控制结晶的方法
(2020-12-08 15:16:27)
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结晶度非结晶塑料 |
1.温度控制法
a、熔融温度熔融温度越低,越有利于均相成核的晶核形成,增加晶体生长点,即可以提高结晶度,又可以使晶体尺寸减小。所以在具体加工过程中在保证塑化成型前提下,熔融温度稍低一点,对结晶有利。
b、冷却温度冷却温度对结晶度及结晶质量影响最大,是控制结晶的最有效方缓慢冷却,可使塑料在结晶区内停留时间加长,从而使结晶度升高,但缓慢冷却却容易产生粗大的球晶,对韧性不利而对刚性及硬度有利。
快速冷却,一方面使塑料迅速经过结晶区域,从而降低结晶度;另一方而由于晶体生长时间短,也使结晶尺寸变细,有利于透明性及韧性的改善。
在实际应用中,采取缓冷还是快冷,视产品性能需要而定。如果要求产品的透明度高,则需快速冷却;如果要求产品刚性及硬度高,则需缓慢冷却。
2.成核剂控制法
成核剂的加入主要是促进异相成核,增加晶体生长点,使结晶度提高,并使晶体颗粒变细、从而改善冲击强度、屈服强度及光泽等。回复“成核剂”查看更多成核剂
成核剂有无机类、有机类及高分子三类:
a、无机成核剂无机成核剂以滑石粉为主,同时包括:CaCO3、云母、无机颜料等。这类成核剂对塑料透明性有影响,因而应限制其在透明制品中的用量。
b、有机成核剂有机成核剂主要有:钠、镁、铝、钛等金属芳香羧酸盐,有机磷酸盐、山梨酵糖类等。
c、有机高分子成核剂有机高分子成核剂为一些高熔点的聚合物,如乙烯基环烷烃可只于PP等。
值得注意的是,近来发现,成核剂不仅可以使晶体尺寸变细,还可以决定具体的晶型种类。以PP为例,在其制品成型过程中加入的β型成核剂,可以促进口品列的生成,最高可使β晶型含量达到85%"95%。常用的β型成核剂有:喹叮啶酮染料、水久红E3B、DACP(有机羧酸盐与金属盐复合成核剂)等。
3.拉伸控制法
对已经结晶的塑料薄膜及片材类制品进行拉伸,可以使晶体破碎而形成尺寸细小的晶体,并沿拉伸方向形成串晶,从而可以改善其制品韧性,并大幅度提高拉伸强度、光泽度、硬度、阻隔能力等性能。拉伸方法即可以改变塑料结晶质量,也可以提高其结晶度。
4.热处理控制法
热处理一方面可进一步促进结晶而增大结晶度;另一方面可完善结晶质量,使匆忙结晶而留下的结晶缺陷得到充分的修补。
热处理还可使结晶内的不同品型发生互相转化。如对含有β晶型的PP制品,在熔点以上进行热处理会全部熔解,再结晶时,将转化为α晶型,而拟六方晶型在70C以上热处理即可以转变成α晶型。
以PA6为例,对其制品进行热处理后,其各种性能变化如下:
a、拉伸强度在热处理温度为120"180及保温时间为10"120min时,拉伸强度随处理温度的提高及保温时间的延长而提高,最大变化幅度可达到10%左右。
b、冲击强度在保温时间4h、处理温度从120提高到140时,冲击强度下降近60%。但温度超过140后,下降则平稳。在温度为180时,保温时间从10min延长到30min时,冲击强度也下降60%。保温时间超过30min后,下降则平缓。
c、硬度在一定范围内,随热处理温度升高及保压时间延长,硬度有所缓慢提高,提高幅度最高可达10%左右。
d、、结晶度热处理可以促进二次结晶,因而可提高结晶度。在保温4h前提下随热处理温度升高,结晶度不断升高;开始稍快一些,超过140后,稍缓一些。在热处理温度为180前提下,随保温时间延长,开始结晶度不变;但保温时超过120min后,结晶度迅速增大。
结晶性塑料与非结晶性塑料性能差异
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物性 |
结晶性 |
非结晶性 |
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比重 |
较高 |
较低 |
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拉伸强度 |
较高 |
较低 |
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拉伸模数 |
较高 |
较低 |
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延展性或伸长率 |
较低 |
较高 |
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耐冲击性 |
较低 |
较高 |
|
最高使用温度 |
较高 |
较低 |
|
收缩率及翘曲 |
较高 |
较低 |
|
流动性(MI) |
较高 |
较低 |
|
耐化学性 |
较高 |
较低 |
|
耐磨耗性 |
较高 |
较低 |
|
抗潜变性(Creep) |
较高 |
较低 |
|
硬度 |
较高 |
较低 |
|
透明性 |
较低 |
较高 |
|
加玻纤补强效果 |
较高 |
较低 |
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尺寸安定性 |
较差 |
较佳 |
|
着色性 |
较难 |
较易 |
|
耐热性 |
较高 |
较低 |
|
折动性 |
较佳 |
较差 |
|
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