聚合物的加熱和冷卻.ppt

塑料工艺 2.2聚合物的加热和冷却 学习目标： 1、掌握聚合物热扩散系数对其加热 和冷却的影响 2、注意结晶性聚合物熔融的特征。 塑料工艺 加热与冷却应用实例 热源： 外热： 电阻丝 （经济、简单、方便、温度 波动较大）； 微波 （适合较厚发泡成型）； 红外线 ； 热油 （温度控制精确，设备复杂， 成本高）； 热水 、 蒸气 。 内热：摩擦热 冷却： 水 （注射模、挤出定型模、中空模 等）； 空气 21 aJQ 塑料工艺 1、塑料的热扩散系数远远小于金属、钢材、玻璃等材料，这说明聚 合物热传导的速率很小，冷却和加热都不很容易。 意义： 聚合物加热时有一项限制，就是不能将推动传热速率的温差提得 过高，因为聚合物的传热既然不好，则局部温度就可能过高，会 引起降解。聚合物熔体在冷却时也不能使冷却介质与熔体之间温 差太大，否则就会因为冷却过快而使其内部产生内应力。因为聚 合物熔体在快速冷却时，皮层的降温速率远比内层为快，这样就 可能使皮层温度已经低于玻璃化转变温度而内层依然在这一温度 之上。此时皮层就成为坚硬的外壳，弹性模量远远超过内层 ( 大 至 l03 倍以上 ) 。当内层获得进一步冷却时，必会因为收缩而使 其处于拉伸的状态，同时也使皮层受到应力的作用。这种冷却情 况下的聚合物制品，其物理机械性能，如弯曲强度、拉伸强度等 都比应有的数值低。严重时，制品会出现翘曲变形以致开裂，成 为废品。 塑料工艺 2、注意聚合物加热中的外热和内部剪切热的配合， 防止局部过热分解。 由于许多聚合物熔体的粘度都很大，因此在成 型过程中发生流动时，会因内摩擦而产生显著 的热量。此摩擦热在单位体积的熔体中产生的 速率 Q 为： 塑料工艺 3、结晶性聚合物在熔融时需要大量的热，成型中要注意 这一点。 塑料工艺 思考题 为什么塑料加热与冷却不能有太大的温差？ 答：塑料是热的不良导体，导热性较差。加热 时，热源与被加热物的温差大，物料表面已达 到规定温度甚至已经分解，而内部温度还很低， 造成塑化不均匀。冷却时温差大，物料表面已 经冷却，而内部冷却较慢，收缩较大，形成较 大的内应力。