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设计原理概况

加工热塑性塑料制件需要全面了解不 同条件下的典型材料性能。热塑性塑 料按照其分子结构可以分为非晶体、 无定型塑料或液晶聚合物(LCP)。下图显示了这些塑料的微结构及其加热和 冷却后的效果。

热塑性塑料的分子结构。

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无定型热塑性塑料

无定型聚合物的结构是不规则的。在 不受应力的熔融状态下,聚合物分子 之间随意排列和缠结。不论在何种状 态下,无定型材料都保持这种相互缠 结、不规则的分子构型。只有在热处 理之后,才会发现有少量的分子排列 规则(物理老化)。

当熔融温度下降,无定型聚合物开始 呈橡胶状。当温度进一步降至低于玻 璃转化温度时,则无定型聚合物转变 成玻璃状材料。无定型聚合物具有较 宽的熔程(不存在明显的熔融温度)、 中等耐热性、良好的抗冲击性以及低 收缩率。

半结晶热塑性塑料

半结晶塑料在固态下呈局部规则的晶 体结构,而在无定型状态下分散。这 些晶体结构是在半结晶塑料从熔融态 冷却至固态的过程中形成的。该聚合 物链的一部分能够紧凑地排列,且具 有相对较高的密度。其结晶度取决于 聚合物链段的长度和流动性、成核剂 的使用、熔体及模具温度。

液晶聚合物

不论在熔融态还是在固态下,液晶聚 合物(LCP)分子均呈有序排列。这 种材料的特点是,其刚性棒状分子排 列成平行阵列或结构域。

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其分子结构的不同会导致性能上的显 著差异。不同的性能随时间或温度而 异,例如,剪切模量会随着温度的升 高而降低。剪切模量曲线显示了热塑 性塑料的温度极限。无定型和半结晶 热塑性塑料的曲线形状是不同的(参 见下图)。

无定形和半结晶热塑性塑料的剪切模量曲线形状是不一样的。下图指示了 玻璃转化温度(Tg)及熔融温度(Tm) 。

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下图显示了与时间相关的蠕变模量。一般而言,半结晶材料的 蠕变速度比无定型材料要低。玻璃增强通常可以提高热塑性材料的 抗蠕变性。

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本页信息

无定形热塑性塑料
半结晶热塑性塑料
液晶聚合体(LCP)


更多信息
尺寸稳定性
收缩
翘曲

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