高级工塑料基础知识分析PPT精品课件

2021/3/1
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3.影响高聚物黏度和流动性的因素
（1）高聚物结构对流动性的影响： ①柔性：
• 其它条件相同时：柔性好，链段运动能力强，黏 度小，流动性好 例：PP、 PVC、 PC ②分子量：
• 分子量↑：分子间作用力↑，黏度↑（制品强度高， 但成型加工困难）
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B.由于大分子的长链结构，流动取向
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2. 高聚物流动性的表示：
• 流动曲线
• 表观黏度
• 熔体流动速率（MFR）：
一定温度及一定负荷下，在固定直径、固定长 度的毛细管中10 min内挤出的高聚物熔体的重量 克数，也称熔体指数（MI）
对于同一种高聚物， MFR值越大，说明流动 性越好，分子量越小
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③添加剂：
• 增塑剂：↓分子间力： ↓粘流温度及 a • 填料：常用CaCO3，为刚性颗粒， a ↑ • 润滑剂：可减小物料分子间的摩擦力或物料与
设备间的摩擦力，↓a • 共混：加入少量流动性好的聚合物，可↓a
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4.高聚物熔体的弹性效应
（1） 包轴现象 • 一根旋转轴在高分子熔体或溶液中快速旋转时
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②温度：
• T↑： a↓，但下降幅度与分子结构有关： • 刚性、极性分子（PET、PC）：
T↑： a下降幅度大 • 故：刚性、极性高聚物用↑T 来↓a更有效，但
成型时应保持较稳定的温度，以减小温度波动 对制品质量的影响
• 加热时间过长，可能使聚合物降解， a↓
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（4）大多数高聚物熔体不属于牛顿流体 • 牛顿流体的黏度仅与流体分子的结构和温度有关，
与切应力和切变速率无关；
• 高聚物中仅有PC、偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物近似 牛顿流体；
• 大部分的高聚物熔体和浓溶液属假塑性流体：
切应力和切变速率↑： 黏度a ↓
• 原因：
A.由于剪切力作用使分子缠结解开所造成
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（2）外界条件对高聚物熔体流动性的影响
①切变速率： • 假塑性流体：↑： a↓，但a下降幅度与分子结
构有关
• 柔性链：流动性好，随↑ a↓幅度大 • 同种聚合物，分子量高的对敏感（剪敏性） • 实际应用：剪敏性聚合物，可用↑螺杆转速、注
射速度来↓ a，改善流动性，注射模具可用小浇 口，为保持熔体稳定，成型时应控制 波动小
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1. 高聚物熔体流动特性： （1）高聚物流动时的运动单元为链段
柔性越大，链段越短，越易流动 （2）黏度（η）很大，且随分子量↑而显著↑
： 室温水：10-3 （Pa•S）
高聚物： 103 ~104 （Pa•S） （3）流动中，伴有高弹形变发生
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第三讲 塑料成型基础
一、聚合物的流动和流变行为： • 流变学：研究材料流动和变形规律的一门科学。 • 高聚物分子量大，结构及热运动复杂 • 故流动情况复杂：不仅存在不可逆的塑性形变，
且存在可逆的弹性形变 • 流变行为强烈地依赖于聚合物本身的结构、分
子量及其分布、温度、压力、时间、作用力的 性质和大小等外界条件的影响
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• 例：LDPE：
数均分子量 1.9X104
5.3X104
黏度
4.5X102
1.5X107
• 故：分子量不应过高，达制品性能要求即可
③分子量分布：
• 平均分子量相同时：分布宽：粘流温度低，流动 性好，但制品强度↓
④支化：
• 短支链：↑分子间距，↓黏度
• 支链过长：形成缠结，黏度急剧上升
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辅助材料——助剂（添加剂）
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二、高分子化合物的概念
1.高分子化合物（聚合物）：
定义：分子量很高的分子组成的化合物，由许 多相同的、简单的基本单元通过共价键重复连 接而成 。
• 聚合反应：
单体
高分子，聚合物， 高聚物
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2.聚合机理：
（1）连锁聚合：
• 单体通常是含有官能团的化合物（如二元酸、二
元醇等）
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第二讲 聚合物的特性
一、高分子材料性能特点
二、树脂结构与性能的关系
1.树脂分子结构对性能的影响： （1）分子链的化学结构对性能的影响： • 分子链中含有不稳定结构，聚合物的稳定性差 • 例：PP易氧化
PC、PET、PA易水解 （2）分子链柔性对性能的影响： • 链段：高分子链上能独立运动的最小单元 • 柔性好的分子，链段短，容易运动，熔体黏度小，
• 聚合过程由链引发、链增长、链终止几步基元反 应组成
• 反应体系中只存在单体、聚合物和微量引发剂
• 进行连锁聚合反应的单体主要是烯类、二烯类化 合物
（2）逐步聚合：
• 在低分子转变成聚合物的过程中反应逐步进行
• 聚合体系由单体和分子量递增的中间产物所组成
• 大部分的缩聚反应（反应中有低分子副产物生成） 属于逐步聚合
液体沿转轴慢慢上爬，在转轴上形成相当厚的 包轴层。
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（2）出口膨胀现象 （挤出胀大）
• 指熔体挤出模口后，挤出物的直径比模口的直 径大的现象。
• 形成原因：熔体在外力下进入窄模口，受拉力 而产生拉伸弹性形变，分子顺拉伸力临时取向， 弹性形变在经过模口的时间内不能完全松弛， 到出口后就要卷曲、回复。
塑料注射成型高级工考证培训 ——材料基础部分
副教授 电话：
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第一讲 塑料的基本概念
一、塑料的定义 • “可塑性材料” • “以树脂（有时用单体在加工过程中直接聚合）
为主要成分，一般含有添加剂，并在加工过程中 可流动成型的材料。但不包括弹性体。” • 组成：基体材料——合成树脂（高分子化合物）
制品拉伸强度低、抗冲击强度高
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（3）分子链规整性的影响： • 分子链规整性好的，可结晶
如：PE、PP、POM • 成型加工条件影响聚合物结晶度及结晶状况，影
响制品性能
• 结构-结晶-性能关系 • 结构-取向-性能关系
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2.树脂分子量对塑料性能的影响： 分子量↑： 拉伸强度↑ 伸长率↑ 抗冲击强度↑ 熔体流动性↓ 溶解性↓