二次成型原理

1、二次成型原理1簡介聚合物物理狀態(tài)聚合物的黏彈性形變二次成型條件2什么是二次成型？在一定條件下，將高分子材料一次成型（例如板、片、棒、管）所得的型材通過再次成型加工，以獲得制品的最終型樣的技術。3為什么需要二次成型？二次成型是相對于一次成型而言的。有些高分子材料制品由于技術上和經濟上的原因，不能夠或不適于經過一次成型即取得制品的最終形狀，因而需要以一次成型技術的產物為對象，經過再次成型來獲得最終制品。 4二次成型與一次成型有哪些區(qū)別？5橡膠和熱固性塑料不適于二次成型在高分子材料中，橡膠和熱固性塑料經一次成型以后，發(fā)生了交聯(lián)反應，其分子結構變成網狀或體型結構，遇熱不再熔融，也不溶于溶劑。如果加熱溫

2、度過高，只能炭化。6二次成型僅適用于熱塑性塑料熱塑性塑料在一定溫度下可以軟化、熔融流動，冷卻后獲得一定的形狀，再加熱又可再軟化乃至熔融流動。7聚合物的物理狀態(tài) 聚合物在不同的溫度下分別表現(xiàn)為在一定相對分子質量范圍內，溫度和相對分子質量對非晶型和部分結晶型聚合物物理狀態(tài)轉變的關系如圖所示 ：玻璃態(tài)（結晶態(tài)）高彈態(tài)粘流態(tài)8二次成型區(qū)間，具有粘彈性9非晶型聚合物在玻璃化溫度Tg以上呈類橡膠狀，顯示橡膠的高彈性在粘流溫度Tf以上呈粘性液體狀部分結晶型聚合物在Tg以下呈硬性結晶狀，在Tg以上呈韌性結晶狀，在接近熔點Tm轉變?yōu)榫哂懈邚椥缘念愊鹉z狀高于Tm則呈粘性液體狀10聚合物的粘彈性形變加工過程線性聚合

3、物的總形變可以看成由三個部分的形變組成：普彈形變E、推遲彈性形變H和粘性形變V。式中為作用的外力、t外力作用的時間、E為模量、為聚合物粘度。11粘性形變外力作用下，大分子鏈之間的運動，形變值大，具有不可逆性，形成永久變形。普彈形變只是聚合物大分子鍵長和鍵角的變化，外力撤去可以恢復。這部分的變形通常很小，可以忽略。推遲高彈形變外力較長時間作用于聚合物，是大分子鏈段形變和位移，形變值很大，具有可逆性，使聚合物表現(xiàn)為特有的高彈性。12加工溫度Tf時 黏流態(tài) 形變以不可逆的黏性形變?yōu)橹髦破芬虼畏€(wěn)定性高聚合物成型多在黏流態(tài)下實現(xiàn) 加工溫度Tf時 高彈態(tài)彈性成分增加 黏性成分減少，有效形變值減少 增大作用

4、力或延長外力作用時間t粘性形變V迅速升高在TgTf范圍，以較大外力和較長時間作用下，可逆形變部分轉變?yōu)椴豢赡嫘巫?。13塑性形變溫度在Tf以下時，由于溫度低，聚合物形變中的彈性成分增大，粘性成分減小，但是從公式看到：在增大外力或延長外力的作用時間，都可以使粘性形變增加，此時可逆形變轉變成不可逆形變，這種形變稱為塑性形變，實質上高彈態(tài)條件下大分子的強制性流動，增大外力等于降低了聚合物的流動溫度Tf，迫使大分子間產生解纏和滑移。14塑性形變和粘性形變相似的性質：不可逆、都是大分子鏈的流動不同的性質：所處的溫度不同、大分子鏈的表現(xiàn)不同、塑性形變在一定溫度下形變可以回復。15二次加工的原理對于玻璃化溫

5、度Tg比室溫高得多的無定形聚合物，其二次成型加工是在Tg以上，粘流溫度Tf以下，受熱軟化，并受外力()作用而產生形變。在二次加工過程中聚合物的形變省去了普彈形變和粘性形變。得：16TTg，形變保持17推遲高彈形變是大分子鏈段形變和位移的貢獻，具有可逆性，當在時間t1時除去外力()時，經過一定時間高彈形變回復。18二次成型加工原理對于Tg比室溫高得多的非晶聚合物：1、在Tg-Tf 之間加熱，然后使之變形而成型為一定的形狀； 、形變完成后置于近室溫冷卻定型對部分結晶聚合物： 、在接近熔點處加熱成型； 、成型后主要依靠結晶定型19二次成型的條件二次成型成型速度成型溫度定型溫度20成型溫度二次成型的溫

6、度以聚合物能產生形變且伸長率最大的溫度為宜。（消耗功最大處）此時溫度升高，向高彈態(tài)過渡，由于鏈段開始運動，而體系的粘度很大，因此鏈段運動受到的摩擦阻力比較大，高彈形變顯著落后于應力變化，內耗也大。一般無定形熱塑性塑料最宜成型溫度比其Tg略高，如硬聚氯乙烯(Tg=83)的最宜成型溫度為9294，聚甲基丙烯酸甲酯(Tg=105)成型溫度為118。2122定型溫度定型溫度下降，可恢復形變減少，殘余形變（有效形變）增加，所以定型溫度低于Tg最好。相同的定型溫度下，成型溫度越高，得到的殘余形變量越大，制品的尺寸穩(wěn)定性越好；但制品的伸長率在此時有一最大值，當成型溫度過大，伸長率會出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，會在高溫低速作用下，因為受熱變軟、分解等，導致制品出現(xiàn)龜裂等現(xiàn)象。23升高成型溫度，彈性形變成分減少，如圖所示：在85以下對塑料加熱,收縮很小，塑料所獲得的殘余形變幾乎為l00；在塑料的Tg以上加熱使塑料收縮時，隨收縮溫度的提高，制品的形變值增大，殘余形變減?。恢破吩谙嗤氖湛s溫度下，成型溫度高比成型溫度低，具有更高的殘余形變。因此，在較高溫度下成型，可獲得形狀穩(wěn)定性較好的制品，且具有較強的抵抗熱彈性回復的能力。2425成型速度 指完成一定形變所需時間或在一