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中空成型的粘彈性原理簡述
一、數學描述
聚合物因為其長鏈結構及分子鏈的柔順性.一般情況下,將聚合物置于必定溫度下,從受外力作用開始,大分子的形復閱歷一系列中間狀態過渡到與外力相適應的平衡狀態是一個松馳進程,其形變隨時刻的變化為：
(1) 在聚合物的玻璃化溫度以上，普彈形變在總形變中所占比例很小，可忽略
(2)其中，t* 為松馳時刻,隨溫度升高而減小.
η為粘度,隨溫度升高而下降.
(2)式也可寫成
(3)γ2∞=δ/E2 為t→∞時的高彈形變
γη=δ/η 為t=1時粘性形變,即 單位時刻的粘性形變
因為在高彈態或粘流溫度鄰近,聚合物的松懈時刻t*很短,若成型中的形變時刻t1>>t* ,則由(3)式可得,當外力作用時刻t=t1時:
開釋外力后,高彈形變回復
(4)若在高彈形變回復之前,將溫度下降到Tg (或結晶溫度)以下再開釋外力,則松懈時刻t*→∞,這時(4)式變為
即高彈形變部分不再回復,粘性形變不可逆,開釋外力亦不回復。
二、原理敘說
利用聚合物推延高彈形變的松馳時刻的溫度依賴性,在聚合物玻璃化溫度以上的Tf鄰近,使聚合物半成品(管,中空異型材等)快速變形,然后保持形變,在較短時刻內冷卻到玻璃化溫度或結晶溫度以下,使成型物的形變被凍住下來,這便是中空成型的粘彈性原理.在蘇州吹塑加工廠的吹塑輪子就是這樣的原理。
推論
1.中空吹塑成型制品的使用溫度應比聚合物的玻璃化溫度或結晶溫度低得多
2.成型溫度越高,制品中不可逆形變所占比例越大,成型物的形狀穩定性越好
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