高分子材料成型(二)
高分子材料学
制品性能和加工性能决定于:- 高分子材料的性能
- 聚合物的结构
- 加工方法
- 聚合物的种类
- 化学结构
- 热效应
- 结晶能力
- 用途
- 通用型
- 工程型 (50Mpa,6
$KJ/m^2
) - 耐高温 (250~300度)
- 功能型 (导电、吸水、磁性)
聚合物的工艺性能
- 温度热效应(Tb,Tg,Tf,Tm,Td)
流变特性 粘度与剪切速率的关系 ηa=f(γ˙) \eta_a = f(\dot{\gamma})
结晶性
- 加工性(体积变化,强度变化,吸水率)
- 加工温度与使用温度
高分子材料性能的化学因素
- 聚合物分子构成
- 共价键 (热效应)
- 元素 (除C以外主链和支链的构成元素)
- 取代基(对力学性能、热性能的影响)
- 键接次序和构型
- 聚合物的组成(单体比例影响力学性能)
- 交联(交联的方式及影响因素)
- 基团与端基
- 无活性基团 多次成型,热塑性材料
- 端基的稳定性(耐老化性)
- 支链
- 数目
- 长度
- 分布
高分子材料性能的物理因素
分子量及其分布
一般分子量 ↓ \downarrow,流动性 ↑ \uparrow- 分子量与性能
- 分子量对使用性能的影响
- 分子量对加工性能的影响
- 分子量的指标
- 门尼粘度
- 熔融指数
- 分子量选择
分子量分布
Mw/Mn≤5 M_w/M_n\leq 5 窄
Mw/Mn≥5 M_w/M_n\geq 5 宽
- 分子量与性能
聚合物的结晶性
- 结晶概念
- 结晶方式
- 成核方式
- 结晶度
- 结晶与成型的关系
- 熔融温度与熔融时间
- 成型压力(应力/取向)
- 冷却速率
- 骤冷
- 缓冷
- 后处理与结晶
- 二次结晶
- 后结晶
- 成核剂与结晶
- 结晶与性能
- 强度(模量)
- 耐热性(热变形温度)
- 吸水性
- 收缩率
- 结晶概念
粒度与分布
- 颗粒结构:外形与孔隙率
- 粒度:粒度大,比表面积小,混合不均匀
- 粒度分布
加工过程中的取向
- 流动取向
- 取向与解取向的关系
- 取向的形式
- 单轴
- 双周
- 拉伸取向
- 类型
- 粘流拉伸:速度快,距离大,分子运动
- 塑性拉伸:大分子位移
- 高弹拉伸:链段位移
- 结晶与非晶
- 结晶:晶区与非晶区速度不同,过程不同(破坏,重排,微晶取向)
- 非晶:分子与链段同时
影响因素
取向度 F=12(3cos2am−1) F=\frac{1}{2}(3cos^2a_m-1), a:取向角,结构单元排列方向与流动(拉伸)方向的角度
分子结构:结构简单,易变形,不稳定
- 低分子物质:降低Tg,Tf,易于取向(解取向)
- 成型温度:关键的定型的速度
- 冷却温度:Tpm,Ts,Tc
- 应力与拉伸比
- 应力与取向度
- 拉伸比:拉伸前后长度比,前后辊转速比,卷绕速度与挤出速度比 ,一般大于1
- 取向与性能
- 各向异性
- 强度提高
- 流动取向
- 粘度
- 定义值
- 影响因素
- 作用
作业
- 粘度的定义和表述。
- 结晶度的定义,聚合物的性能与结晶度的关系?
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