热变形温度影响因素(塑料袋和塑料瓶的功能差异从何而来)

Posted 2023-06-02

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塑料袋和塑料瓶的功能差异从何而来？

为什么同样是聚乙烯材料，有些可制成便于收纳、可拉伸的塑料袋，而有些却可制成较为坚硬且不易变形的塑料瓶？两者的功能差异是什么造成的呢？

塑料袋

塑料瓶

结晶度的引入

结晶区-非结晶区

聚合物按其分子链排列结构可分为结晶型和非结晶型，结晶型聚合物的分子链呈有规则的排列，而非结晶型聚合物的分子链呈不规则的无定型排列。不同结晶度会导致聚合物表现出不同的工艺特性和物理机械性能。

那么聚合物结晶度的高低究竟受哪些因素影响？此外结晶度又对注塑制品的性能有哪些影响呢？

★ PART 1 ★

影响聚合物结晶度的因素

1、高分子链结构

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、成核剂

由于低温有利于快速成核，但却减慢了晶粒的成长，因此为了消除这一矛盾，在成型材料中加入成核剂，这样使得塑料能在高模温下快速结晶，并且成核剂的加入，通常使结晶细化。这个解释，可以理解成核剂的真正作用。

★ PART 2 ★

结晶度对注塑制品性能的影响

1、结晶度对密度的影响

结晶度高, 分子链排列有序而紧密, 分子间作用力强, 所以密度随结晶度的提高而增大。如70%结晶度聚丙烯的密度为0.896g/cm3。当结晶度增至95%时, 密度增加到0.903g/cm3。

2、结晶度对拉伸强度的影响

结晶度高, 拉伸强度高, 如结晶度为70%时, 聚丙烯拉伸强度为27.5MPa;当结晶度增至95%时, 拉伸强度可提高到42MPa。

3、结晶度对弹性模量的影响

弹性模量随结晶度的增加而增大, 如聚四氟乙烯, 当结晶度从60%增至80%时, 其弹性模量从5600kg/cm2增至11200kg/cm2。

4、结晶度对冲击强度的影响

冲击强度随结晶度的提高而减小, 如聚丙烯, 结晶度由70%增至95%时, 其缺口冲击强度由15.2kg·cm/cm2下降为4.86kg·cm/cm2。

5、结晶度对热性能的影响

结晶度增加有利于提高软化温度和热变形温度。如聚丙烯, 结晶度由70%增至95%时, 热变形温度由124.9℃增至为151.1℃。

6、结晶度对翘曲的影响

结晶度提高会使体积变小, 收缩率加大。结晶型材料比非结晶型材料更易翘曲, 主要原因是制品在模内冷却时, 由于温度的差异引起结晶度的差异, 致使密度不均, 收缩不等, 从而产生较大的内应力而引起翘曲。

7、结晶度对光泽度的影响

结晶度提高会增加制品的致密性, 使制品表面光泽度提高, 但由于球晶的存在会引起光波的散射, 而使透明度降低。以尼龙为例, 采用低温模具冷却时,制品在模腔内急速冷却, 由于结晶度低而变得透明;若采用高温模具成型, 则由于进一步结晶而变得半透明或呈乳白色。

文章来源：奎源高分子