处理方法与结晶性成型后的后处理方法与结晶性二次结晶二次结晶 指一次结晶后，残留的非晶区域和结指一次结晶后，残留的非晶区域和结晶不完善区域继续结晶的过程。此过程很晶不完善区域继续结晶的过程。此过程很缓慢，可几年或几十年。缓慢，可几年或几十年。后结晶后结晶 指一部分来不及结晶的区域，在成型

8、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的结晶区域，而是在球晶的界面上使晶体进一步长大。进一步长大。第14页，共16页，编辑于2022年，星期六 二次结晶和后结晶都会使制品性能和尺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。常用的方法使用。为此，通常要做后处理。常用的方法有两种：有两种：热处理热处理(退火退火)annealing 加速聚合物二次结晶和后结晶的过程。加速聚合物二次结晶和后结晶的过程。退火温

9、度小于热变形温度退火温度小于热变形温度102010200 0C C 退火时间长有利于高分子链段的重排退火时间长有利于高分子链段的重排 淬火淬火(骤冷骤冷)quenching 快速冻结大分子的链段运动，防止二次结晶和快速冻结大分子的链段运动，防止二次结晶和后结晶。后结晶。思路思路第15页，共16页，编辑于2022年，星期六复习：复习：（1）聚合物结晶特点聚合物结晶特点（2）分析）分析成型加工中影响结晶的因素成型加工中影响结晶的因素预习：预习：聚合物在成型加工过程中的物理变化聚合物在成型加工过程中的物理变化（取向）和化学变化（降解、交联）。（取向）和化学变化（降解、交联）。第16页，共16页，编辑于2022年，星期六