塑料受熱時的狀態

塑料的物理、力學性能與溫度密切相關,溫度變化時,塑料的特性會發生變化,呈現出不同的物理狀態,表現出分階段的力學性能特點。

塑料在受熱時的物理狀態和力學性能對塑料的成型加工有著非常重要的意義。

到塑料的主要成分為高分子聚合物的影響,塑料在受熱時常存在的物理狀態為玻璃態(結晶聚合物亦稱結晶態)、高彈態和黏流態。

熱塑性塑料注塑廠在受熱時的變形程度與溫度關系的曲線稱為熱力學曲線,如圖1?1所示。

(1) 玻璃態

塑料處于溫度θg以下時,屬于堅硬的固體,是大多數塑件的使用狀態。

θg 稱為玻璃化溫度,它是多數塑料使用溫度的上限。θb是聚合物的脆化溫度,在低于θb的情況下,塑料容易發生斷裂破壞,它是塑料使用的溫度下限。

處于玻璃態的塑料一般不適合進行大變形的加工,但可以進行諸如車、銑、鉆等切削加工。

2) 高彈態

當塑料受熱溫度超過θg時,塑料出現橡膠狀態的彈性體,稱為高彈態。

處于這一狀態下的塑料,其塑性變形能力大大增強,形變可逆,可進行真空成型、中空成型、彎曲成型和壓延成型等。

由于此時的變形是可逆的,為了使塑件定型,成型后應立即把塑件冷卻到θg以下的溫度。

(3) 黏流態

當塑料受熱溫度超過θf時,塑料出現明顯的流動狀態,塑料變成黏流的液體,通常稱為熔體。

塑料在這種狀態下的變形不再具有可逆性,一經成型和冷卻后,其形狀永遠保持下來。

θf稱為黏流化溫度,是聚合物從高彈態轉變為黏流態(或黏流態轉變為高彈態)的臨界溫度。

當塑料繼續加熱,溫度至θd時,塑料開始分解變色,塑料的性能迅速惡化,θd稱為熱分解溫度,是聚合物在高溫下開始分解的臨界溫度。

所以,θf和θd是塑料成型加工的重要參考溫度,θf~θd的范圍越寬,塑料成型加工時的工藝就越容易調整。

注塑模具加工