塑料制品加工廠所用的塑料的物理,力學(xué)性能與溫度密切相關(guān),溫度變化時,塑料的受力情況會發(fā)生變化,呈現(xiàn)出不同的物理狀態(tài),表現(xiàn)出分階段的力學(xué)性能特點。塑料在受熱時的物理狀態(tài)和力學(xué)性能對塑料的成型加工有著非常重要的意義。
其實熱塑性塑料在受熱時有三種狀態(tài),受到塑料的主要成分高聚合物的影響,熱塑性塑料在受熱時常存在的物理狀態(tài)為:玻璃態(tài)(結(jié)晶聚合物亦稱結(jié)晶態(tài)),高彈態(tài)和黏流態(tài)。
熱塑性塑料在受熱時的變形程度與溫度關(guān)系的曲線,也稱為熱力學(xué)曲線,如圖所示。
1,玻璃態(tài):塑料處于溫度θg以下時,為堅硬的固體,是大多數(shù)塑件的使用狀態(tài)。θg稱為玻璃溫度,是多數(shù)塑料使用溫度的上限。θb是聚合物的脆化溫度,低于θb下的某一溫度,塑料容易發(fā)生斷裂破壞,這一溫度稱為脆化溫度,是塑料使用的下限溫度。
處于玻璃態(tài)的塑料一般不適合大變形的加工,但可以進行諸如車,銑,鉆等切削加工。
2,高彈態(tài):當(dāng)塑料受熱溫度超過θg時,塑料出現(xiàn)橡膠狀態(tài)的彈性體,稱之為高彈態(tài)。處于這一狀態(tài)下的塑料,其塑性變形能力大大增強,變形可逆。在這種狀態(tài)下的塑料,可進行真空成型,中空成型,彎曲成型和壓延成型等。由于此時的變形是可逆的,為了使塑件定形,成型后應(yīng)立即把塑件冷卻到以下θg溫度。
3,黏流態(tài):當(dāng)塑料的受熱溫度超θf過時塑料出現(xiàn)明顯的流動狀態(tài),塑料變成黏流的液體,通常我們稱之為熔體。塑料在這種狀態(tài)下的變形不在具有可逆性質(zhì),一經(jīng)成型和冷卻后,其形狀就將永遠保持下來。θf稱為黏流化溫度,是聚合物從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轲ち鲬B(tài)的臨界溫度。
當(dāng)塑料繼續(xù)加熱,溫度達到θd時塑料開始分解變色,塑料的性能迅速惡化,θd稱為熱分解溫度,是聚合物在高溫下開始分解的臨界溫度,所以θf和θd是塑料成型加工的重要參考溫度,θf-θd的范圍越寬,塑料成型加工時的工藝就越容易調(diào)整。
熱固性塑料在受熱時的物理狀態(tài):熱固性塑料在受熱時,由于伴隨著化學(xué)反應(yīng),它的物理狀態(tài)變化與熱塑性塑料有明顯不同,開始加熱時與熱塑性塑料相似,加熱到一定溫度后,很快由固態(tài)變成黏流態(tài),這使它具有成型的性能。但這種流動狀態(tài)存在的時間很短,很快由于化學(xué)反應(yīng)的作用,塑料硬化變成堅硬的固體,再加熱后仍不能恢復(fù),化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)進行,塑料還是堅硬的固體。當(dāng)溫度升到一定值時,塑料開始分解。
以上便是塑料制品加工廠的塑料原料受熱時狀態(tài)。