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拉伸薄膜成型過程的影響因素

更新時間:2022-11-03點擊次數(shù):3750

拉伸過程中影響聚合物取向的主要因素有拉伸溫度、拉伸速度、縱橫各向的拉伸倍數(shù)、拉伸方式(一次或多次)、熱定型條件、冷卻速度等,這些參數(shù)的獲得離不開薄膜拉力試驗機。

聚合物分子的取向為——松弛現(xiàn)象,在同樣的取向條件下,聚合物分子中松弛時間短的部分能較早地取向,而松弛時間長的部分,取向較晚。松弛時間隨溫度升高二減少,所以升高溫度有利于分子取向,并能降低達到一定取向度所需之拉應力(見圖10-66);但溫度過高時,解取向也加快。因此不適當?shù)厣邷囟?,甚至會使薄膜強度降低過甚至在拉伸中斷裂,故取向溫度應適當,一般控制在Tg~Tl(Tm)間。根據(jù)這一原因,薄膜取向后必須進行快速冷卻,否則長時間的高溫作用會使薄膜中取向結構消失或減少。

由于松弛過程需要時間,因此拉伸時,大分子形變?nèi)∠虻乃沙谶^程落后于拉伸速度的變化,如果拉伸速度過大,在較低延伸時,薄膜就可能在拉伸中破裂。所以薄膜的延伸率和取向度是隨拉伸速度增大而減小的,同時在同樣的拉伸溫度下,拉應力隨拉伸速度減小而降低(見圖1067)。

薄膜中的取向度隨電子拉力試驗機拉伸倍數(shù)而增加。為了使薄膜在各個方向都有較均衡的性能,通??v橫拉伸大都在3~4倍范圍內(nèi),但拉伸倍數(shù)的確定還要根據(jù)對薄膜性能的要求來決定。

為使薄膜的取向結構穩(wěn)定下來,并在使用過程不發(fā)生顯著的收縮和變形,常需對拉伸薄膜進行熱處理(熱定型)。對無定形聚合物熱定型溫度通常控制在Tg附近,而結晶聚合物則需控制在zui大結晶速率的溫度下(通常約為(0.85Tm)。為了防止薄膜中聚合物分子主鏈在熱定型中發(fā)生解取向,同時又有利于鏈段松弛,取向薄膜的熱定型必須在連續(xù)張緊的條件下進行,一般熱定型中薄膜縱橫方向都會有少量收縮。但用作熱收縮性用途的薄膜則可省去熱定型工藝,這種用途的薄膜拉伸溫度也可低一些。

熱塑性聚合物拉伸取向的一般規(guī)律可歸納如下:①拉伸速度與拉伸倍數(shù)一定時,拉伸溫度越低(但應以拉伸效果為準,一般不高于Tg),則取向作用越大;②在拉伸溫度與拉伸速度一定時,取向度隨拉伸倍數(shù)增大而提高;③在任何拉伸條件下,冷卻速度愈快,有效取向度愈高;④在拉伸溫度與拉伸倍數(shù)一定時,拉伸速度愈大;⑤在固定的拉伸溫度和速率下,拉伸比隨拉應力二增加時,薄膜取向度提高;⑥拉伸速度隨溫度升高而加快,在有效的冷卻條件下,有效取向度提高。薄膜拉伸試驗要結合薄膜拉力試驗機來進行測試。






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