塑料的物理性能有哪些呢?
文章出處:塑膠常識(shí)
責(zé)任編輯:東莞市大君塑膠新材料科技有限公司
發(fā)表時(shí)間:2021-06-05
物料的性能與注塑條件和制品質(zhì)量有密切關(guān)系。注塑材料大部分是顆粒狀,這些固體物料裝入料斗時(shí),一般要先經(jīng)過預(yù)熱,排除濕氣,然后再經(jīng)過螺桿的壓縮輸送和塑化作用,在料筒中需要經(jīng)過較長的熱歷程才被螺桿推入模腔,經(jīng)過壓力保持階段再冷卻定型。
影響這個(gè)過程的主要因素是物料,溫度,料筒溫度,充模壓力,速度。高分子物料加工的工藝性能,分子鏈的內(nèi)部結(jié)構(gòu),分子量大小及其分布,而且還取決高分子的外部結(jié)構(gòu)。注塑的工藝性與高分子材料的相對密度,導(dǎo)熱系數(shù),比熱容,玻璃化與結(jié)晶溫度,熔化,分解溫度以及加工中所表現(xiàn)的力學(xué)性能,流變性能等有密切關(guān)系。
塑料的物理性能,這些你都還不知道?
1、總熱容量
總熱容量是指注塑物料在注塑工藝溫度下的總熱容量。
2、熔化熱
熔化熱又稱熔化潛熱,是結(jié)晶型聚合物在形成或熔化晶體時(shí)所需要的能量。這部分能量是用來熔化高分子結(jié)晶結(jié)構(gòu)的,所以注塑結(jié)晶型聚合物時(shí)要比注塑非結(jié)晶型料達(dá)到指定熔化溫度下所需的能量要多。
對于非結(jié)晶型聚合物無需熔化潛熱。使POM達(dá)到注塑溫度需熱約452/g(100.8cal/g),PS只需要375J/g即可熔化。
3、比熱容
比熱容是單位重量的物料溫度上升1度時(shí)所需熱量[J/kg.k]。
不同高聚物的比熱容是不同的,結(jié)晶型比非對面型要高。因?yàn)榧訜峋酆衔飼r(shí),補(bǔ)充的熱能不僅要消耗在溫度升上,還要消耗在使高分子結(jié)構(gòu)的變化上,結(jié)晶型必須補(bǔ)充熔化潛熱所需的熱淚盈眶量才能使物料熔化。
注塑過程中,塑料加熱或冷卻特性是由聚合物的熱含量與溫差所決定的。熱傳遞速率正比于被加熱材料和熱源之間的溫差。
一般冷卻要比熔化快,因?yàn)榇篌w上料筒與物料溫差小,熔料與模具溫差大。加熱時(shí)間取決于料筒內(nèi)壁與料層之間的溫差和料層厚度。
4、熱擴(kuò)散系數(shù)
熱擴(kuò)散系數(shù)是指溫度在加熱物料中傳遞的速度,又稱導(dǎo)熱系數(shù)其值是由單位質(zhì)量的物料溫度升高1度時(shí)所需的熱量(比熱容)和材料吸收熱量的速度(導(dǎo)熱系數(shù))來決定。
壓力對熱擴(kuò)散系數(shù)影響小,溫度對其影響較大。
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5、導(dǎo)熱系數(shù)
導(dǎo)熱系數(shù)反映了材料傳播熱量的速度。導(dǎo)熱系數(shù)愈高,材料內(nèi)熱傳遞愈快。由于聚合物導(dǎo)熱系數(shù)很低,所以無論在料筒中加熱還是其熔體在模具中冷卻,均需花一定時(shí)間。為了提高加熱和冷卻效率,需采取一些技術(shù)措施。
如:加熱料筒要求有一定的厚度,這不僅是考慮強(qiáng)度,同時(shí)也是為了增加熱慣性,保證物料能良好穩(wěn)定地傳熱,有時(shí)還利用聚合物的低導(dǎo)熱特性,采用熱流道模具等。聚合物導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而增加。結(jié)晶型塑料的導(dǎo)熱系數(shù)對溫度的依賴性要比非結(jié)晶型的顯著。
6、密度與比容
密度增加會(huì)使制品中的氣體和溶劑滲透率減少,但是使制品的拉伸強(qiáng)度,斷裂伸長,剛度硬度以及軟化溫度提高;使壓縮性,沖擊強(qiáng)度,流動(dòng)性,耐蠕變性能降低。
在注塑過程中,聚合物經(jīng)歷著冷卻—加熱—冷卻反復(fù)的熱過程溫度,梯度和聚合物形態(tài)的變化都很大,所以密度也在不斷地發(fā)生變化,這對注塑制品質(zhì)量起著重要的影響。
比容反映了單位物質(zhì)所占有的體積。這是一個(gè)衡量在不同工藝條件下高分子結(jié)構(gòu)所占有的空間,各種狀態(tài)下的膨脹與壓縮,制品的尺寸收縮等方面是非常重要的參數(shù)。
7、膨脹系數(shù)與壓縮系數(shù)
比容在恒壓下由溫度而引起的變化,即為膨脹系數(shù)。聚合物從高溫到低溫表現(xiàn)出比容逐漸減少的收縮特性。聚合物比容不僅取決于溫度而且取決于壓力。聚合物比容在不同溫度下都隨壓力而變化,壓力增高比容減小而密度加大。這種性質(zhì)對于用壓力來控制制品的質(zhì)量和尺寸精度有重要意義。