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IML工艺塑料——非晶态线型高聚物热力学三态?
- 2018-11-10 -

   在我们IML工艺产品注塑中,高分子聚合物塑料在条件的变化下,对产品的特性也随之变化,所有我们有必要了解一下什么是非晶态线型高聚物热力学三态?

  在自然界,我们把物质在常温中的聚集状态分成三种,即气态、液态和固态。以非晶态线型高聚物为代表的高分子聚合物,由于分子结构的连续性,以及巨大分子量,所以它们的聚集状态不同于一般的低分子化合物,而是在不同的热力学条件下,以独特诉三种物理形态存在,即玻璃态、高弹态和黏流态。不同的状态具有不同的力学性能,这对高分子材料的成型加工和使用范围都有很大影响。

  高分子聚合物是不存在气态的,在受热而可能气化之前,分子结构已受到彻底的破坏,成为低分子的气化物质或碳化物。高分子聚合物的玻璃态实际上是固态的一种表现形式,特是在一定的温度范围内,呈现出因态物质普遍具有的性质,在某些力学特性上类似于普通的玻璃。高分子聚合物的黏流态是一种独特的液态。在某个高温范围内,具有既可以流动又有别于普通低分子液体的力学性质。高分子聚合物的高弹态是介乎玻璃态和黏流态温度范围的独有形态。

  高分子聚合物和其它物质一样,在特定的温度、压力条件下都有一个相对稳定的形态。比如,在普通使用条件下,可以将有机玻璃视为玻璃态的代表,而将液体树脂视为黏流态的代表。

  当外界温度、压力发生变化并达到某种程度时,高分子聚合物将改变原有的状态而转变成另外的状态。塑料加工厂的任务就是提供这些变化的条件。在加工过程中,塑料原料(以高分子聚合物为基体)受温度、压力、剪切作用、黏度、物理结构、形态等都出现变化,其中以温度影响最大,这是塑料热成型的理论依据。


非晶态线型高聚物在一定的压力、不同的温度下,上述三中聚集态及其转变条件如图1所示,其变形特性随温度变化。

图1:非晶态高聚物的三态变化


高分子聚合,包括有结晶倾向的高聚物,不管是热塑性的还是热固性的,都有这样类似的区间划分,只是曲线的形状不相同。有结晶倾向的高聚物,其形态曲线如图2所示,这类高聚物在进入熔点后即出现黏流态,黏度迅速下降,不可逆形变在整体中发生。

图2:结晶性高聚物的三态变化