塑料受热时的状态

塑料的物理、力学性能与温度密切相关,温度变化时,塑料的特性会发生变化,呈现出不同的物理状态,表现出分阶段的力学性能特点。

塑料在受热时的物理状态和力学性能对塑料的成型加工有着非常重要的意义。

到塑料的主要成分为高分子聚合物的影响,塑料在受热时常存在的物理状态为玻璃态(结晶聚合物亦称结晶态)、高弹态和黏流态。

热塑性塑料注塑厂在受热时的变形程度与温度关系的曲线称为热力学曲线,如图1⁃1所示。

(1) 玻璃态

塑料处于温度θg以下时,属于坚硬的固体,是大多数塑件的使用状态。

θg 称为玻璃化温度,它是多数塑料使用温度的上限。θb是聚合物的脆化温度,在低于θb的情况下,塑料容易发生断裂破坏,它是塑料使用的温度下限。

处于玻璃态的塑料一般不适合进行大变形的加工,但可以进行诸如车、铣、钻等切削加工。

2) 高弹态

当塑料受热温度超过θg时,塑料出现橡胶状态的弹性体,称为高弹态。

处于这一状态下的塑料,其塑性变形能力大大增强,形变可逆,可进行真空成型、中空成型、弯曲成型和压延成型等。

由于此时的变形是可逆的,为了使塑件定型,成型后应立即把塑件冷却到θg以下的温度。

(3) 黏流态

当塑料受热温度超过θf时,塑料出现明显的流动状态,塑料变成黏流的液体,通常称为熔体。

塑料在这种状态下的变形不再具有可逆性,一经成型和冷却后,其形状永远保持下来。

θf称为黏流化温度,是聚合物从高弹态转变为黏流态(或黏流态转变为高弹态)的临界温度。

当塑料继续加热,温度至θd时,塑料开始分解变色,塑料的性能迅速恶化,θd称为热分解温度,是聚合物在高温下开始分解的临界温度。

所以,θf和θd是塑料成型加工的重要参考温度,θf~θd的范围越宽,塑料成型加工时的工艺就越容易调整。

注塑模具加工