第14题:
问答题
简要说明聚合物弹性的起因和表现形式。如果被加工的塑料种类和牌号确定后,怎样减少或消除弹性效应?
正确答案:
聚合物熔体在外力作用下的变形包括三部分:粘性变形,普弹形变和高弹形变。黏性变形是外力作用大分子间解缠和相对滑移的结果。这样变形,形变值大,具不可逆性,表现为宏观的流动,弹性形变包括高弹和普弹两部分,普弹形变是外力作用下,链长和键角的变化中晶格的变形扭曲而致;高弹形变是大分子链段移动和构象变化的结果,弹性形变变形量小,具可逆性。
粘弹性是聚合物熔体的一大特性,在加工过程中熔体以粘性变形为主,但也有相当一部分的弹性变形,这部分将外力作用的能量以弹性能的形式贮存在熔体内部,当外力解除时,这部分能量就会释放出来,表现为熔体弹性,这种弹性随所受外力形式不同也有剪切弹性和拉伸弹性之分。
熔体弹性形变在加工过程中主要表现形式是端末效应和不稳定流动,端末效应包括入口和出口效应,入口效应表现为流道入口处产生较大的压力降,出口效应表现为出口膨胀。不稳定流动是指弹性使熔体在管壁处产生滑移,干扰层流和熔体破碎。
熔体弹性是聚合物熔体的内部结构决定的。它的本质属性是不可能消除的。但弹性行为又对制品质量有很大的影响,所以我们在加工过程中有力求减缓这种弹性效应。当塑料品种确定后,可从以下几种方面考虑减缓和抵消弹性效应。
(1)尽量是流道呈流线性,防止断面形状的突变和死角,过渡区设计收敛角,且在允许条件下α越小越好。(2)控制剪切(或拉伸)速率,应使γ<γc(临界性)防止作用力(压力)的频繁变化。
(3)适当提高熔体温度,减少变形中的弹性部分
(4)对入口效应,将其折算成“相当长度”,Le参加流率计算,减少误差。对出口效应,增大流道长径比和口模成型部分长度,以给弹性形变以足够松驰时间,减小其对制品质量的危害。
解析:
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