什么是“聚合物”?

2024-02-07

什么是“聚合物”?

聚合物一词来自希腊语“poly”,意思是“许多”,“meros”,意思是部分或单位。聚合物是许多单元的集合。您可以将许多单体(一个单元)组合起来形成一种聚合物。

聚合物通常被用作“塑料”的同义词,但许多生物和无机分子也是聚合物。所有塑料都是聚合物,但并非所有聚合物都是塑料。塑料实际上是指材料熔化和流动的方式。

商业聚合物是在大型容器中在热和压力下通过化学反应形成的。添加其他成分以控制聚合物的形成方式并产生适当的分子长度和所需的性能。这种化学过程称为“聚合”。

均聚物仅由一种单体聚合而成。共聚物由使用不同的单体产生。均聚物具有相同的重复单元,而共聚物(可以是无规、嵌段或接枝)可以具有不同数量的重复单元。三元共聚物由使用三种不同的单体产生。

热成型材料

热塑性材料可以通过升高加热反复软化并通过冷却硬化。它们要么是线性聚合物,要么是轻微支化的。它们由长分子组成,每个分子都可能具有未连接(未交联)的侧链或分子基团。现在有新开发的热塑性塑料,可以像平常一样加工,但在加工结束时采用特殊技术(例如成核剂、高于成型温度的热模具等)进行交联。材料也可以通过辐射进行交联。这种交联将它们变成未开发的或完全的热固性材料,并且可以极大地改善零件的物理性能。

热塑性塑料约占当今加工的所有塑料的 88-90%。

任何可挤出的热塑性树脂都可以热成型。然而,那些在成形温度下热强度低的材料可能很难成形。片材和薄膜通过挤出、共挤出、连续流延、挤出流延、压延、模压、热压罐和压制层压等生产。

基本

弹性体是塑料材料,只需很小的力即可显着膨胀,并且无需外力即可快速恢复到其原始形状。如果像热塑性塑料那样温度升高,则不会出现塑性流动。热固性塑料坚硬、坚固,并且在分解温度以下都保持这种状态。超过软化点后,热塑性塑料会随着温度的升高而软化,并在冷却时再次硬化。该程序可根据要求重复多次,用于半成品的热成型。

热固性塑料坚硬、坚固,并且在分解温度以下都保持这种状态。

超过软化点后,热塑性塑料会随着温度的升高而软化,并在冷却时再次硬化。该程序可根据要求重复多次,用于半成品的热成型。

热塑性塑料的类型

热塑性塑料有两种相——无定形和结晶。无定形相-缺乏结晶度;没有明确的顺序。非晶态材料具有随机有序的分子结构。其行为与非常粘稠、无弹性的液体非常相似。加热后,无定形片材逐渐软化并最终获得液体的特性,但没有从固态到液态的明确转变点。

这些树脂通常需要较少的能量来使它们达到成型温度并冷却,它们不会达到完全“非流动”的固态。因此,当施加负载时,随着年龄的增长,它们确实有“蠕变”或“移动”的倾向。以下塑料是无定形的:ABS、HIPS、PVC、PMMA 和 PC 是典型的例子。

热塑性塑料的结构

非晶质

 

结晶

 

晶相——非常有序的分子团。结晶热塑性塑料分子具有排列成刚性、精确、高度有序结构的自然倾向,但材料的一部分始终是无定形的(例如,聚丙烯通常约65%是结晶的,35%是无定形的)。当结晶片被加热时,它会保持坚硬,直到达到“转变温度”。对于无定形聚合物,该转变温度对应于 Tg,但对于结晶聚合物,该温度略低于熔融温度。

 

该温度是最低成型温度,对于 HDPE,该温度为 105 摄氏度。理想的成型温度较高,但不幸的是,仅比熔体温度低几度。这就是为什么结晶聚合物片材是“冷”成型的,这会导致成型细节中产生内应力,进而导致翘曲。冲击强度较低等。这就是这些材料很难热成型的原因。HDPE 和 PP(天然或填充)是最常见的结晶片材类型。

 

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