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塑料結晶度,你們是怎么控制的?

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瀏覽: 發布日期:2020/8/26 13:26:37【

從注塑、擠塑試驗到成品生產時,你們是怎么控制材料結晶度的呢?



首先我們為什么要控制塑料材料的結晶,控制塑料結晶有兩方面含義:一方面是控制結晶度的大小,另一方面為控制結晶質量,這兩方面都會對塑料性能產生很大的影響!


聚合物的結晶度愈高,熔融溫度和耐熱性也增高,彈性模量、硬度、拉伸、彎曲等強度皆提高,韌性下降。


PP(聚丙烯)為例,在同一結晶度下,如果其制品中含有粗大的球晶,其制品透光性差,外觀缺乏美感;球晶之間有明顯的界面,在界面處易產生應力集中,則其韌性不好,而對剛性及硬度有利;微晶的數目增多,球晶數目減少,晶體尺寸變細,從而改善其物理性能,改善光澤和增加透明度,如果含有β晶型的小球晶,則韌性好,改善沖擊強度、屈服強度。而拉伸形成的串晶,從而可以改善其制品韌性,并大幅度提高拉伸強度、光澤度、硬度、阻隔能力等性能。


常用的控制結晶方法主要有以下幾種:




溫度控制法





01

熔融溫度



熔融溫度越低,越有利于均相成核的晶核形成,增加晶體生長點,即可以提高結晶度,又可以使晶體尺寸減小。所以在具體加工過程中在保證塑化成型前提下,熔融溫度稍低一點,對結晶有利。


02

冷卻溫度



冷卻溫度對結晶度及結晶質量影響最大,是控制結晶的最有效方緩慢冷卻,可使塑料在結晶區內停留時間加長,從而使結晶度升高,但緩慢冷卻卻容易產生粗大的球晶,對韌性不利而對剛性及硬度有利。


快速冷卻,一方面使塑料迅速經過結晶區域,從而降低結晶度;另一方而由于晶體生長時間短,也使結晶尺寸變細,有利于透明性及韌性的改善。在實際應用中,采取緩冷還是快冷,視產品性能需要而定。如果要求產品的透明度高,則需快速冷卻;如果要求產品剛性及硬度高,則需緩慢冷卻。





成核劑控制法




成核劑的加入主要是促進異相成核,增加品體生長點,使結晶度提高,并使晶體顆粒變細、從而改善沖擊強度、屈服強度及光澤等。


近來發現,成核劑不僅可以使晶體尺寸變細,還可以決定具體的晶型種類。以PP為例,在其制品成型過程中加入的β型成核劑,可以促進口品列的生成,最高可使β晶型含量達到85%-95%。常用的β型成核劑有:喹叮啶酮染料、水久紅E3B、DACP(有機羧酸鹽與金屬鹽復合成核劑)等。





拉伸控制法




對已經結晶的塑料薄膜及片材類制品進行拉伸,可以使晶體破碎而形成尺寸細小的晶體,并沿拉伸方向形成串晶,從而可以改善其制品韌性,并大幅度提高拉伸強度、光澤度、硬度、阻隔能力等性能。拉伸方法即可以改變塑料結晶質量,也可以提高其結晶度。





熱處理控制法




熱處理,一方面可進一步促進結晶而增大結晶度;另一方面可完善結晶質量,使匆忙結晶而留下的結晶缺陷得到充分的修補。熱處理還可使結晶內的不同品型發生互相轉化。如:對含有β晶型的PP制品,在熔點以上進行熱處理會全部熔解,再結晶時,將轉化為a晶型,而擬六方晶型在70℃以上熱處理即可以轉變成a晶型。


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