(一)溫度對剪切黏度的影響

在成型注塑加工工藝中，對一種表觀(guān)黏度隨溫度變化不大的聚合物來(lái)說(shuō)，如僅靠增加溫度來(lái)增加其流動(dòng)性能以使它能夠 注塑加工成型是錯誤的，因為溫度幅度增加很大，而它的表觀(guān)黏度卻降低有限。另一方面，大幅度地增加溫度很可能使聚合物發(fā)生降解，從對比角度來(lái)看，在注塑加工成型中利用增溫來(lái)降低聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和聚酰胺等的表觀(guān)黏度是可行的，因為增溫不多而它的表觀(guān)黏度卻能下降不少。

(二)壓力對剪切黏度的影響

由于液體的剪切黏度依賴(lài)于分子間的作用力，而作用力又與分子間的距離有關(guān)，因而當液體承受壓力而使分子間的距離減小時(shí)，液體的剪切黏度總是趨于增大。低分子聚合物的液體，其壓縮性都很有限，但是屬于高分子的聚合物熔體卻不然。特別是聚 合物熔體的加工壓力通常都比較高，例如在注射模塑中，聚合物常需在150℃下受壓達35~ 150MPa,因而它們的壓縮性是可觀(guān)的，其壓縮率常可達5%甚至10%以上。實(shí)驗證明，聚合物熔體在受到壓力時(shí)，因受壓縮率的影響，其黏度定會(huì )有所增高，如聚乙烯在壓力由100kPa升高到 100MPa時(shí)，其表觀(guān)黏度增加2.5倍，且聚合物 的壓縮率不同，其黏度對壓力的敏感性也不同。

單純通過(guò)增大壓力來(lái)提高聚合物熔體的流量是不恰當的，即使在同一壓力作用下的同一種聚合物熔體，注塑加工成型時(shí)所用設備大小不同，則其流動(dòng)行為也有差別，因為盡管所受壓力相同，所受切應力依然可以不同。事實(shí)上，一種聚合物在正常的加工溫度范圍內，增加壓力對黏度的影響和降低溫度的影響有相似性。這種在 注塑加工過(guò)程中通過(guò)改變壓 力或溫度，都能獲得同樣的黏度變化的效應稱(chēng)為 壓力-溫度等效性。例如，對于很多聚合物，壓力增加到100MPa時(shí)，熔體黏度的變化相當于降 低30~50℃溫度的作用。一般在維持黏度恒定的情況下，這一數值并不依賴(lài)于相對分子質(zhì)量。在注射成型注塑加工 生產(chǎn)中考慮壓力對黏度的影響時(shí)，需要解決關(guān)鍵的問(wèn)題在于：如何綜合考慮生產(chǎn)的經(jīng)濟性、設備和模具的可靠性以及塑件的質(zhì)量因素，以確保成型 注塑加工工藝能有的注射壓力和注射溫度。

三、聚合物熔體的黏彈性

聚合物熔體不僅具有黏流性，而且還具有如固體般的彈性，即當熔體受到應力時(shí)，一部分消耗于黏性變形;而另一部分變形的將會(huì )被熔體儲存，一旦外界應力移去，變形就得到恢復。這種現象對低分子液體來(lái)說(shuō)是沒(méi)有的。在黏彈性流動(dòng)中彈性行為已不能忽視的液體稱(chēng)為黏彈性液體。液體中的彈性行為是流動(dòng)過(guò)程中聚合物 大分子構象改變所引起的。大分子伸展儲存了彈性能，外界應力去除后大分子會(huì )部分恢復原來(lái)蜷曲的構象，因而引起高彈形變并釋放彈性能。實(shí)踐證明，這種彈性恢復并不是瞬時(shí)的，因為大分子構象的恢復過(guò)程需要克服內在黏性的阻滯。液體流動(dòng)是以黏性形變?yōu)橹鬟€是以彈性形變?yōu)橹鳎Q于外力作用時(shí)間t與時(shí)間t,的關(guān)系。

當t》1,時(shí)，即外力作用時(shí)間比時(shí)間長(cháng)得多時(shí)，液體的總形變以黏性形變?yōu)橹鳎粗畬⒁詮椥孕巫優(yōu)橹鳌τ陴ざ群艿偷暮?jiǎn)單液體，1≈10-'s; 對基本上表現為固體的物質(zhì)，t>10's;一般黏彈性聚合物熔體的時(shí)間1,=10-4~10+s.如注射聚甲基丙烯酸甲酯，已知注射溫度為230℃,注射時(shí)間為2s,其時(shí)間約為43x10-s;把注射時(shí)間看成外力作用時(shí)間，則其遠遠大于時(shí)間，由此可知注射過(guò)程中的彈性變形部分是極小的。應該注意的是，即便是少量的彈性變形，也能使熔體產(chǎn)生流 動(dòng)缺陷，使塑件產(chǎn)生變形。

流動(dòng)熔體中的彈性形變與聚合物的相對分子質(zhì)量、外力作用速度或時(shí)間以及熔體的溫度等有關(guān)。一般地，隨相對分子質(zhì)量增大，外力作用時(shí)間縮短，當熔體的溫度稍高于材料熔點(diǎn)時(shí)，彈性現象表現得特別不錯。應變關(guān)系曲線(xiàn) YH是總形變的可逆部分，γy則是不 可逆部分，并以形變存在于熔可逆形變回復(0>08)c-成型后可逆形變體中。

四、熱塑性和熱固性聚合物流變行為的比較

在通常的注塑加工條件下，對熱塑性聚合物加熱是一種物理作用，其目的是使聚合物達到黏流態(tài)以便于成型，材料在注塑加工 過(guò)程所獲得的形狀必須通過(guò)冷卻來(lái)定型。雖然，由于多次加熱和受到加工設備的作用會(huì )引起材料內在性質(zhì)發(fā)生一定變化，但并未改變材料整體可塑性的基本特性，特別是材料的黏度在加工條件下基本沒(méi)有發(fā)生不可逆的改變。

但熱固性聚合物則不同，加熱不僅可使材料熔融，能在壓力下產(chǎn)生流動(dòng)、變形和獲得所需形狀等物理作用，并且還能使具有活性基團的組分在足夠高的溫度下產(chǎn)生交聯(lián)反應，并完成硬化等化學(xué)反應。一旦熱固性材料硬化后，黏度變?yōu)闊o(wú)限大，并失去了再次軟化、流動(dòng)和通過(guò)加熱而改變形狀的能力。可見(jiàn)熱固性聚合物在加工過(guò)程中黏度的變化規律與熱塑性聚合物有著(zhù)本質(zhì)的差別。

熱塑性聚合物和熱固性聚合物流變行為的不同加以說(shuō)明，熱固性聚合物加熱初期流動(dòng)性的增大是由于作用的結果，在達到硬化之前的一段時(shí)間，體系黏度隨時(shí)間的變化不大，過(guò)此之后，聚合與交聯(lián)反應進(jìn)一步進(jìn)行，聚合物相對分子質(zhì)量很快增大而導致流動(dòng)性迅速減小。

溫度對流動(dòng)性的影響是由黏度和固化速度兩種互相矛盾的因素決定的，在較低溫度范圍內溫度對黏度的影響起主導作用，在0...以下，黏度隨溫度升高而降低，所以交聯(lián)之前總的流動(dòng)性隨溫度上升而增加;而在較高的溫度范圍，則化學(xué)交聯(lián)反應起主導作用，隨溫度升高，交聯(lián)反應速度加快，熔體的流動(dòng)性迅速降低。

所以，熱固性聚合物的交聯(lián)速度可以通過(guò)溫度來(lái)控制。溫度的這種特性正是熱固性塑料注射成型中注射機與模具分別采用不同溫度的原因，例如，注射的溫度是產(chǎn)生黏度而又不引起迅速交聯(lián)的溫度，澆口和模具的溫度則應是有利于迅速硬化的溫度。因此，對熱固性聚合物來(lái)說(shuō)，溫度對熱固性聚合物流動(dòng)性的影確的注塑加工工藝的關(guān)鍵是使聚合物組分在交聯(lián)之前完成流動(dòng)過(guò)程。切應力或剪切速率對熔體流動(dòng)性有一定的影響，有流動(dòng)性的趨勢，但影響過(guò)程是復雜的，目前還無(wú)定性的研究。

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