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黏流温度
鎖定
高聚物從高彈態到黏流態的轉變温度稱為黏流温度。黏流温度是聚合物加工成型的重要參數之一。由於塑料、橡膠和纖維的加工成型必須在黏流温度以上進行,所以温度的高低與成型工藝有直接關係。黏流温度的高低也反映了高聚物的耐熱變形性能,所以也稱為軟化點。
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- 中文名
- 黏流温度
- 外文名
- viscous flow temperature
- 定 義
- 高彈態到黏流態的轉變温度
- 意 義
- 聚合物加工成型的重要參數
- 別 名
- 軟化點
- 影響因素
- 分子結構、質量、外力因素
黏流温度定義與應用
黏流温度是非晶態高聚物熔化後發生黏性流動的温度。黏流温度又是非晶態高聚物從高彈態向黏流態的轉變温度,是這類高聚物成型加工的最低温度。這類高聚物材料只有發生黏性流動時,才可能隨意改變其形狀。因此,黏流温度的高低,對高聚物材料的成型加工有很重要的意義。黏流温度越高越不易加工。
黏流温度測定方法
黏流温度特性
幾乎所有的高聚物都是利用其黏流態下印流動行為進行加工成型的,而且由於高聚物大多在300℃以下進入黏流態,比其他材料的流動温度低.給加工成型帶來了很多方便。為了正確有效地進行加丁成型.瞭解和掌握高聚物的黏流温度和黏性流動規律是很重要的.這也對聚合反應過程和聚合物加工工藝的合理設計、正確操作.對獲得性能良好的製品.實現高產、優質、低耗具有重要的指導意義。
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黏流温度影響因素
影響黏流温度的因素主要是大分子鏈的柔性(或剛性)。柔性越大,黏流温度越低;反之,剛性越大,黏流温度越高。其次是高聚物的平均相對分子質量,高聚物的平均相對分子質量越大,分子間內磨擦越大,大分子的相對位移越難,因此,黏流温度越高。
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黏流温度分子結構因素
由於黏性流動是分子之間相對位置的改變,當分子間作用力較大時,就必須在較高温度下才能克服分子問的相互作用以實現相對位置的改變而發生流動,因此極性較強的分子必然有較高的黏流温度。例如.聚丙烯腈由於大分子問的極性作用.力過強,以至於其黏流温度遠在其分解温度以上.實際上不可能實現流動.所以聚丙烯腈纖維不能熔融紡絲.只能採用溶液法紡絲。聚氯乙烯也由於分子間作用力較強.黏流温度已超過其起始分解温度,所以在加工成型過程中不得不加入足夠量的穩定劑以提高其分解温度。
分子鏈的剛性愈大.黏流温度愈高。這是由於剛性愈大,自由運動的鏈段愈長,長鏈段運動需要較大的空穴,而只有在較高的温度下才有可能造成較大的空穴。典型的剛性分子如聚苯醚、聚碸等都有相當高的黏流温度。有些強剛性高聚物如聚酰皿胺,由於黏流温度太高而難以成型,必須進行改性。黏流温度高,表示軟化點高。對塑料説,黏流温度高,其耐熱變形性就好。
黏流温度相對分子質量
相對分子質量愈大,黏流温度愈高。因為分子鏈長,則內摩擦阻力大(物理纏結),鏈本身的無序熱運動阻止整個分子鏈向某一方向移動的勢能也大,所以需要更高的温度才能引起分子問的相對位移。從加工成型來説,不希望相對分子質量大,否則會因加工温度高而影響產品質量。此外,相對分子質量分佈對黏流温度也有影響。
黏流温度外力因素
增加外力可以促進分子鏈重心有效位移,部分抵消鏈段的無序運動,有利於解除物理纏結,從而使温度降低。實際生產中常利用這一原理。例如,對黏流温度較高、黏度較大的樹脂。在其注射成型中常用較大的注射力,冷卻成型。延長作用力時間.同樣也能促進分子重心位移,降低黏流温度。所謂冷流現象,就是高分子物料在自身重力的長期作用下發生分子鏈的位移。