结晶性塑料和非结晶塑料有什么区别
- 格式:doc
- 大小:27.50 KB
- 文档页数:4
结晶性塑料和非结晶性塑料的区别一、什么是结晶性塑料?(结晶=不透明)结晶性塑料有明显的熔点,固体时分子呈规则排列。
规则排列区域称为晶区,无序排列区域称为非晶区,晶区所占的百分比称为结晶度,通常结晶度在80%以上的聚合物称为结晶性塑料。
常见的结晶性塑料有:PE、PP、PA、POM、PBT (聚对苯二甲酸丁二醇酯Polybutylene terephthalate)、PET(聚对苯二甲酸乙二酯Polyethylene terephthalate)、PVDF(聚偏氟乙烯)、PTFE、LCP、PPS、PEEK等。
二、结晶对塑料性能的影响1)力学性能结晶使塑料变脆(耐冲击强度下降),韧性较强,延展性较差。
2)光学性能结晶使塑料不透明,因为晶区与非晶区的界面会发生光散射。
减小球晶尺寸到一定程式度,不仅提高了塑料的强度(减小了晶间缺陷)而且提高了透明度,(当球晶尺寸小于光波长时不会产生散射)。
3)热性能结晶性塑料在温度升高时不出现高弹态,温度升高至熔融温度TM 时,呈现粘流态。
因此结晶性塑料的使用温度从Tg (玻璃化温度)提高到TM(熔融温度)。
4)耐溶剂性,渗透性等得到提高,因为结晶分排列更加紧密。
三、影响结晶的因素有哪些?1)高分子链结构,对称性好、无支链或支链很少或侧基体积小的、大分子间作用力大的高分子容易相互靠紧,容易发生结晶。
2)温度,高分子从无序的卷团移动到正在生长的晶体的表面,模温较高时提高了高分子的活动性从而加快了结晶。
3)压力,在冷却过程中如果有外力作用,也能促进聚合物的结晶,故生产中可调高射出压力和保压压力来控制结晶性塑料的结晶度。
4)形核剂,由于低温有利于快速形核,但却减慢了晶粒的成长,因此为了消除这一矛盾,在成型材料中加入形核剂,这样使得塑料能在高模温下快速结晶。
四、结晶性塑料对注塑机和模具有什么要求1)结晶性塑料熔解时需要较多的能量来摧毁晶格,所以由固体转化为熔融的熔体时需要输入较多的热量,所以注塑机的塑化能力要大,最大注射量也要相应提高。
塑料注塑性能工艺概括一、注塑性能1. 结晶性,收缩率分子结构简单、对称性高的聚合物从高温向低温转变时都能结晶,如聚乙烯,聚丙烯,聚偏二氯乙烯,聚四氟乙烯等;一些分子链节较大,但分子之间作用力也很大的聚合物也可以结晶,如聚酰胺,聚甲醛等;分子链上有很大侧基的聚合物一般很难结晶,如聚苯乙烯,聚醋酸乙烯酸,聚甲基丙烯酸甲酯等;分子链刚性大的聚合物也不能结晶,如聚砜,聚碳酸酯,聚苯醚等。
结晶聚合物一般都具有耐热性、非透明性和较高的强度。
结晶程度越高,体积收缩越大(收缩率越大),易因收缩不均而引起翘曲。
结晶必须发生在塑料的玻璃化温度之上,熔点之下。
一般没有明确的熔点,对称性高的熔点高,对称性低的熔点低。
冷却速度提高以及模温降低,结晶度降低,密度减小。
切应力和剪切速率增大,取向程度将提高,结晶速度和结晶度增大;但作用时间太长,变形松弛使取向结构减小或消失,结晶速度又会减小。
压力增大,聚合物结晶温度将提高,结晶度将增大,密度增大。
聚合物沿料流方向收缩大,强度高;与料流垂直方向收缩小,强度低。
厚度越大,收缩也越大。
塑料品种各种塑料都有其各自的收缩范围,同种类塑料由于填料、分子量及配比等不同,则其收缩率及各向异性也不同。
塑件特性塑件的形状、尺寸、壁厚、有无嵌件,嵌件数量及布局对收缩率大小也有很大影响。
模具结构模具的分型面及加压方向,浇注系统的形式,布局及尺寸对收缩率及方向性影响也较大。
预热情况、成形温度、成形压力、保持时间、填装料形式及硬化均匀性对收缩率及方向性都有影响。
成形时由于塑件各部位密度及填料分布不匀,故使收缩也不匀。
产生的收缩差使塑件易发生翘曲、变形、裂纹结晶塑料(收缩率)非结晶塑料(收缩率)PE(1.5~3.5) PTEE() PS(0.5~0.8) PPO(0.5~1.0) EP(0.1~0.5) 未知(收缩率)MF(0.5~1.5) 塑料名称 PA1010 塑料制品壁厚/mm 1 0.5~1 PP HDPE POM 1~2 1.5~21~1.5 2~2.5 1.5~2 2~2.6 105~120% 2 3 1.1~1.3 4 2~2.5 5 1.8~2 2.5~3 - 2.5~3.5 120~140% 110~150% 2~2.5 6 7 8 >8 高度/水平的收缩率百分比 PP( 1.0~2.5) PVDF() PSF(0.4~0.8) UF(0.6~1.4) PA() PET(2.0~2.5) POM(1.2-3.0) PBT(1.3~2.4) PC(0.3~0.8) PF(0.4~0.9) PMMA(0.2~0.8) 硬PVC(0.6~1.5) ABS(0.4~0.7) 2.5~4 70% 1.4~1.62. 各个转化温度,热敏性(热降解)1热降解:由于聚合物在高温下受热时间过长(或浇口截面过小,剪切作用大时)而引起的变色降解反应。
热塑性塑料的分类及相关基本概念热塑性塑料热塑性塑料可分为两大类:结晶形塑料和无定形塑料。
结晶形材料具有比较明显的熔点,当加工温度进入熔点后即出现粘流态,聚合物粘度迅速下降,发生不可逆的塑性形变。
而无定形塑料,由常温下的固态加温直至软化最后到粘流态,中间没有明显的熔点。
作为判别结晶形塑料和无定形塑料方法,一般来说,不透明的或半透明的是结晶形塑料,例如聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、聚酰胺、聚酯等。
透明的是无定形塑料,例如聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)、聚砜等。
当然,也有例外情况,比如ABS属于无定形塑料,却不透明。
a. 流动性一般来说,对于结晶形塑料,当加工温度高于其熔点时,其流动性较好,能很快的充满型腔,它所需要的注射压力也可以较小。
而无定形塑料的流动性较差,因此,注入型腔的速度较慢,它所需要的注射压力也要较大。
所以在模具设计时,可以根据塑料的流动性来设计合理的流道系统尺寸,一方面可避免流道系统尺寸太大而浪费材料,同时也延长注塑成型周期,另一方面避免流道系统尺寸太小而导致充填、保压困难。
当然,也有例外,比如,聚苯乙烯虽然是无定形塑料,但它的流动性却很好。
反映流动性的指标通常有熔融指数(MFR)和表观粘度。
对于高分子聚合物来讲,在通常的注塑成型条件下,它们的流动行为大都不服从牛顿流动定律,属于非牛顿流体,它们流动剪切应力与剪切速率的比值称为表观粘度。
表观粘度在一定温度下并不是一个常数,可随剪切应力、剪切速率而变化,甚至有些还随时间而变化。
b. 收缩性热塑性塑料由熔融态到凝固态,都要发生不同程度的体积收缩。
而结晶形塑料一般比无定形塑料表现出更大的收缩率和收缩范围,且更容易受成型工艺的影响。
结晶形塑料的收缩率一般在1.0%~3.0%,而无定形塑料的收缩率在0.4%~0.8%。
对于结晶形塑料,还应考虑其后收缩,因为它们脱模以后在室温下还可以后结晶而继续收缩,后收缩量随制品厚度和环境温度而定,越厚后收缩越大。
塑料原材料基础—塑料的三个形态大家好,今天继续讲一下塑料的基础,上次我们说到了塑料的结晶与非结晶,今天我们讲一下塑料的三个形态:玻璃态、高弹态、粘流态。
高聚物在不同温度下会呈现三种不同的物理状态:玻璃态、高弹态、黏流态。
不同的状态具有不同的力学性能,这对高分子材料的成型加工和使用范围都有很大影响。
(1)玻璃态Tg是高聚物的重要特征温度,叫玻璃化温度。
它不是一个固定的温度值,而是随测试方法和条件不同而变化的。
当温度低于Tg时,高聚物是刚硬的,处于玻璃态,是坚硬的固体。
此时,由于分子运动能量低,链段运动被冻结,只能使主链内的键长和键角有微小的改变。
在宏观上表现为聚合物在受力方向上有很小的弹性变形,由于弹性模量高,形变值小,所以处于玻璃态的聚合物只能进行一些车、铣、削、刨等机械加工。
这一聚集态也是聚合物的使用态。
材料使用的下限温度称为脆化温度,低于脆化温度时,材料受力容易发生断裂破坏。
(2)高弹态在玻璃化温度Tg和勃流温度Tf之间,聚合物处于高弹态,也叫橡胶态。
处于高弹态的高聚物有以下重要特性:①可回复的弹性变形量高达100%~1000%,但变形的恢复不是瞬时完成的。
而金属材料的普弹形变不超过1%。
②弹性模量比普通弹性材料小三个数量级,一般只有lOkgf/cm²的数量级,且随绝对温度升高而升高。
③在快速拉伸时(绝热过程),高聚物温度上升,而金属材料温度下降。
如果把橡胶薄片拉长,把它贴在嘴唇或面颊上,就会感到橡皮在伸长时发热,回缩时吸热。
④形变与时间有关,橡胶受到外力(应力恒定)压缩或拉伸时,形变总是随时间而发展,最后达到最大形变,这种现象叫蠕变。
原因:由于橡胶是长链分子,整个分子的运动都要克服分子间的作用力和内摩擦力,高弹形变就是靠分子链段运动来实现的。
整个分子链从一种平衡状态过渡到与外力相适应的平衡状态,可能需要几分钟、几小时甚至几年。
也就是说,在一般情况下形变总是落后于外力,所以橡胶形变需要时间。
作为固体材料,非结晶和结晶塑料的最高使用温度
答案:
非结晶塑料的最高使用温度为玻璃化温度,而结晶塑料的最高使用温度为熔点。
非结晶塑料的最高使用温度与其玻璃化温度密切相关。
玻璃化温度是非结晶塑料由硬而脆的玻璃态转变为具有高弹性的高弹态的温度。
在这一温度以上,聚合物呈现高弹态,材料具有较好的韧性和强度,因此其最高使用温度被定义为玻璃化温度。
相反,非结晶塑料在脆化温度以下会变得非常脆,失去实际应用价值,因此其最低使用温度定义为脆化温度。
对于结晶塑料,其最高使用温度则与其熔点相关。
熔点是指结晶塑料中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,也称为熔点。
在这一温度下,结晶塑料呈现粘流态,具有较好的流动性和可塑性,因此其最高使用温度被定义为熔点。
同时,结晶塑料的最低使用温度定义为玻璃化转变温度,因为在这一温度区间内,结晶塑料具有一定的韧性和强度。
综上所述,不同类型的塑料因其内部结构和物理性质的不同,其最高使用温度也有所不同。
非结晶塑料的最高使用温度由其玻璃化温度决定,而结晶塑料的最高使用温度则由其熔点决定。
一.塑料三态:塑料有热固性和热塑性二大类,热固性塑料成型固化后,不能再加热熔融成型。
而热塑性塑料成型后的制品可再加热熔融成型其它制品。
热塑性塑料随着温度的改变,产生玻璃态、高弹态和粘流态三态变化,随温度重复变动,三态产生重复变化。
塑料玻璃态时可切削加工。
高弹态时可拉伸加工,如拉丝纺织、挤管、吹塑和热成型等。
粘流态时可涂复、滚塑和注塑等加工。
但当温度高于粘流态时,塑料就会产生热分解,当温度低于玻璃态时塑料就会产生脆化。
当塑料温度高于粘流态或低于玻璃态趋向时,均使热塑性塑料趋向严重的恶化和破坏,所以在加工或使用塑料制品时要避开这二种温度区域。
升高温度脆化区玻璃态高弹态粘流态热分解二.晶形塑料:塑料分有结晶形和非结晶形,结晶塑料的分子链是有规则排列,非结晶形塑料分子链是无定型排列。
结晶形塑料有较明显熔点,有最快结晶温度点,保持最快结晶温度点。
并随时间的延长结晶率能提高。
对制品的屈服强度、弹性模量、刚硬度随之提高,热变形温度和耐化学溶剂的稳定性也有改善。
收缩率随密度增大而减小。
如模具温度过高成型制品易形成大的球晶,制品脆,力学性能降低,制品扭曲变形会增大。
总之希望结晶型塑料成型制品有较高结晶率和均称的小晶体,不希望有大的球晶体和不均称结晶度。
1.结晶与冷却温度和冷却速度关系:塑料的结晶温度是在熔点以下,玻璃化温度以上。
不同的塑料种类有不同的最快结晶温度点。
如“PP”的最快结晶温度128度。
⏹当冷却温度处于最快结晶温度时,冷却时间需延长,制品容易形成大球晶,使制品发脆,扭曲变形和力学性能下降。
⏹当冷却温度处于玻璃态温度时,冷却时间短,结晶不完整。
成型制品受模具壁急速冷却,制表面与模具直接接触,制品表面先冻结,即停止结晶,而制品中心还没有冷却继续结晶直至冻结,造成制品表层与中心的结晶度不一样,使制品内应力增大,制品尺寸和形状变化大,力学性能差。
⏹当冷却温度处于玻璃态与最快结晶温度之间,冷却时间适宜,能达到较好而完善的结晶,制品性能就好。
一、什么是结晶性塑料?
结晶性塑料有明显的熔点,固体时分子呈规则排列。
规则排列区域称为晶区,无序排列区域称为非晶区,晶区所占的百分比称为结晶度,通常结晶度在80%以上的聚合物称为结晶性塑料。
常见的结晶性塑料有:聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚甲醛POM、聚酰胺PA6、聚酰胺PA66、PET、PBT等。
二、结晶对塑料性能的影响
1)力学性能
结晶使塑料变脆(耐冲击强度下降),韧性较强,延展性较差。
2)光学性能
结晶使塑料不透明,因为晶区与非晶区的界面会发生光散射。
减小球晶尺寸到一定程式度,不仅提高了塑料的强度(减小了晶间缺陷)而且提高了透明度,(当球晶尺寸小于光波长时不会产生散射)。
3)热性能
结晶性塑料在温度升高时不出现高弹态,温度升高至熔融温度TM 时,呈现粘流态。
因此结晶性塑料的使用温度从Tg (玻璃化温度)提高到TM(熔融温度)。
4)耐溶剂性,渗透性等得到提高,因为结晶分排列更加紧密。
三、影响结晶的因素有哪些?
1)高分子链结构,对称性好、无支链或支链很少或侧基体积小的、大分子间作用力大的高分子容易相互靠紧,容易发生结晶。
2)温度,高分子从无序的卷团移动到正在生长的晶体的表面,模温较高时提高了高分子的活动性从而加快了结晶。
3)压力,在冷却过程中如果有外力作用,也能促进聚合物的结晶,故生产中可调高射出压力和保压压力来控制结晶性塑料的结晶度。
4)形核剂,由于低温有利于快速形核,但却减慢了晶粒的成长,因此为了消除这一矛盾,在成型材料中加入形核剂,这样使得塑料能在高模温下快速结晶。
四、结晶性塑料对注塑机和模具有什么要求
1)结晶性塑料熔解时需要较多的能量来摧毁晶格,所以由固体转化为熔融的熔体时需要输入较多的热量,所以注塑机的塑化能力要大,最大注射量也要相
应提高。
2)结晶性塑料熔点范围窄,为防止射咀温度降低时胶料结晶堵塞射咀,射咀孔径应适当加大,并加装能单独控制射咀温度的发热圈。
3)由于模具温度对结晶度有重要影响,所以模具水路应尽可能多,保证成型时模具温度均匀。
4)结晶性在结晶过程中发生较大的体积收缩,引起较大的成型收缩率,因此在模具设计中要认真考虑其成型收缩率
5)由于各向异性显著,内应力大,在模具设计中要注意浇口的位置和大小,加强筋和位置与大小,否则容易发生翘曲变形,而后要靠成型工艺去改善是相当困难的。
6)结晶度与塑件壁厚有关,壁厚冷却慢结晶度高,收缩大,易发生缩孔、气孔,因此模具设计中要注意控制塑件壁厚的控制
五、结晶性塑料的成型工艺
1)冷却时释放出的热量大,要充分冷却,高模温成型时注意冷却时间的控制。
2)熔态与固态时的比重差大,成型收缩大,易发生缩孔、气孔,要注意保压压力的设定
3)模温低时,冷却快,结晶度低,收缩小,透明度高。
结晶度与塑件壁厚有关,塑件壁厚大时冷却慢结晶度高,收缩大,物性好,所以结晶性塑料应按要求必须控制模温。
4)各向异性显著,内应力大,脱模后未结晶折分子有继续结晶化的倾向,处于能量不平衡状态,易发生变形、翘曲,应适当提高料温和模具温度,中等的注射压力和注射速度。
在市场上, 塑料种类很多,但是做塑料的人一般只知道分为工程塑料和日用塑料两类。
实质上,塑料有结晶塑料和非结晶塑料之分。
结晶塑料:尼龙、丙烯、乙烯、聚甲醛等等;
非结晶塑料:聚碳、ABS、透苯、氯乙烯等等。
为什么说,分为上面这两类呢?因分子结构不同。
(1)结晶塑料表面是滑性,不能涂刷,不能镀铬,难以装饰表面,目前装
涂的颜色不能持久,容易脱落。
如包装袋喷涂、印刷、着色,一般采取通过电子大电流锥毛,才能印刷颜色,但是也不能持久,且粘合剂比较难找。
(2)非结晶塑料表面能吸收其他分子,如:油墨、镀铬、喷涂之类所以一般产品外壳、表壳、电视机壳等都采用非结晶塑料,容易装饰,不易脱落等。
但以上两类塑料绝对不能混合一起,如混合一起那就会报废,表面产生起泡、起水银纹,严重的起皮,故而两种类型塑料,应注意混和,否则后果很大,所以特别对废塑料来说:要鉴别哪一种是什么料都要分别挑开才能使用,但同类塑料混一点没有什么大的影响,如丙烯乙烯混一些影响不大。
如ABS和透苯混和后也没有什么影响.
评价答案
好:3
一般:0
不好:0
原创:0
非原创:0
.°葚嚒⒋ai 2008-05-18 16:36
我有更好的回答
收藏
转载到QQ空间
相关内容
••请问塑料的结晶体与非结晶体的含义是什么?6个回答
••是否存在导热性好的塑料?9个回答
••塑料材料HDPE+LLDPE阻燃性1个回答
••丙乙塑料要配合什么配料才会有忍性?1个回答
其他答案
1)结晶型塑料达到软化状态的温度要比非结晶型塑料的高;
2)冷却时结晶型塑料要比非结晶型塑料放出更多的热量;
3)结晶型塑料要比非结晶型塑料收缩率较大,前者0.5%~3.0%,后者0.4%~0.6%;4)结晶型塑料要比非结晶型塑料的各向异性更加显著。
潘品李 2008-05-18 20:49
结晶性塑料和非结晶塑料最大的区别是:结晶性塑料有相对温度的熔点,非结晶塑料在温度升高时,软化的程度不同,没有相对温度的熔点。