塑料的四个特征温度.doc

1、 （1）玻璃化温度 Tg：指无定型聚合物（包括结晶型聚合物中的非结晶部分）由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度。是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度，也是制品工作温度的上限。（2）熔化温度 Tm：对于结晶型聚合物，指大分子链结构的三维远程有序态转变为无序粘流态的温度，也称熔点。是结晶型聚合物成型加工温度的下限。（3）流动温度 Tf：指无定型聚合物由高弹态转变为粘流态的温度。是无定型塑料加工温度的下限。不流动温度：在一定的压力下不发生流动的最高温度。是将一定量的塑料加 入毛细管流变仪口模上端的料筒中，加热至某一温度，恒温故知新 10min 后，施加 50MPA 恒压，若该料不从口模中

2、流出，卸压后将料温升高难度 10 度，保温 10min 后再施加同样大小的恒压，如此继续直至熔体从口模中流出为止，将此温 度减出 10 度即是该料的不流动温度。（4）分解温度 Td：指处于粘流态的聚合物当温度进一步升高时，便会使分子链的降解加剧，升至使聚合物分子链明显降解时的温度为分解温度。1）玻璃化温度 Tg：指无定型聚合物（包括结晶型聚合物中的非结晶部分）由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度。是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度，也是制品工作温度的上限。2）熔化温度 Tm：对于结晶型聚合物，指大分子链结构的三维远程有序态转变为无序粘流态的温度，也称熔点。是结晶型聚合物成型加工温

3、度的下限。 （3）活动温度 Tf：指无定型聚合物由高弹态转变为粘流态的温度。是无定型塑料加工温度的下限。（4）不活动温度：在一定的压力下不发生活动的最高温度。 是将一定量的塑料加进毛细管流变仪口模上真个料筒中，加热至某一温度，恒温故知新 10min 后，施加 50MPA 恒压，若该料不从口模中流出，卸压后将料温 升高难度 10 度，保温 10min 后再施加同样大小的恒压，如此继续直至熔体从口模中流出为止，将此温度减出 10 度即是该料的不活动温度。（5）分解温度 Td：指处于粘流态的聚合物当温度进一步升高时，便会使分子链的降解加剧，升至使聚合物分子链明显降解时的温度为分解温度。HDPE 材料

4、从口模出来，前后不易折断，左右容易断裂在众多的塑料中，有相当部分属于结晶型聚合物，如PE、PP、POM、PMMA、PA、PET、PBT、PPO、PPS 等，结晶型塑料在注塑过程中，塑料大部分的取向与结晶程度对制品的结构、性能有明显的影响，而取向与结晶都和注塑过程的参数有关。在实际工作中，了解塑料的取向和结晶的特征,对模具的设计和生产中注塑工艺的确定有一定的帮助。一 .塑料在模腔中流动的取向特点：注塑充模时，塑料熔体在模腔中的流动，一般模腔壁面的温度都比塑料的玻璃化温度低(或熔点低)，所以熔体从进入模腔的时刻起便开始冷却，在与模壁接触的 一层熔体构成了不移动的外壳,而其内部则仍然是较热的熔体。在

5、充模过程中，熔体的流动前缘在压力的作用下向前移动，同时以流动前缘为中心向模壁方向产生经 向流动，这种流动过程引起大分子的剪切取向，这种流动方向很快就被冷却作用固定下来。因此，表层产生了很大的取向，而中心层由于没有速度差，分子的取向程 度最小，所以中心层物料为各向同性，而表层区由于取向的作用，沿取向方向的力学性能明显提高。取向程度与注塑过程工艺参数的关系如下：1 .熔体温度熔体温度高，制品的取向程度低。由于熔体温度高，冷却至凝固温度所需要的时间就长，这样塑料大分子的松弛时间就加长，容易解取向，使取向程度减少。若冷 却速度慢，则松弛过程延长，同样容易解取向。冷却速度除了与熔体温度、模具温度有关外,

6、 还与塑料的热性能有关，比热容大、热导率小，则冷却速度慢、解取向加强、取向程度下降。2 .注射压力和保压压力注射压力大，充模过程熔体的剪切速率和剪切应力也大,有利于分子的取向;保压压力大、压实程度高，解取向减少。3.射速射速快，熔体充模快,快速充模使制品表层部分产生高度的取向，内中心层部分取向却很小，而慢速注射则因充模速度慢而延长了熔体的流动时间，冷却速度增加、解取向减弱，故制品表层的取向程度较小，中心层的取向程度较大。二 .塑料在注塑过程中的结晶通常结晶型塑料在结晶过程有四个重要的特征：熔体温度 Tm、出现最大结晶速率的结晶温度 Tv-max、出现最大成核速率的结晶温度 Tc、玻璃化温度 T

7、g。结晶型塑料在高于Tm 时表现为含有晶核的熔体，且时间越长晶核的数量越少;若熔体在低于 TM 的温度下冷却，则会使其产生结晶。影响结晶进程的主要因 素是冷却速度、晶核密度、晶核生产速率。冷却速度增大，结晶进行较快。结晶速率在很大程度上决定与晶核的存在。当温度稍高于Tg 时，能产生最大的晶核密 度。注塑时，塑料熔体注入模腔后，因模壁温度低于 TM，结晶首先在接触模壁处开始，然后逐渐想中心层进行。沿制品的厚度方向，各层的结晶形态和程度不一 样;通常表层是没有形成球晶的双轴取向结构，其次是小球晶结构，中心层不受剪切作用而形成无规则的点状晶核结构，由于中心层温度高，冷却速度慢，最终生成 较大的结晶。

8、1 .温度及冷却速度温度是塑料结晶过程中最敏感的因素，温度相差 1，则结晶的速度可相差几倍。 塑料熔体从 Tm 以上冷却到 Tg 以下，这一过程的速度称为冷却速度，它是晶核存在或生长的决定性条件。制品在模腔中的冷却速度取决于熔体的温度和模具的温度 之差，根据这个温度的不同可分为三个冷却区：(1)等温冷却区等温冷却区，即模具接近最大结晶速率温度 Tvmax,这时温差小，冷却速度慢，结晶过程实际与熔体在等温状态下的结晶过程相同，晶核不易生成、结晶缓慢、冷却时间长、形成较大的球晶、制品一般较脆。(2)中速冷却区把模具温度控制在最大结晶速率温度 Tvmax 与玻璃化温度 Tg 之间，这样熔体在接触较冷

9、的模壁表层区域最早生成结晶，由于模温不低，有利于制品内部中心层晶核的生长和球晶的长大，结晶比较完整。这种温度有利于制品的结晶。(3)快速冷却区模具温度低于玻璃化温度 Tg，此时冷却速度快,结晶在非等稳条件下进行，塑料的大分子链来不及折叠成芯片,而大分子的松弛过程后于温度的变化速度,于是 分子链在骤冷的条件下形成了体积松散来不及的无定型区。对于壁厚制品，其表层是无定型结构，而中心层由于温度高，冷却速度慢，形成了具有微结晶结构的结晶 区。对于薄壁制品就只有无定型结构。冷却速度是影响结晶的因素，但也跟塑料的结晶速率有关，对于结晶速率很大的塑料,如 PE 即使采用很低的模温，在极快的 冷却条件下也能得

10、到较高的结晶度。2.射压和射速提高射压会引起射速的增加，剪切作用的增强，这些都会加速结晶过程。注射时，由于压力的提高，应力作用使大分子链沿受力方向取向，形成有序区,这样容易诱导出许多晶胚，使晶核数量增加生成结晶时间缩短，加速了结晶作用。压力的增强会影响球晶的形状和尺寸,低压力下容易生成大而完整的球晶，高压力下生成小而不规则的球晶。受剪切应力的作用，容易生成微晶结构;而在直接压 力作用下则容易生成直径小而不均匀的球晶。在高的剪切速率下，冷却后的制品具有较高的结晶度,而且在受剪切作用下生成球晶的时间比没剪切作用的时间要少， 所以在注塑加工中，提高射压和射速能提高制品的结晶度。在众多的塑料中，有相当部分属于结晶型聚合物，如PE、PP、POM、PMMA、PA、PET、 PBT、PPO、PPS 等，结晶型塑料在注塑过程中，塑料大部分的取向与结晶程度对制品的结构、性能有明显的影响，而取向与结晶都和注塑过程的参数有关。 在实际工作中，了解塑料的取向和结晶的特征，对模具的设计和生产中注塑工艺的确定有一定的帮助。