塑料原料之物性說明

1、塑料原料之物性說明一流動(dòng)特性(FLOWPROPERTIES)熱塑性塑料成型過程一般需經(jīng)歷加熱塑化,流動(dòng)成型和冷卻固化三個(gè)基本步驟.所謂加熱塑化就是經(jīng)過加熱使固體高聚物變成粘性流體;流動(dòng)成型是借助注射機(jī)或擠塑機(jī)的柱塞或螺桿的移動(dòng),以很高的壓力將粘性流體注入溫度較低的閉合模具內(nèi),或以很高的壓力將粘性流體從所要求形狀的口模擠出,得到連續(xù)的型材;冷卻固化是用冷卻的方法使制品從粘流態(tài)變成玻璃態(tài).幾乎所有高聚物都是利用其粘流態(tài)下的流動(dòng)行為進(jìn)行加工成型的.表征流動(dòng)特性的物理量如下:1.熔融指數(shù)值(MELTINDEX)熔融指數(shù)是評(píng)價(jià)熱塑性聚合物特別是聚烯烴的擠壓性的一種簡單而實(shí)用的方法,其定義為:在一定溫度下

2、,熔融狀態(tài)的高聚物在一定負(fù)荷下,十分鍾內(nèi)從規(guī)定直徑和長度的標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管中流出的重量.其一般在熔融指數(shù)儀中測(cè)定.可擠壓性是指聚合物通過擠壓作用形變時(shí)獲得形狀和保持形狀的能力,研究聚合物的擠出性質(zhì)能對(duì)制品的材料和加工工藝作出正確的選擇和控制,通常條件下,聚合物在固體狀態(tài)不能通過擠壓而成型,只有當(dāng)聚合物處于粘流態(tài)時(shí)才能通過擠壓獲得宏觀而有用的形變.擠壓過程中,聚合物熔體主要受到剪切作用,故可擠壓性主要取決于熔體的剪切粘度和拉伸粘度.大多數(shù)聚物熔體的粘度隨剪切力或剪切速率增大而降低.熔融指數(shù)儀測(cè)定在給定剪切力下聚合物的流動(dòng)度,用定溫下10分鍾內(nèi)聚合物從出料孔擠出的重量(克)來表示,其數(shù)值就稱為熔融指數(shù).

3、所以流動(dòng)度,即熔融指數(shù)實(shí)際上反映了聚合物分子量的大小,分子量較高的聚合物更易于纏結(jié),分子體積更大,故有較大的流動(dòng)陰力,表現(xiàn)出較高的粘度和低的流動(dòng)度,亦即熔融指數(shù)低.由于荷重小(1.2kgf)通測(cè)定的MI值不能說明注射或擠出成型時(shí)聚合物的實(shí)際流動(dòng)性能.但用MI值能方便地表示聚合物流動(dòng)性的高低.2.粘度VISCOSITY(Psi*S)粘度是表征流動(dòng)性的一種性能,一般粘度越大,流動(dòng)性越差.(1)剪切粘度對(duì)應(yīng)于剪切流動(dòng),即速度梯度的方向與流動(dòng)方向相垂直.粘度對(duì)剪切速率具有依賴性.測(cè)量方法:一般由奧氏粘度計(jì)和烏氏粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)量.影響剪切粘度的因素如下:聚合物本身結(jié)構(gòu):粘度隨分子量的增加而提高.溫度:隨溫

4、度升高,粘度呈指數(shù)函數(shù)的方式降低.剪切速率:剪切速率增大,粘度減小.剪切應(yīng)力:剪切應(yīng)力增大,粘度減小.壓力:壓力增大,粘度增大.(2)拉伸粘度對(duì)應(yīng)于拉伸流動(dòng),即速度梯度的方向與流動(dòng)方向一致.二力學(xué)性質(zhì)(MECHANICALPROPERTIES)力學(xué)性質(zhì)與其化學(xué)組成,分子量及其分布,支化和交聯(lián),結(jié)晶度和結(jié)晶的形態(tài),共聚的方式,分子取向,增塑及填料等有關(guān).表征力學(xué)性質(zhì)的物理量如下:1.拉伸強(qiáng)度是在規(guī)定的試驗(yàn)溫度,濕度和試驗(yàn)速度下,在標(biāo)準(zhǔn)試樣上沿軸向施加拉伸載荷,直到樣板被拉斷為止,斷裂前試樣承受的最大載荷P與試樣的起始寬度b和厚度d的積的比值.同樣,也有壓縮強(qiáng)度.通常塑性材料善于抵抗拉力,而脆性材

5、料善于抵抗壓力.拉伸模量(即楊氏模量)通常由拉伸初始階段的應(yīng)力與應(yīng)變比例計(jì)算.2.彎曲強(qiáng)度亦稱撓曲強(qiáng)度,是在規(guī)定試樣條件下,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣施加靜彎曲力矩,直到試樣折斷為止,取試樣過程中的最大載荷3.沖擊強(qiáng)度是衡量材料韌性的一種強(qiáng)度指標(biāo),表征材料抵抗沖擊載荷破壞的能力,通常定義為試樣受沖擊載荷而折斷時(shí)單位面積所吸電的能量.W為沖斷試樣所消耗的功.沖擊強(qiáng)度的測(cè)試方法很多,應(yīng)用較廣的有擺捶式?jīng)_擊試驗(yàn),落重式?jīng)_擊試驗(yàn)和高速抗拉伸等三類.擺錘式?jīng)_擊標(biāo)準(zhǔn)試樣,測(cè)量擺錘沖斷試樣消耗的功,試樣的安放方式有簡支架式和臂梁式.后者為Izod試驗(yàn).試樣一端固定,擺錐沖擊自由端,試樣可用帶缺口的和無缺口的兩種,采用帶缺口

6、試樣的目的是使缺口處試截面積大為減少.受沖擊時(shí)試樣斷裂一定發(fā)生在這一薄弱處,所有的沖擊能量都能在這局部的地方被吸收,從而提高試樣的準(zhǔn)確性,這種情況下,計(jì)算沖擊強(qiáng)度時(shí),試樣的厚度d指的是缺口處試樣的剩余厚度.4硬度是衡量材料表面抵抗機(jī)械壓力的能力的一種指標(biāo).硬度的大小與材料的抗張強(qiáng)度和彈性模量有關(guān),而硬度試驗(yàn)又不破壞材料,方法簡便,所以有時(shí)可作為估計(jì)材料抗張強(qiáng)度的一種替代方法.根據(jù)壓頭的形狀不同有邵氏(shore),布氏(Brinell)和洛氏(Rockwell)等方法.三化學(xué)特性(CHEMICALPROPERTIES)常用的分析方法有:1質(zhì)譜法或色質(zhì)聯(lián)用儀,常用于鑒別高聚物中的添加劑.2熱解氣

7、相色普法:根據(jù)保留時(shí)間的不同,直接測(cè)定高聚物,并可對(duì)共聚物組成進(jìn)行分析.3紅外光譜:表征高聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)的一種重要工具.1鑒定高聚物的主鏈接構(gòu),取代基的位置和雙鏈的位置等.2側(cè)鏈接構(gòu)的研究.3研究高聚物的相轉(zhuǎn)變.4研究橡膠的老化.5核磁共振法:研究分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)反環(huán)境對(duì)分子結(jié)構(gòu)的影響.另外還有:掃描電鏡,X衍射,液相色譜法等.四耐溫特性(THERMALPROPERTIES)1.熔點(diǎn)與玻璃化溫度玻璃化溫度和熔點(diǎn)是聚合物使用時(shí)耐熱性的重要指標(biāo).熔點(diǎn)Tm是結(jié)晶聚合物的主要轉(zhuǎn)變溫度,而玻璃化溫度Tg則主要是無定型聚合物的熱轉(zhuǎn)變溫度.玻璃化溫度是無定型聚合物的使用上限溫度,熔點(diǎn)則是結(jié)晶聚合物的使

8、用上限溫度.塑料處于玻璃態(tài)或部分結(jié)晶狀態(tài).橡膠處于高彈態(tài),玻璃化溫度為其使用下限溫度.大部分合成纖維是結(jié)晶性聚合物.1)熔點(diǎn):晶體全部熔化時(shí)的溫度.熔限:發(fā)生熔化的溫度范圍.結(jié)晶高聚物與低分子物相比,熔融溫度范圍較寬(低分子熔限為0.2C)2)影響熔點(diǎn)的因素有:a高分子鏈的結(jié)構(gòu).可通過增加分子或鏈段之間的作用力來提高熔點(diǎn),主要是引進(jìn)極性基團(tuán),最好能使高分子鏈之間形成氫鍵.b結(jié)晶溫度與芯片厚度.結(jié)晶溫度越低,熔點(diǎn)越低,熔限越寬;芯片厚度越薄,熔點(diǎn)越小c雜質(zhì)雜質(zhì)使高聚物熔點(diǎn)降低.d共聚物的熔點(diǎn)與組成沒有直接的關(guān)系,而是取決于共聚物的序列和分布性質(zhì).2.軟化點(diǎn):非晶態(tài)聚合物的軟化點(diǎn)接近Tg結(jié)晶聚合物

9、軟化溫度接近Tm.五耐燃燒特性(FLAMMABILITYPROPERTIES)塑料主要由碳,氫,氧等元素組成,因此在一定條件下將會(huì)燃燒,這點(diǎn)對(duì)用作建材,包裝,配件等來說都是十分不利的,對(duì)研究塑料的燃燒性能有著十分重要的意義.氧氣指數(shù)法是在規(guī)定條件下測(cè)定試樣在氧,氮混合氣流中,維持平穩(wěn)燃燒所需最低氧氣濃度(以氧所占的體積百分?jǐn)?shù)的數(shù)值表示)的一種方法.2.耐燃性等級(jí)六物理特性(PhysicalProperties)比重:成型收縮率吸水率顆粒重量灰份最大含水量玻璃含量七電氣特性(ELECTRICALPROPERTIES)高聚物的電學(xué)性質(zhì)是指聚合物在外加電壓或電場(chǎng)作用下的行為及其所表現(xiàn)出來的各種物理現(xiàn)象.包括在交變電場(chǎng)中介電性質(zhì),在弱電場(chǎng)中的導(dǎo)電性質(zhì),在強(qiáng)電場(chǎng)中的擊穿現(xiàn)象以及發(fā)生在聚合物表面的靜電現(xiàn)象.1介電常數(shù)平行板電容器上加以直流電壓u,在兩個(gè)極板上將產(chǎn)生一定量的電荷Q.真空電容器的電容為C0與所加電壓無關(guān),而決定于電容器的幾何尺寸.在兩極析間充滿介質(zhì)后.是一個(gè)無因次的純數(shù),稱為介電常數(shù),表征電介質(zhì)貯存電能能力的大小,是介電材料的一個(gè)十分重要的性能指針,介電常數(shù)是衡量介質(zhì)