成型加工工藝中的哪些因素會影響對共聚樹脂的耐熱性?
在成型加工工藝中,溫度、壓力、加工時間、剪切速率以及冷卻速度等因素都會對共聚樹脂的耐熱性產(chǎn)生影響,具體如下:
一、加工溫度
若加工溫度過高,可能會使共聚樹脂分子鏈的熱運動加劇,導致分子鏈間的作用力減弱,進而破壞樹脂的聚集態(tài)結構,例如,在過高溫度下,結晶區(qū)域可能會部分熔融,無定形區(qū)域分子鏈的纏結程度也會發(fā)生變化,這會使樹脂在使用過程中更容易發(fā)生熱變形,降低其耐熱性。
溫度過低則會使樹脂塑化不良,分子鏈未能充分舒展和均勻混合,導致制品內(nèi)部存在應力集中點,在受熱時這些部位容易引發(fā)裂紋和破壞,同樣會影響耐熱性。
二、成型壓力
適當?shù)膲毫τ兄诠簿蹣渲谀>咧谐浞痔畛浜兔軐崳狗肿渔溑帕懈右?guī)整,有利于提高制品的結晶度,從而增強耐熱性。比如在注塑成型中,合適的保壓壓力可以讓樹脂在冷卻過程中保持較好的密度,減少內(nèi)部缺陷。
但壓力過大可能會使樹脂分子鏈受到過度擠壓,產(chǎn)生取向現(xiàn)象。取向的分子鏈在受熱時容易發(fā)生解取向,導致制品尺寸穩(wěn)定性下降,耐熱性也會受到影響,而且過高的壓力還可能對模具造成損傷,影響制品的質(zhì)量和性能。
三、加工時間
加工時間過長,共聚樹脂在高溫下長時間停留,會加劇分子鏈的熱降解和氧化反應。分子鏈的斷裂和交聯(lián)結構的改變會使樹脂的性能發(fā)生變化,耐熱性降低。例如,在擠出成型中,如果物料在擠出機內(nèi)停留時間過長,會導致樹脂發(fā)黃、變脆,耐熱性能明顯下降。
加工時間過短,樹脂可能沒有充分塑化和混合均勻,制品內(nèi)部會存在未熔融的顆?;虿痪鶆虻南嘟Y構,這會導致制品在受熱時出現(xiàn)局部性能差異,影響整體的耐熱性。
四、剪切速率
較高的剪切速率會使共聚樹脂分子鏈取向程度增加,在成型過程中,這種取向結構會影響制品的結晶行為和聚集態(tài)結構。如果取向程度過高且不均勻,制品在受熱時容易因取向結構的松弛而產(chǎn)生變形,降低耐熱性。
但適當?shù)募羟兴俾士梢允箻渲旌细泳鶆颍龠M添加劑與樹脂的充分結合,有利于提高制品的綜合性能,在一定程度上對耐熱性有積極影響,例如在混煉過程中,合適的剪切速率能使抗氧劑等添加劑均勻分散在樹脂中,提高樹脂的熱穩(wěn)定性。
五、冷卻速度
快速冷卻會使共聚樹脂制品形成較小的晶粒結構,結晶度相對較低,分子鏈的松弛時間較短,內(nèi)部應力較大,其結構在受熱時容易發(fā)生分子鏈的運動和重排,導致制品的尺寸穩(wěn)定性變差,耐熱性降低。
緩慢冷卻則有利于形成較大的晶粒和較高的結晶度,分子鏈有足夠的時間進行規(guī)整排列,能提高制品的耐熱性。不過,冷卻速度過慢會影響生產(chǎn)效率,增加生產(chǎn)成本。
本文來源:河南向榮石油化工有限公司 http://xiangkouqing.com/