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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 针对聚丙烯产品出现的力学性能达不到优等品技术要求的问题，在查找原因过程中发现: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造成产品的力学性能的规律性变化，通过对比试验，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.关键词 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，近来出现产品力学性能达不到优等品技术要求的现象
2、，针对这一问题我们着重从制备过程查找原因，发现仪器注塑温度有时会超温，模具温控箱有不定时跳闸现象.影响塑料试验结果的因素很多,有它内在的原因（如塑料本身的分子量大小、分布结构及取向程度,内部缺陷等），也有它外在的原因（如制备过程、放置过程、测试过程等）。注塑制品的质量包括两方面的内容，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结构形态有关的结晶、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，影响制品的使用范围和应用领域,欲提高制品使用性能,除在高分子的材料领域里综合一些新材料外,必须在加工过程中注意
3、研究高分子的结构形态并加以解决。2 实验部分2.1仪器2。1.1单螺杆式注塑机: MTAFUI公司MF1型2。1。万能试验机: ISTRN公司465型2。13悬臂梁冲击试验机： CAST公司RISL50型1。4切口机： CEAT公司6828000型2.1.5恒温恒湿箱:上海爱斯佩克公司U-23型2.1.6电子数显千分尺：上海量具刃具厂2样品2.2。拉伸屈服强度测试样条：聚丙烯颗粒样品按M17方法注塑制得。样条尺寸为:长216m；宽2.5m；厚3.2m2.2.2悬臂梁冲击强度测试样条：聚丙烯颗粒样品按MA1725方法注塑制得的符合ATM D 638中型拉伸样条的中间狭长部分截取，用切口机冲缺口。
4、样条尺寸为：长60。363.mm；宽127.5m；厚0.1m;缺口处剩余厚度1160。05m22。3挠曲模量测试样条:同2。2，不用切口机冲缺口;2。试验方法2.3.1拉伸屈服强度：按MA1706进行测试2.3。悬臂梁冲击强度：按A7027进行测试2.33挠曲模量：按A1707进行测试3 结果讨论。1注塑温度对性能的影响31。1采用牌号为EP3R的聚丙烯共聚产品，其熔融指数为35/0n，根据方法MA17225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23、相对湿度55%的环境下进行测试,结果见表1：表1:设定温度为10时制样的性能结果123456
5、平均值DCV %技术要求优等品拉伸屈服强度Pa25。25。72。65.2552。25。60.09。324IZOD J/m146146.7149。812。81398/142。98.3.15挠曲模量P1101318105001080107822.195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要求，而悬臂梁冲击强度(IZO）达不到优等品的技术要求，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20,比方法中规定的20高了0，说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异规律，发现熔体温度总是比设定温度高0.3。12采用与3.1。相同的聚丙烯共聚产
6、品，将仪器注塑温度设定在190进行注塑制样，此时测得熔体温度为1,样条在。1.1相同的环境条件下进行测试，结果见表：表2:设定温度为190时制样的性能结果2356XSDCV 技术要求优等品拉伸屈服强度Pa222。26。226。261212。0。0803124IZOD 3 J/m18.164.17183.176.8/7667.54。215挠曲模量M1197115811501811711768950从表2看出，将仪器注塑温度设定在0，即熔体温度为210时，样品的各项性能均达到优等品技术要求，说明仪器设定温度对产品测试数据有影响。3。1。3为了证实注塑温度对样品力学性能的影响趋势，将仪器温度设定在1
7、70，进行注塑制样，此时测得熔体温度为19，样条在3。1.1相同的环境条件下进行测试,结果见表3:表3:设定温度为10时制样的性能结果235XSDV %技术要求优等品拉伸屈服强度MPa62126.36.326.4636.0.110.24IZOD 3 J/m2.217.9210.213.221.5/21504.6.15挠曲模量MPa12213081021824201403.35从表看出,将仪器注塑温度设定在170,即熔体温度为190时，样品的各项性能均达到优等品技术要求。 31.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：表4：对比三种不同注塑温度下样品的性能值设定70设定190设定1
8、0平均值SDV %技术要求（优等品）拉伸屈服强度Ma26。32625。26。00.381。524IZOD 2 J215。0176。14。978.2362150挠曲模量MPa1271607816076669503.5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降低。从表、表2及表3看出，在注塑机设定温度为210、90、70时，拉伸屈服强度测得值的变动系数CV分别为。35%、0。31%、。42%,在设定温度为190时的变动系数最小.从表4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15，说明仪器注塑温度升高或降低都会使测定
9、结果更分散，准确度降低。拉伸屈服强度随注塑温度的升高而降低是因为注塑温度与结晶度有关。温度每相差1，则结晶速度可相差很多倍,当聚合物熔体温度高于熔融温度时，大分子链的热运动显著增加,当大于分子的内聚力时，分子就难以形成有序排列而不易结晶,结晶度降低，则拉伸屈服强度就降低。31.注塑温度对悬臂梁冲击强度（ZOD）的影响： 根据表数据制得图2：由图2看出:随着注塑温度的升高，产品的悬臂梁冲击强度降低。从表1、表及表3看出，在注塑机设定温度为20、90、10时,悬臂梁冲击强度的变动系数CV分别为。8%、4。%、2。1%，说明注塑温度越高,制得样品的悬臂梁冲击强度测试数据的分散性越大，精密度就越差.从
10、表看出，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C为2%，说明仪器注塑温度的不同对悬臂梁冲击强度的影响非常大，准确度降低的程度影响到产品质量的等级判定。这是因为熔体温度升高使解取向作用增加。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降低,同时熔体温度升高时粘度会降低，在一定恒应力作用下，高弹性形变和粘性形变都要增加，但前者增加有限,而后者要迅速地增长。从此角度看有利于聚合物的取向效应,但与此同时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,造成样条的悬臂梁冲击强度降低。3。7注塑温度对挠曲模量的影响:根据表4数据制得图3：由图3看出:随着注塑温度的
11、升高，产品的挠曲模量降低。从表1、表2及表看出，在注塑机设定温度为1、90、170时，挠曲模量测得值的变动系数C分别为2.1%、1.8%、。3%,说明设定注塑温度190时的变动系数最小。由表看出,三个不同注塑温度下的挠曲模量测试值的变动系数V为6.6%，说明仪器注塑温度升高或降低都会使测定结果分散加剧.挠曲模量值随温度的升高而降低，这是因为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一样具有同样的影响，即材料的挠曲模量随温度的增加而下降。3。2模具温度对聚丙烯力学性能的影响321采用牌号为EPC30的聚丙烯共聚产品,其熔融指
12、数为 8。9g/10min，根据方法A725中规定，熔体温度190，模具温度为60,进行注塑制样，样条在3。1.1相同的环境条件下进行测试,结果见表5：表:模具温度为0时制样的性能结果123456平均值SD %技术要求优等品拉伸屈服强度MPa26。26。126.026.12622。726。80。62IZOD 2J/8。986.981。37。75.487526.49挠曲模量MP133112010100114411121。103.。2在实际工作中,我们发现模具温控箱的继电器经常不定时跳闸，使模具温度降为室温23,为此考虑在注塑温度不变,模具温度为室温的情况下，采用与3.21相同的聚丙烯共聚产品注塑制样， 样条在3.。1相同的环境条件下进行测试，进行对比实验。结果见表：表6：模具温度为2时制样的性能结果12356平均值DCV 技术要求优等品拉伸屈服强度MPa5。1505.25.4。925。200.120。475IOD 23 J/m00。314.6107100。3102.802。32。02。00挠曲模量Pa106039124106914902106432.01100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7：表： 模具温度对力学性能结果的影响模具温度60模具温度3差值技术要求优等品技术要求一等品技术要求合格品拉伸屈服强度 MPa6.
