建塑成型之理論基礎(chǔ)

1、 2.塑料成型加工的理論基礎(chǔ) 2.1 可擠壓性 2.2 流變性 2.3 成型加工過程中的物理和化學(xué)變化1 熱塑性塑料 變軟 熔融流動(dòng) 制品 冷卻 成型T變Tm2.1 可擠壓性 extrudability 塑料的可擠壓性： 塑料在熔融狀態(tài)下，受到擠壓作用變形時(shí)，獲得形狀和保持形狀的能力。 塑料在固體狀態(tài)下無(wú)可擠壓性。2 評(píng)價(jià)熱塑性塑料擠壓性的一種簡(jiǎn)單而有用的方法: 熔融指數(shù) MI melt index 熱塑性塑料在定溫、定負(fù)荷下，十分鐘內(nèi)，從規(guī)定口模中流出的克數(shù)。 又稱為熔體流動(dòng)速率 MFR melt flow rate 可在熔融指數(shù)儀中測(cè)定 專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3 分子量與粘度之間的關(guān)系： = K M

2、 分子量M與MI之間有如下關(guān)系： log (MI) = A - B logM分子量大，粘度高，流動(dòng)性差，MI小。分子量小，粘度低，流動(dòng)性好，MI大。分析4 熔體流動(dòng)過程中 粘性流動(dòng)的形變(不可逆形變) 彈性形變(可逆形變) 這種流動(dòng)與形變(流變性)是塑料加工過程中最基本的工藝特征。2.2 流變性 rheoligical property5 2.2.1牛頓流體和非牛頓流體 牛頓流體 Newtonian fluid = T一定 /是常數(shù) 是常數(shù)06 非牛頓流體 non-Newtonian fluid = Kn 1 曲線1 假塑性流體 (n1) dilatant 曲線3 牛頓流體(n=1) 7 =

3、Kn a =/= Kn / a = Kn-1 lga lg= lg K + n lg n1 lga = lg K +(n-1)lg n1 lg 斜率n 截距K 8 寬剪切速率范圍聚合物流體的lg lg曲線和lga lg曲線。 lg lga 1 2 3 1 2 3 lg lg 1：第一牛頓區(qū) 2：非牛頓區(qū) 3：第二牛頓區(qū) 注意9 2.2.2 影響a的因素 apparent viscosity T對(duì)a的影響 a = A exp lna = ln A + 斜率=RTERTE RETlna 圖 1106.HDPE 7.POM 8.PA 9.PET分析曲線5、71.PS2.PC3.PMMA 4.PP 5

4、.CA結(jié)論11 對(duì)a的影響 柔性高分子 剪切變稀明顯 剛性高分子 剪切變稀不明顯 注： 過高，增大到一定數(shù)值后，會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定流動(dòng)。 12 壓力對(duì)a的影響 受壓時(shí)溫度：150 加壓：常壓至700 kg /cm2 聚合物 PMMA LDPE PA-66 PS 壓縮率% 3.6 5.5 3.5 5.1 結(jié)論壓力 138 kg /cm2 173 kg /cm2 HDPE 粘度增加47倍 PS 粘度增加100倍13 注： 一種聚合物在正常的加工溫度范圍內(nèi)，有壓力-溫度等效應(yīng)。 如：PP 加壓100MN/m2溫度下降9014 聚合物結(jié)構(gòu)對(duì)a的影響 柔性鏈和剛性鏈 支化度 分子量及其分布15 添加劑對(duì)a的影響 對(duì)表觀粘度影響較大的添加劑： 增塑劑 潤(rùn)滑劑 填料162.2.3 聚合物熔體的彈性表現(xiàn) 離模膨脹 die swelling Baras effect脹大比B = 擠出物的最大直徑/口模的直徑17 不穩(wěn)定流動(dòng)和 熔體破裂 melt fracture 臨界剪切速率C 生產(chǎn)中控制C 對(duì)制品的外觀有影響 T C 熔體破裂延遲18 2.2.