一、聚合物的結(jié)晶如前所述，聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)有結(jié)晶型和無定形兩種。結(jié)晶型是指聚合物中具有分子作有規(guī)則緊密排列的區(qū)域-結(jié)晶區(qū)，其結(jié)晶的程度和能力可用結(jié)晶區(qū)在聚合物中所占的重量百分?jǐn)?shù)，結(jié)晶度來度量。聚合物的結(jié)晶傾向不同，即使成型方法相同，其具體的控制方法也不會一樣。

聚合物由非晶態(tài)轉(zhuǎn)為晶態(tài)的過程就是結(jié)晶過程，已如前述，結(jié)晶過程只能發(fā)生在玻璃化溫度0,以上和熔點(diǎn)0m以下這一溫度區(qū)間內(nèi)。同金屬的結(jié)晶相類似，聚合物的結(jié)晶過程也由晶核生成和晶體生長兩步完成。在聚合物主體中，如果它的某一局部的分子鏈段已成為有序排列，且其大小已能使晶體自發(fā)地生長，則該種大小有序排列的微粒即稱為晶坯。晶坯在高于熔點(diǎn)0m時(shí)時(shí)結(jié)時(shí)散，處于一種動態(tài)平衡狀態(tài)。溫度接近0乃至剛剛冷至0m以下時(shí)，晶坯依然有時(shí)結(jié)時(shí)散的情況，但某些晶坯也會長大，以致達(dá)到臨界的穩(wěn)定尺寸，即變成晶核。晶核生成的速率與溫度密切相關(guān)，這時(shí)，沒有達(dá)到臨界尺寸的晶坯結(jié)多散少，有利于形成晶核。Δ0繼續(xù)增大，分子鏈段的運(yùn)動阻力會增大，因而晶核生成率又會降低，直至接近于玻璃化溫度0,時(shí)又降為零。

此時(shí)，分子主鏈的運(yùn)動停止，因此，晶坯的生長、晶核的生成及晶體的生長都停止。這樣，凡是尚未開始結(jié)晶的分子均以無序狀態(tài)或非晶態(tài)保持在聚合物中，從而構(gòu)成了聚合物中的非晶區(qū)。值得注意的是，在晶核生成的過程中，如果熔體中存有外來的物質(zhì)，則會大大提高晶核的生成速率。晶體的生長速率以恰在熔點(diǎn)0.以下的某一溫度為很快，溫度下降時(shí)由于分子鏈段活動阻力增大而使晶體的生長速率隨之下降。顯然，聚合物結(jié)晶的總速率，受晶核生成和晶體生長速率的共同制約，一般變化規(guī)律為開始慢，很快達(dá)到極大值后逐漸減慢為零。

聚合物在雙色注塑成型過程中的物理和化學(xué)變化，綜上所述，具有結(jié)晶傾向的聚合物，在成型的塑料制件中，會不會出現(xiàn)晶形結(jié)構(gòu)，需由雙色注塑成型時(shí)塑料制件的冷卻速率決定。至于出現(xiàn)品形結(jié)構(gòu)后其結(jié)晶度有多大，各部分的結(jié)晶情況是否一致，在很大程度上取決于對冷卻控制的情況。由于結(jié)晶度能夠影響塑件的性能，因而工業(yè)上為了改變由具有結(jié)晶傾向的聚合物所制的塑件性能，常采用熱處理方法以使其非晶相轉(zhuǎn)變?yōu)榫啵瑢⒉惶€(wěn)定的晶形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)為穩(wěn)定的晶形結(jié)構(gòu)，微小的晶粒轉(zhuǎn)為較大的晶粒等。但也必須注意，適當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢蕴岣呔酆衔锏男阅?，也會由于晶粒的過分粗大，使聚合物變脆，性能反而變壞。

二、雙色注塑成型過程中的取向如前所述，聚合物熔體在導(dǎo)管內(nèi)流動的速率，管壁處為零;在導(dǎo)管截面上各點(diǎn)的速度分布呈扁平的拋物線形狀。在這種流動情況下，熱固性和熱塑性塑料中各自存在的細(xì)而長的纖維狀填料和聚合物分子，在很大程度上，都會順著流動的方向作平行的排列，這種排列常稱為取向作用。其原因是若不作這樣的排列，細(xì)而長的單元勢必以不同的速度運(yùn)動，這是不可能的。其次，由于同樣原因，熱塑性塑料在其玻璃化溫度與黏流溫度之間進(jìn)行拉伸時(shí)，也會發(fā)生取向作用。顯然這些取向單元如果繼續(xù)存在于塑件中，則塑件就將出現(xiàn)各向異性。各向異性有時(shí)是塑件所需要的，如制造取向薄膜與單絲等，這樣就能使塑件沿拉伸方向的抗拉強(qiáng)度與光澤程度等有所增加。但在制造許多厚度較大的塑件時(shí)，又要力圖這種各向異性現(xiàn)象，因?yàn)樗芗写嬖诘倪@一現(xiàn)象不僅使取向不一致，而且各部分的取向程度也有差別，這樣會使塑件在某些方向上的機(jī)械強(qiáng)度得到提高，而在另外一些方向上反而降低，甚至產(chǎn)生翹曲或裂紋。

(1)注射、壓注成型塑件中纖維狀填料的取向 注射、壓注成型塑件中填料的取向方向與程度主要依賴于澆口的形狀與位置，在成型扇形試件時(shí)，可以看出，填料排列的方向主要順著流動的方向，碰上阻斷力后，它的流動就改成與阻斷力成垂直的方向，并按此定形。測試表明，扇形試件在切線方向上的力學(xué)強(qiáng)度總是大于徑向的，而在切線方向上的收縮率又往往小于徑向的。這顯然與填料在扇形試件中的取向有關(guān)，因此在設(shè)計(jì)模具時(shí)，澆口位置的開設(shè)與塑料制件在模具上位置的布置，應(yīng)使其在使用時(shí)的受力方向與塑料在模內(nèi)的流動方向相同，以保證填料的取向與受力方向一致。填料在熱固性塑料制件中的取向是無法在制品成型。

(2)注射、壓注成型塑件中聚合物分子的取向一般情況下，聚合物在雙色注塑成型過程中只要存在熔體的流動，就會有分子的取向。沿試件軸向的分子取向程度從澆口處順著料流方向逐漸增加，達(dá)到值后又逐漸減弱。沿試件截面越靠近中區(qū)域取向程度越小，取向程度較高的區(qū)域是在兩側(cè)而不到表層的一帶。上述現(xiàn)象是熔體流動過程中切應(yīng)力和分子熱運(yùn)動作用的綜合結(jié)果。

聚合物在雙色注塑成型過程中的物理和化學(xué)變化，通過實(shí)驗(yàn)分析可知，影響塑件中聚合物分子取向的原因有以下幾個(gè)方面：隨著雙色注塑成型溫度、塑件高度，以及塑料充填時(shí)的溫度等的增加，分子取向程度即有減弱的趨勢。增加澆口長度、壓力和成型時(shí)間，分子取向程度也隨之增加。分子取向程度與澆口開設(shè)的位置和形狀有很大關(guān)系。為減少分子取向程度，澆口設(shè)在型腔深度較大的部位。塑料制件中如果存在分子取向現(xiàn)象，則順著分子取向方向上的力學(xué)性能總是優(yōu)于其他方向。如聚苯乙烯試件的縱向抗拉強(qiáng)度為45MPa,伸長率為1.6%;而橫向的抗拉強(qiáng)度為20MPa,伸長率為0.9%.收縮率也是縱向大于橫向。

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