第二章注射成型理论基础.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 注射成型理论基础,一、聚合物的物理状态,二、聚合物的加工性,三、聚合物的流变学性质,四、注射成型过程中聚合物的物理化学变化,五、注射成型物料的工艺特性,一 聚合物的物理状态,聚合物的物理状态：,玻璃态,高弹态,粘流态,T Tg,玻璃态 （脆化温度,Tx),TgTTf,高弹态,TfTTd,粘流态（热分解线,Td,）,一 聚合物的物理状态,注意：,a.,玻璃态是制品的使用状态，,Tg,越高，制品对环境的适应能力越强b.TfTd,用来衡量塑料的注射成型性能Tf,低，有利于熔融，生产时热量消耗少；,Tf,和,Td,之间的温度区间大，塑料熔体的热稳定性好，可以在比较宽的温度范围内变形和流动c.TgTf,：物理虽然是固态，但是在外力的作用下，变形不符合“虎克定理”二 聚合物的加工性,聚合物的加工性能主要是指：,可挤压性,可模塑性,可延展性,可 纺 性,二 聚合物的加工性,a.,可挤压性：,粘流态聚合物在挤压力作用下，取得变形和流动的能力叫可挤压性对热塑性材料：,用熔体流动指数,MI,表示,二 聚合物的加工性,对热固性材料：,用“拉西格实验值”表示,二 聚合物的加工性,b.,可模塑性：,聚合物熔体在模具内受温度和压力作用产生变形，流动，获取模腔形状的能力称可模塑性。

一般用：,螺旋流动实验值来评定,二 聚合物的加工性,外部工艺条件有关：,温度,压力,三 聚合物的流变学性质,它主要是研究聚合物材料在外力的作用下产生的应力，应变和应变速率等力学现象与自身粘度之间的关系，以及影响这些关系的各种因数关系称流动方程,a,关系称流变方程,三 聚合物的流变学性质,1,、牛顿流动（流体）规律：,流动方程：,=*,流变方程：,=,常数,力学意义：,剪切应力与切变速率呈比例关系,;,比例因子,称牛顿剪切粘度，温度一定是为常数，,表示牛顿流体在外力的作用下抵抗剪切变形的能力三 聚合物的流变学性质,工艺意义：,服从牛顿规律的聚合物熔体在其成型流动中，温度一定的时候，其变形抗力是一个稳定数值，只与聚合物的品种分子结构，分子量等自身特征有关，不与注射压力，注射速度等（加载条件）力学方面工艺条件有关欲要改变其数值，只有调整加热温度，当,T,升高的时候,下降会使流动性提高服从牛顿规律的聚合物熔体：,聚碳酸脂（,PC,）聚酰氨（,PA,）聚甲醛（,POM,）等,三 聚合物的流变学性质,2,、指数流动规律（假塑性流体）,流动方程：,=K*,n,=K,n-1,*=,a,*,流变方程：,a,=k*,n-1,其中,a,表观粘度（非牛顿粘度）,n,非牛顿指数,一般假塑性流体符合指数流动规律（,n1,）,大部分塑料符合假塑性流体指数规律：,PE PP PVC PMMA ABS,三 聚合物的流变学性质,力学意义：,对于假塑性流体聚合物在流动方程中抵抗剪切变形的能力用表观粘度,a,表示，由流变方程可知，,a,不是聚合物的固有性质。

a,依赖于加载条件，模具结构有关的切变速率，二者之间呈指数关系，即当,升高的时候,a,呈指数规律减小（,n-10,此种现象称为,剪切稀化,三 聚合物的流变学性质,工艺意义：,对假塑性流体，不仅可以通过调整温度来改变流动性和成型性能，而且改变压力、速度和模具结构等工艺条件也可以改变聚合物的流动性三 聚合物的流变学性质,=1,10,2,S,-1,很小,粘性流体也呈牛顿流体规律，此范围称：零切牛顿粘度区,10,6,S,-1,粘性流体也呈牛顿流体规律，此范围称：极限粘度区,=10,10,S,-1,粘性流体才呈非牛顿性三 聚合物的流变学性质,高密度聚乙烯（,HDPE,）（注射级）,=150=10,2,S,-1,a,=11.0,=10,3,S,-1,a,=3.1 72%,=150190,=10,2,S,-1,a,=11.08.2,25%,尼龙（,PA-6,）,=240,=10,2,S,-1,a,=2.9,=10,3,S,-1,a,=1.75,39%,=240280,=10,2,S,-1,a,=2.91.1,62%,四 注射成型过程中聚合物的 物理化学变化,1,、结晶,2,、取向,3,、降解,4,、交联,1,、结晶,大分子链的构型从高温向低温转变过程中进行规整，紧密排列的现象。

结晶对聚合物性能的影响：,密度 （规整紧密排列）成型收缩 ,拉伸强度（密度大）,冲击强度 脆性,弹性模量（规整紧密排列后）,热变形温度 表面光洁度 透明度,1,、结晶,影响结晶的因素：,加热温度与熔融时间,-结晶结构破坏，晶核少，结晶速度慢，晶体尺寸大,反之，结晶速度快，晶体尺寸小、均匀,冷却速度,冷却速度太大（聚冷,),，晶粒少，残余应力大,冷却速度适中，有利于晶核生产、性能好,冷却速度慢（缓冷），结晶度高，易形成大晶体,压力和切应力,二次结晶，后结晶等,结晶：,PE,、,PA,、,POM,不透明,非结晶：,PC,、,PMMA,、,PS,透明,2,、取向,聚合物的大分子及其链段或结晶聚合物的微晶粒子，在应力作用下形成有序排列叫取向取向对聚合物的性能的影响,（,1,）,各向异性,（,2,）取向程度 弹性模量,g,（,玻璃态）,（,3,）取向程度 沿取向方向线胀系数 收缩率,影响因数：,（,1,）熔体温度 模具温度取向程度 解取向,（,2,）流动压力和保压力 剪切作用 取向程度,2,、取向,3,降解,聚合物在高温、应力、氧气和水等外部条件作用下发生的化学分解反应，它能导致聚合物分之链断裂、相对分之质量下降等结构变化，使聚合物发生弹性消失、强度降低、粘度变化、制品表面粗糙、使用寿命降低等问题。

3,降解,降解的种类：,热降解,氧化降解,水降解,应力降解,(PC PS),4,交联,聚合物由线型结构转变为体型结构的化学反应过程称为交联经过交联之后，聚合物的强度、耐热性、化学稳定性和尺寸 稳定性比原来有所提高五 注射成型物料的工艺特性,1,收缩特性与收缩率,2,流动性,3,结晶与取向,4,热敏性和水敏性,5,应力开裂与熔体破裂,1,收缩特性与收缩率,收缩特性,收缩率：,s=(Lm-Ls)/Lm,形式：尺寸,收缩、后,收缩、后处理,收缩,影响因素：塑料品种、塑件结构、,模具结构、成型工艺,2,流动性,熔体流动指数,MI,：,1,2g 3,6g 20g,拉西格实验值,:,大于,200mm,流动性好的塑料：,PA,、,PE,、,PS,、,PP,流动性中等的塑料：,ABS,、,PMMA,流动性差的塑料：,PC,、,PVC(,硬,),4,热敏性和水敏性,热敏性：,PVC POM,水敏性：,PA PC,5,应力开裂与熔体破裂,应力开裂,较小的外力或溶剂作用产生脆化断裂,熔体破裂,切应力或切变速率过大引起成型缺陷,第三章 注射成型物料,成型物料配制过程：,第三章 注射成型物料,添加剂：,填充剂,（木粉、滑石粉、石棉、玻璃纤维.）,稳定剂,（,热稳定剂,金属皂类或盐类,、,光稳定剂,、,抗氧化剂,酚类、芳基仲胺；正磷脂类,.,）,增塑剂,(,邻苯二甲酸二辛脂,DOP,、磷酸二苯,-,辛脂,.,）,润滑剂,（硬脂酸及其盐类、石蜡）,着色剂,（无机颜料、有机颜料）,发泡剂、固化剂、阻燃剂.,第三章 注射成型物料,第三章 注射成型物料,第三章 注射成型物料,。