高分子材料基本加工工艺第二章 第三节精选PPT.ppt
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1、高分子材料基本加工工艺第二章 第三节第1页,此课件共23页哦黏流态主要特征黏流态主要特征从宏观看是在外力场作用下,熔体产生从宏观看是在外力场作用下,熔体产生不可逆永久变形(塑性形变和流动)不可逆永久变形(塑性形变和流动)从微观看,处于黏流态的大分子链产从微观看,处于黏流态的大分子链产生了重心相对位移的整链运动生了重心相对位移的整链运动流动机理流动机理流动单元:黏流态下大分子运动的基本流动单元:黏流态下大分子运动的基本结构单元不是分子整链,而是链段结构单元不是分子整链,而是链段所谓大分子的整链运动,是通过链段所谓大分子的整链运动,是通过链段相继跃迁,分段位移实现的相继跃迁,分段位移实现的第2页,
2、此课件共23页哦(1 1)交联和体型高分子材料不具有黏流态,如硫化橡胶及酚)交联和体型高分子材料不具有黏流态,如硫化橡胶及酚醛树脂,环氧树脂,聚酯等热固性树脂。醛树脂,环氧树脂,聚酯等热固性树脂。几点说明几点说明(2 2)某些刚性分子链和分子链间有强相互作用的聚合物,如纤)某些刚性分子链和分子链间有强相互作用的聚合物,如纤维素酯类,聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇等,其分解温度维素酯类,聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇等,其分解温度低于流动温度,因而也不存在黏流态。低于流动温度,因而也不存在黏流态。(3 3)在黏流态下,材料的形变除有不可逆的流动成份外,还有)在黏流态下,材料的形变除有不可逆的流动
3、成份外,还有部分可逆的弹性形变成份,因此这种流动称为流变性。部分可逆的弹性形变成份,因此这种流动称为流变性。第3页,此课件共23页哦n1.1.由链段的位移运动完成流动由链段的位移运动完成流动低分子物质低分子物质:分子通过分子间的孔穴相继向某一分子通过分子间的孔穴相继向某一 方向移方向移动(外力作用方向),形成液体宏观流动现象动(外力作用方向),形成液体宏观流动现象高分子的流动高分子的流动:(不是简单的整条分子链的跃迁)(不是简单的整条分子链的跃迁)是是通通过过链链段段的的相相继继跃跃迁迁来来实实现现,即即通通过过链链段段的的逐逐步步位位移移完完成成整条大分子链的位移整条大分子链的位移形象地说形
4、象地说,这种流动类似于这种流动类似于蚯蚓蚯蚓的蠕动的蠕动 一、高分子黏性流动的特点第4页,此课件共23页哦l2.2.大多数高分子流体流动呈现非牛顿性大多数高分子流体流动呈现非牛顿性l一般剪切速率增大时,黏度变小或增大l3.3.高分子流体流动时伴有高弹形变高分子流体流动时伴有高弹形变l高弹性形变是可逆的,要恢复一部分第5页,此课件共23页哦 高弹形变的回复过程也是一个松弛过程高弹形变的回复过程也是一个松弛过程这个特点在加工时必这个特点在加工时必须考虑须考虑.链的柔顺性链的柔顺性:好好,则则回复回复快快温度温度:越高越高,则则回复回复越快越快第6页,此课件共23页哦薄部分薄部分:散热快散热快,冷却
5、快冷却快,链段运动很快冻结链段运动很快冻结,高弹形变恢复的少高弹形变恢复的少.厚厚部分部分:散热慢散热慢,冷却慢冷却慢,链段有充分的时间进行调整链段有充分的时间进行调整,高弹形变恢复的高弹形变恢复的多多.挤出成型时挤出成型时:型材的截面实际尺寸要比型材的截面实际尺寸要比 模口模口来的大来的大.原因:膨胀现象是由高弹形变引起原因:膨胀现象是由高弹形变引起要考虑产品的厚薄部分会对性能有什么影响要考虑产品的厚薄部分会对性能有什么影响第7页,此课件共23页哦所以,所以,制件厚薄两部分的内在结构很不一致,在它们的交界处存制件厚薄两部分的内在结构很不一致,在它们的交界处存在着很大的内应力,易引起制品的变形
6、或开裂在着很大的内应力,易引起制品的变形或开裂 对制品进行热处理,消对制品进行热处理,消除弹性形变除弹性形变第8页,此课件共23页哦 二、高分子熔体黏度的影响因素二、高分子熔体黏度的影响因素 影影响响因因素素实验条件和生产工艺条件的影响实验条件和生产工艺条件的影响(温度;压力;剪切速度或剪切应力等)(温度;压力;剪切速度或剪切应力等)大分子结构参数的影响大分子结构参数的影响(分子量;长链支化度等)(分子量;长链支化度等)物料结构及成分的影响物料结构及成分的影响(配方成分,如添料、软化剂等)(配方成分,如添料、软化剂等)第9页,此课件共23页哦(一)实验条件和生产工艺条件的影响(一)实验条件和生
7、产工艺条件的影响1、温度和压力的影响、温度和压力的影响PMMA的黏度与温度和压力的关系的黏度与温度和压力的关系 第10页,此课件共23页哦(1 1)温度是分子无规则热运动激烈程度的反映,温度)温度是分子无规则热运动激烈程度的反映,温度升高,分子热运动加剧,分子间距增大,材料内部升高,分子热运动加剧,分子间距增大,材料内部“空空穴穴”(自由体积)增多,使链段易于活动,内摩擦减少,粘度(自由体积)增多,使链段易于活动,内摩擦减少,粘度下降。下降。式中式中 为剪切粘度;为剪切粘度;A为材料常数,为材料常数,R 为气体常数,为气体常数,称黏流活化能,单位为称黏流活化能,单位为Jmol-1。(2)在温度
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