第2章材料成型.ppt

，聚合物絮凝玻璃状态，弹性状态高，粘性流动。第二章塑料成型的理论基础，图2-1塑料变形与温度的关系，Tb脆性温度Tg玻璃化温度Tm结晶塑料熔化温度Tf非晶塑料粘性流动温度Td热分解温度，第二章塑料成型的理论基础，2.2聚合物的流变性行为，受外力作用的聚合物在三种应力中，剪切应力对塑料成型最重要。伸展力也比较重要。流体属于层流，因为扁平管内剪切应力产生的流动形式包括层流和湍流，聚合物流体的粘度更大。2.2.2剪切粘度和非牛顿流体，2.2聚合物的流变行为，层流概念：流体中的粒子沿平行于流道轴的方向相对移动，与管道壁等距离的液体层以相同的速度向前移动，所有粒子流相互平行。湍流概念：流体的粒子除了前进运动外，在主流道路的侧面有不规则的随机运动，粒子处于障碍状态。层流和湍流雷诺数、2.2聚合物的流变性运动、牛顿流体：流运动是遵循牛顿流定律的流体。说明层流最简单的定律是牛顿流动法(一牛顿流体，称为牛顿流体)。其中，-剪切应力-剪切速度、-比例常数、剪切粘度系数或牛顿粘度、2.2聚合物的流变行为、指数流动规律和表观粘度n-流动行为指数、牛顿流体中反应偏离的程度n=1-牛顿流体n 1-假塑料流体n、N1-膨胀流体k-流体一致性，k值越高，流体粘度越大。2.2聚合物的流变性行为，如果流行为不符合牛顿定律，则称为非牛顿流体，2.2聚合物的流变性行为，binha流体，聚合物流体摘要，2.2聚合物的流变性行为，2.2.3拉伸粘度聚合物熔体的流不是剪切应力，而是拉伸应力的模型(2-2)，剪切流和拉伸流之间的差异主要取决于温度和压力，而后者增大一个平面中两个粒子之间的距离，并在成型过程中获得理想粘度。1.温度对剪切粘度的影响越高，其温度可能不会超过分解温度，粘度可能会降低。但是调节温度对某些塑料有效，对某些塑料无效。注意2.2聚合物的流变行为，2.2.4温度和压力对粘度的影响，表观粘度对温度的敏感度！1 .压力对剪切粘度的影响增加压力对塑料粘度起增加作用。粘度对压力的敏感度取决于塑料品种。成型产品时，必须注意模具温度状态和铸造系统结构对塑料熔体的填充流动粘度也有重要影响。实际上，为了达到合理的粘度，这部分设计必须合理。2.2聚合物的流变特性，2.2聚合物的流变行为，2.2聚合物的流变行为，2.2.5弹性，聚合物流体不仅有流动中的剪切流，还有拉伸流。流动的弹性会导致聚合物分子发生弹性变形，这种弹性变形不会很快恢复，而且有一定的延迟时间。恢复弹性变形时，会发生以下弹性运动：挤出塑料时的模具膨胀，聚合物的粘着流过程伴随着可逆的高弹性变形，这是聚合物熔体与低分子液体区别的重要特征之一。1、圆形剖面流道中的流动2、狭缝流道中的流动、2.2聚合物的流变行为、2.2.6聚合物在模具中的流动、2.3聚合物在模具中的流动、2.2.7流动缺陷、2.2聚合物的流变行为、2.2端效果：聚合物熔体在成型时通常通过大小不同的浇口和主流道，1 .管道壁滑移，周内2.3聚合物流动，挤压膨胀现象，膨胀对，凹模，2.2聚合物流变行为，入口效果，凹模扩展，可流动，2在确定注射压力时，除了考虑沿所有流道(包括浇口)总长度的压力损失外，还必须考虑入口效果带来的压力损失，在工程实践中考虑入口效果的目的是不规则破碎， 3的不稳定性流和熔体破裂、2.2聚合物的流变行为、鲨鱼皮肤形状、波形、竹形、螺旋、不规则破裂、2.3聚合物的模具内部流动、2.2聚合物的流变行为、2.3聚合物的加热和冷却、热源：外部热微波(适合于厚发泡成型)； 红外线热油(精确的温度控制，复杂的设备，成本高)；热水，蒸汽。内部热：摩擦热冷却：水(注射模具、挤压模具、型腔模具等)；空气，测试问题，为什么塑料加热和冷却不能有太大的温差？答：塑料是导热体，导热性差。加热时热源和被加热物体的温差大，不仅材料表面达到规定温度或分解，内部温度还低，可塑性不均匀。冷却时温差大，材料表面已冷却，而内部冷却慢，收缩大，内部应力大。2.4聚合物的结晶，第一，聚合物结晶概念结晶是指聚合物从熔化状态到凝结的过程中独立运动，在完全无序的状态下停止分子自由运动，获得一些固定的位置，自己排列成正态模型倾向的现象。聚合物从高温熔体转换到低温固体状态期间，分子链可以规则排列的话，就称为结晶型。分子链不是结构化的，称为非结晶。2.4聚合物结晶、结晶倾向、非结晶、结晶度：聚合物不能完全结晶，结晶度有限，结晶度取决于聚合物的结晶度。结晶过程是聚合物从非结晶转变为结晶的过程，发生在Tg和Tm温度之间。2.4聚合物的结晶，2，聚合物的结晶能力1，聚合物结晶的重要因素：1)，分子空间对齐的结晶度2，严格的重复空间结构的结晶度：a，不需要高对称b，所有链接都不定型，部分不规则性(分支链，相交链，构造)，2.4聚合物的结晶，3，结晶对特性的影响，例如1: pet非晶：室温透明，玻璃化温度67，密度1.33。结晶：不透明，玻璃化转换温度为81 ，密度为1.455。示例2: PE结晶度为60%到80%的聚乙烯样品已知弹性系数从230MPa增加到700MPa。其他变化趋势(例如表面硬度和屈服应力)也是如此。2.5成型过程的方向作用，方向：表示应力下聚合物大分子及其链段的有序排列。方向有三类：纤维填料的方向，热固性模塑大分子链段形状不对称固体颗粒剪切流动方向。外力拉伸、大分子链或微晶拉伸方向。纤维填料和聚合物分子大部分在流动方向平行排列。2.5成型过程的定向作用在流动方向平行排列纤维定向作用。结果：产品的各向异性，部分要追求，部分要避免。，2.5.1热固性塑料产品的纤维填充方向、2.5成型工艺的方向作用、2.5.2热塑性塑料生产产品时，只要熔体在生产过程中流动，几乎所有聚合物分子方向问题都存在，影响生产方法变化方向的外部因素和定向处理的结果基本相同。流动方向是产品各向异性，内部应力，通常不希望在产品中有方向。分子方向的机械强度，2.5成型过程中塑料样品的方向作用取决于剪切力大小、作用时间的方向转变程度以及2.5成型过程中的方向作用。随着模具温度、产品厚度(即空腔深度)、塑料注射成型时的温度等的增加，分子方向程度有下降的趋势。灌嘴长度、压力和成型模具充填时，分子方向也增加。分子定向程度与浇口的位置和形状有很大关系，因此为了减少分子定向程度，浇口最好放在空腔深度较大的部分。2.5成型过程的方向作用，2.5.3拉伸方向在玻璃化转换温度和熔点温度之间的温度区域中向一个方向拉伸时，分子链在拉伸方向上排列了很大一部分。2.6聚合物的分解，聚合物的分解在高温、应力、氧、水等外部条件下，聚合物发生化学分解反应，引起聚合物分子链断裂、相对分子质量下降等结构变化。2.6聚合物的分解，分解：在光热氧等外部因素的影响下，聚合物的分子量减少，化学结构发生变化，形状、机械性能等减少。分解类型：热分解。氧化分解。力量分解。水分解了。一次性分解产品，试验问题：1，什么是分解？2、发生热分解的塑料主要是什么？如何有效地防止热分解？3、氧化分解的主要两种类型是什么？如何有效地防止氧化分解？2.7热固性塑料交联，1，交联概念热固性塑料：如果尚未成型，则主要组件(树脂)为线性聚合物。这些线性聚合物在分子链中具有反应组(例如羟甲基等)或反应活性点(双键)。交联反应：通过反应器、反应活性点和交联剂作用交联。交联：由于交联反应不完整而引起的反应点到反应点的比率。