Процессы затвердевания и отверждения при литье пластмасс под давлением
Затвердевание представляет собой процесс, при котором термопластичный материал подвергается физическому изменению и становится твердым. Изменение фазового состояния термопласта происходит в результате понижения температуры материала при литье пластмасс под давлением.
Как уже ранее обсуждалось, частично кристаллизующиеся термопласты становятся твердыми при охлаждении ниже температуры плавления. Аморфные термопласты твердеют при температуре ниже стеклования. Термопласты способны снова размягчаться при повышении температуры выше температуры плавления. Отверждение реактопластов происходит за счет химической реакции, сопровождающейся поперечным сшиванием молекул олигомера. Эффект поперечной «сшивки» необратим и приводит к образованию пространственной сетки при литье под давлением пластмасс, которая ограничивает свободное движение полимерных цепей независимо от температуры полимерного материала.
Затвердевание термопластов при литье пластмасс под давлением
Термин затвердевание зачастую неверно используется для описания процесса, происходящего при охлаждении аморфных полимеров. Затвердевание большинства материалов происходит при определенной температуре, тогда как аморфные полимеры не имеют четкой границы перехода между жидким и твердым состоянием. Аморфный термопласт переходит в стеклообразное состояние при температурах ниже температуры стеклования, Тн. Частично кристаллизующиеся полимеры имеют четкую температуру перехода из расплава в твердое состояние, а именно температуру плавления, Тт.
Термодинамика процесса охлаждения при литье пластмасс под давлением
При отводе тепла от расплава полимера молекулы теряют способность к сравнительно свободному движению, что делает среду более вязкой. При охлаждении аморфных полимеров расплав превращается в каучукообразное вещество. При температуре ниже температуры стеклования полимер становится жестким и даже хрупким. При температуре стеклования кривые удельного объема при литье пластика под давлением и энтальпии существенно изменяют угол наклона. Это можно видеть на кривой зависимости энтальпия-темпера-тура для ПС, приведенной на рис. 3.42. Для частично кристаллизующихся термопластов при температуре кристаллизации, близкой к плавлению, макромолекулы начинают самоорганизовываться в кристаллические и аморфные области, создавая физическую структуру весьма сложной морфологии. При формировании кристаллической структуры высвобождается некоторое количество энергии, часто называемой теплотой кристаллизации, или теплотой плавления, которую необходимо отводить от материала для продолжения процесса охлаждения. Теплота плавления отражается на форме кривой энтальпия-температура, что показано для ПА 66, ПЭ и ПП на рис. 3.42. При развитии кристаллической фазы материал из вязкотекучего становится каучкообразным, что определяется поведением аморфной фазы при Т> Тс. Как было показано ранее, температура стеклования некоторых частично кристаллизующихся полимеров много ниже комнатной, что существенно влияет на интегральные свойства полимеров. Для обычных, частично кристаллизующихся полимеров степень кристалличности может составлять от 30 до 70% при литье под давлением пластмасс. Это означает, что от 30 до 70% молекул образуют кристаллы, а остальные составляют аморфную фазу.
12-09-2022
03-03-2021
02-03-2021
17-02-2021
06-04-2020