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1、制样温度对聚丙烯力学性能的影响 马兰萍制样温度对聚丙烯力学性能的影响摘 要 针对聚丙烯产品浮现的力学性能达不到优等品技术规定的问题,在查找因素过程中发现：注塑机温度波动、模具温控箱跳闸引起的模具温度变化都会导致产品的力学性能的规律性变化,通过对比实验,发现仪器注塑温度高时测得的试样拉伸屈服强度、悬臂梁冲击强度、挠曲模量均会比实际值低。而模具温度达不到60时制样,测得的试样拉伸屈服强度、挠曲模量均会比实际值低,悬臂梁冲击强度会比实际值高。核心词 注塑温度 模具温度 结晶度 拉伸屈服强度 悬臂梁冲击强度 挠曲模量 1 引言我厂聚丙烯装置生产的产品,近来浮现产品力学性能达不到优等品技术规定的现象，针
2、对这一问题我们着重从制备过程查找因素,发现仪器注塑温度有时会超温，模具温控箱有不定期跳闸现象。影响塑料实验成果的因素诸多，有它内在的因素（如塑料自身的分子量大小、分布构造及取向限度，内部缺陷等),也有它外在的因素(如制备过程、放置过程、测试过程等)。注塑制品的质量涉及两方面的内容，即内部质量（性质质量）和外部质量(表观质量），内部质量是指与聚合物构造形态有关的结晶、取向、变形、翘曲及内应力分布,与力学性质有关的拉伸、弯曲、冲击和变形等,总之,制品的内部质量将直接影响到制品使用性能，影响制品的使用范畴和应用领域，欲提高制品使用性能，除在高分子的材料领域里综合某些新材料外,必须在加工过程中注意研究
3、高分子的构造形态并加以解决。2 实验部分2.1仪器.1.1单螺杆式注塑机:MEA FLUID公司MF1型2.2万能实验机: INSRO公司4465型1.3悬臂梁冲击实验机： CEST公司RII-50型2.4切口机: CEAS公司6828-000型2.5恒温恒湿箱:上海爱斯佩克公司LHU-23型2.6电子数显千分尺:上海量具刃具厂.2样品2.1拉伸屈服强度测试样条：聚丙烯颗粒样品按MA17225措施注塑制得。样条尺寸为:长216m；宽12.7.5mm;厚.22.2.2悬臂梁冲击强度测试样条:聚丙烯颗粒样品按MA7225措施注塑制得的符合ASTMD 638中型拉伸样条的中间狭长部分截取，用切口机冲
4、缺口。样条尺寸为：长60.6.5mm;宽1270.15m；厚3.20.1mm；缺口处剩余厚度1.1005mm2.2.挠曲模量测试样条:同22.2，不用切口机冲缺口；2.实验措施2.31拉伸屈服强度:按MA1786进行测试23.2悬臂梁冲击强度:按M7进行测试3.3挠曲模量:按A1704进行测试3 成果讨论.注塑温度对性能的影响.1采用牌号为EP0R的聚丙烯共聚产品,其熔融指数为35g/10mi，根据措施M1225中规定,将仪器注塑温度设定在210，进行注塑制样，样条在恒温恒湿箱中放置24小时后,在温度3、相对湿度55%的环境下进行测试,成果见表1：表1：设定温度为20时制样的性能成果12456
5、平均值SV %技术规定优等品拉伸屈服强度Pa25.525.725.625.5.52.65.6.090.3524IO 23 J/m148.646.71.8129.81.8/1428.5.8150挠曲模量a11010531087101099108008221950由表1数据看出,该样品的拉伸屈服强度与挠曲模量均能达到优等品的技术规定，而悬臂梁冲击强度(IOD）达不到优等品的技术规定，为此,我们用温度计对注塑机熔体温度进行测定，发现熔体温度为0,比措施中规定的20高了20，阐明熔体温度比设定温度高。通过查找仪器设定温度与熔体温度的差别规律,发现熔体温度总是比设定温度高20。.1.2采用与3.相似的聚
6、丙烯共聚产品，将仪器注塑温度设定在90进行注塑制样，此时测得熔体温度为20,样条在3.1.1相似的环境条件下进行测试，成果见表：表：设定温度为0时制样的性能成果346SCV %技术规定优等品拉伸屈服强度Pa622126226.222.1620080.3124ZOD 3 /3.1164.9175.83.1176./176.7542150挠曲模量Ma111171151101208117511211.90从表2看出，将仪器注塑温度设定在190，即熔体温度为10时，样品的各项性能均达到优等品技术规定，阐明仪器设定温度对产品测试数据有影响。3.1.为了证明注塑温度对样品力学性能的影响趋势,将仪器温度设定
7、在170，进行注塑制样,此时测得熔体温度为190，样条在31.相似的环境条件下进行测试，成果见表3：表:设定温度为170时制样的性能成果12356SDC %技术规定优等品拉伸屈服强度MPa26.226.126.32626426.3263.110.24IZD 23 J/m221621721.113.21.25.062115挠曲模量Ma12123082201820410127033950从表看出，将仪器注塑温度设定在70，即熔体温度为90时,样品的各项性能均达到优等品技术规定。 3.1.4对三种不同注塑温度下制得样品的性能数据进行比较,见表4:表：对比三种不同注塑温度下样品的性能值设定170设定0
8、设定10平均值SDCV %技术规定(优等品）拉伸屈服强度MPa26.2.25.626.03812IZOD 23J/215.076.642.9178.236200挠曲模量MPa1271176108110766503.1.5注塑温度对拉伸屈服强度的影响:根据表4数据制得图1： 由图1看出:随着注塑温度的升高,产品的拉伸屈服强度减少。从表1、表2及表3看出，在注塑机设定温度为20、190、170时，拉伸屈服强度测得值的变动系数CV分别为0.35%、0.31%、0.42%,在设定温度为90时的变动系数最小。从表看出,三个不同注塑温度下的拉伸屈服强度测试值的变动系数CV为1%,阐明仪器注塑温度升高或减少
9、都会使测定成果更分散，精确度减少。拉伸屈服强度随注塑温度的升高而减少是由于注塑温度与结晶度有关。温度每相差1，则结晶速度可相差诸多倍，当聚合物熔体温度高于熔融温度时,大分子链的热运动明显增长，当不小于分子的内聚力时,分子就难以形成有序排列而不易结晶，结晶度减少，则拉伸屈服强度就减少。3.1.注塑温度对悬臂梁冲击强度(IO)的影响: 根据表4数据制得图:由图2看出：随着注塑温度的升高，产品的悬臂梁冲击强度减少。从表1、表2及表3看出，在注塑机设定温度为10、190、17时,悬臂梁冲击强度的变动系数CV分别为5.8%、4.2%、2.1%，阐明注塑温度越高,制得样品的悬臂梁冲击强度测试数据的分散性越
10、大，精密度就越差。从表4看出,三个不同注塑温度下的悬臂梁冲击强度的测试值的变动系数CV为20%,阐明仪器注塑温度的不同对悬臂梁冲击强度的影响非常大,精确度减少的限度影响到产品质量的级别鉴定。这是由于熔体温度升高使解取向作用增长。注塑温度的升高使物料温度升高,而物料温度的升高会使取向效应减少,同步熔体温度升高时粘度会减少，在一定恒应力作用下，高弹性形变和粘性形变都要增长，但前者增长有限，而后者要迅速地增长。从此角度看有助于聚合物的取向效应，但与此同步大分子布朗运动却加剧，使大分子的松弛时间缩短,使解取向作用加强,导致样条的悬臂梁冲击强度减少。3.1注塑温度对挠曲模量的影响:根据表4数据制得图：由
11、图3看出：随着注塑温度的升高,产品的挠曲模量减少。从表1、表及表3看出，在注塑机设定温度为20、90、170时，挠曲模量测得值的变动系数CV分别为1%、1.8%、3.3%,阐明设定注塑温度0时的变动系数最小。由表4看出,三个不同注塑温度下的挠曲模量测试值的变动系数CV为6%，阐明仪器注塑温度升高或减少都会使测定成果分散加剧。挠曲模量值随温度的升高而减少,这是由于挠曲模量和注塑温度有关。试样在弯曲负荷作用下，由于上半部分受压,下半部分受拉，因此，挠曲模量与温度的关系和拉伸强度同样具有同样的影响,即材料的挠曲模量随温度的增长而下降。3.2模具温度对聚丙烯力学性能的影响.1采用牌号为PC0的聚丙烯共
12、聚产品，其熔融指数为 8.9 g/1min,根据措施M1225中规定,熔体温度19，模具温度为60,进行注塑制样，样条在11相似的环境条件下进行测试，成果见表5:表：模具温度为60时制样的性能成果3456平均值SDC 技术规定优等品拉伸屈服强度MPa26.126.12626.2.5.726.00180.6IZD /m8686.91.37825.4175.2.49挠曲模量Ma133110112101814417211.9110032.2在实际工作中,我们发现模具温控箱的继电器常常不定期跳闸,使模具温度降为室温23,为此考虑在注塑温度不变,模具温度为室温的状况下,采用与3.2.1相似的聚丙烯共聚产品注塑制样, 样条在.1.1相似的环境条件下进行测试，进行对比实验。成果见表:表6:模具温度为23时制样的性能成果126平均值SDCV %技术规定优等品拉伸屈服强度MPa25.2502.25.04.9.2.0.120472IZD 23/m0.1.10.7100.3108102.3.02.09挠曲模量MPa106310121061404206433.01100根据模具温度的变化引起的产品力学性能的变化值进行对比，见表：表：模具温度对力学性能成果
