畢業(yè)論文注塑成型過程中聚合物結晶機制及力學行為的研究

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　ABSTRACT2</p><p><b>　　0 引言4</b></p><p>　　1 注射成型過程中聚合物的結晶機制5</p><

2、;p>　　1.1 剪切流動誘導的聚合物結晶形態(tài)及結晶機制5</p><p>　　1.2 剪切流動誘導聚合物結晶形態(tài)及結晶機制的理論模型6</p><p>　　1.2.1 分子模型6</p><p>　　1.2.2 唯象模型8</p><p>　　1.3 剪切致聚合物結晶形態(tài)的變化9</p><p>　　

3、1.3.1 片晶9</p><p>　　1.3.2 伸直鏈晶體10</p><p>　　1.3.3 串晶11</p><p>　　1.3.4 球晶11</p><p>　　1.3.5 柱晶12</p><p>　　1.4 注射成型工藝對聚合物結晶機制的影響13</p><p>　　1

4、.4.1 熔融溫度和熔融時間的影響13</p><p>　　1.4.2 冷卻速度的影響14</p><p>　　1.4.3 剪切條件的影響14</p><p>　　1.4.4 注射壓力的影響15</p><p>　　2 注射工藝參數對結晶度影響的實驗研究15</p><p>　　2.1 聚合物結晶過程的實驗研

5、究方法15</p><p>　　2.2 X射線衍射法測聚合物結晶度的原理17</p><p>　　2.3 X射線衍射法測聚合物結晶度的實驗過程18</p><p>　　2.3.1 實驗原料18</p><p>　　2.3.2 實驗儀器18</p><p>　　2.3.3 實驗模具21</p>

6、<p>　　2.3.4 實驗過程22</p><p>　　2.3.5 實驗數據與結果23</p><p>　　2.3.6 實驗結論與分析28</p><p>　　3 結晶度對力學性能的影響31</p><p>　　3.1 結晶度對拉伸強度影響的實驗研究32</p><p>　　3.1.1 實驗原料

7、32</p><p>　　3.1.2 實驗儀器33</p><p>　　3.1.3 實驗步驟34</p><p>　　3.1.4 實驗數據和結果34</p><p>　　3.1.5 實驗結果分析37</p><p>　　4 結論和展望38</p><p><b>　　4.1

8、結論38</b></p><p><b>　　4.2 展望39</b></p><p><b>　　參考文獻40</b></p><p><b>　　致謝46</b></p><p><b>　　譯文47</b></p>

9、<p><b>　　原文說明75</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　結晶是自然界中一種既普遍又有趣的現(xiàn)象，也是一個熱歷程。隨著聚合物材料日益廣泛被應用，聚合物的結晶機制和力學行為越來越受到人們的重視。本文研究了注射成型過程中剪切流動誘導的聚合物結晶機制及制品的力學行為。通過注射成型實驗，制

10、備了不同工藝條件下的聚丙烯試樣。使用X射線衍射儀，獲得了不同工藝參數下聚丙烯試樣的結晶度，并揭示了工藝參數對聚合物結晶機制的影響規(guī)律：(1) 在模具溫度、注射速度恒定的條件下，結晶度隨機筒溫度的增加而減少，機筒溫度越高，其結晶度減少的趨勢越平緩；(2) 在機筒溫度、注射速度恒定的條件下，結晶度隨模具溫度的增加而減少，模具溫度與機筒溫度相差越小，其結晶度減少的趨勢越劇烈；(3) 在機筒溫度、模具溫度恒定的條件下，結晶度隨注射速度的增加而增

11、加，剪切速率越大，其結晶度增加的趨勢越劇烈。</p><p>　　通過拉伸實驗，分析了不同結晶度下制品的力學行為，發(fā)現(xiàn)結晶度對制品力學行為有重要影響：結晶度高，分子鏈排列有序而緊密，分子間作用力強；結晶度增高，密度增大，表面光澤度提高，但透明度降低；隨著結晶度的增大，制品的彈性模量、抗拉強度和屈服強度都升高；沖擊強度隨結晶度的提高而減?。唤Y晶度增加有利于提高軟化溫度和熱變形溫度；結晶度提高會使體積變小，收縮率加大

12、，從而產生較大的內應力而引起翹曲。</p><p>　　關鍵詞：聚合物，注射成型，結晶機制，力學行為，X射線衍射儀</p><p>　　Research on the crystallization mechanism and mechanics behavior of polymer in the process of injection molding</p><p

13、><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Crystallization is an universal and interesting phenomenon in nature, but also is a thermal process. With the widely application of polymer materials, We pay more a

14、nd more attention on the crystallization mechanism and mechanics behavior of polymer. The article mainly research on the crystallization mechanism and mechanics behavior of polymer in the process of injection molding. Th

15、ough the injection molding experimental, we made polypropylene samples of different processing conditions. Then we g</p><p>　　Through the tensile experiments, analyze the mechanics behavior of polypropylene

16、samples which under different crystallinity. We find that high crystallinity polypropylene samples, which has arrangement and orderly molecular chain, increasing density and gloss surface, but the transparency decrease.

17、Also we can see with the crystallinity increase, the yield strength and tensile strength of polypropylene samples increase, but the impact strength decrease. The crystallinity increase is helpful to</p><p>

18、　　Key words: polymer, injection molding, crystallization mechanism, mechanics behavior, X-ray</p><p>　　注塑成型過程中聚合物結晶機制及力學行為的研究</p><p>　　王 犖 051106104</p><p><b>　　0 引言<

19、/b></p><p>　　結晶是自然界某些物質中一種既普遍又有趣的現(xiàn)象，也是一個熱歷程。隨著聚合物材料日益廣泛被應用，聚合物的結晶機制和力學行為越來越受到人們的重視。</p><p>　　聚合物結晶機制是高分子物理學的經典研究領域。靜態(tài)下聚合物結晶機制的研究已經比較完善。20世紀60年代，人們開始將剪切應力場引入聚合物結晶的研究中，但是剪切卻被認為是一種“弱流動”而未引起足夠重視。

20、隨后，一些研究者發(fā)現(xiàn)，即便是對聚合物熔體施加一個很小的剪切力，也足以改變其結晶動力學[1-3]。這一發(fā)現(xiàn)使得剪切對聚合物結晶機制的研究生機蓬勃起來。</p><p>　　聚合物在注射成型的過程中，由于不同的工藝條件或位于型腔中的不同位置，結晶機制是有差異的，而結晶形態(tài)對注塑制品的力學行為有重要影響。其中，結晶度是表征聚合物結晶機制的重要參數。目前在各種測定結晶度的方法中，X射線衍射法被公認具有明確意義并且應用最廣

21、泛[4]。因此，研究注射成型過程中聚合物結晶機制對控制制品質量具有很重要的指導意義。</p><p>　　聚合物的力學行為與其結晶度也有著密切的關系。結晶度愈大，晶區(qū)范圍愈大，其屈服強度和抗拉強度也越好，因而聚合物結晶度的準確測定和描述對認識材料的力學行為至關重要。</p><p>　　1 注射成型過程中聚合物的結晶機制</p><p>　　1.1 剪切流動誘導的聚

22、合物結晶形態(tài)及結晶機制</p><p>　　聚合物采用現(xiàn)有的注射、擠出、吹塑、壓延等成型方法加工時，往往會受到拉伸或剪切等作用，其結晶機制與靜態(tài)時相比發(fā)生了很大變化，由于可能通過控制流動誘導結晶來實現(xiàn)和預測結晶性聚合物制品的最終形態(tài)和性能，因此該方面的研究具有重要的理論和實際意義。</p><p>　　1965年Pennings、Kiel[5]等用電子顯微鏡從攪拌的聚乙烯溶液中得到了絲線狀

23、晶體，并將其命名為串晶（Shish-kebab），隨后的研究發(fā)現(xiàn)在穩(wěn)定的拉伸流、剪切流或混合流的條件下也能生成這種晶體，由于研究人員在很多實驗中均發(fā)現(xiàn)了這種晶體形態(tài)的存在，因此，近些年來對Shish-kebab的研究引起了人們較大的興趣。</p><p>　　Hsiao[6,7]等用Linkam CSS2450剪切熱臺對i-PP、PE 試樣進行了大量實驗，重點研究了Shish-kebab的形成機理及其影響因素，如

24、對i-PP環(huán)形試樣進行剪切（剪切速率一般不超過100s-1），先將試樣升溫到220 ℃并保持至少3～5min，以消除結晶和熱歷史，然后以30 ℃/min的冷卻速率降到實驗溫度進行剪切結晶實驗。結果表明一定量大分子組分的添加有助于Shish 結構的生成，他們認為長鏈分子及其沿剪切方向的取向是Shish 形成的主要原因。</p><p>　　Hsiao[6,7]等還通過場發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）觀測含少量超高分子

25、量的PE經60s-1剪切速率處理過的樣品，發(fā)現(xiàn)臨近的kebab被幾個相互平行排列的Shish結構交互連接在一起，從而提出在Shish-kebab結構形成過程中存在復合Shish 結構，此時的Shish 存在于無定形（amorphous）、過渡態(tài)（mesomorphic）和結晶態(tài)（crystalline）共存的環(huán)境中。Somani[8]等研究了i-PP熔體在175 ℃（高于其名義熔點162 ℃）剪切后的分子結構，SAXS測試結果顯示有取向

26、的分子存在，經過兩個小時的松弛仍未消失，WAXD結果證實該部分結構并沒有結晶，認為這是造成流動誘導結晶成核的主要原因。</p><p>　　楊紅[9]等對剪切作用下聚烯烴共混物的制備與性能進行了較深入的研究，采用剪切控制取向注射成型技術對聚烯烴共混物注射制品的形態(tài)和多層次結構進行控制。在注射成型過程中施加剪切力，使共混物熔體在剪切應力作用下逐漸冷卻固化定型，研究剪應力對共混物相行為及微觀形態(tài)的影響。如用動態(tài)保壓注

27、射成型PP/LLDPE共混物制品，通過保壓時引入剪切力場和適當控制熔融溫度誘導PP沿流動方向取向，其上附生LLDPE 橫晶，從而改善兩相界面力，使制品抗張強度和模量得到較大程度的提高。該項工作對于建立加工條件-形態(tài)結構-性能之間的聯(lián)系提供了有益的探索。</p><p>　　肖學山[10]等開展了聚合物熔體在強靜電場下的成核與長大理論分析；Wang和Liang[11]等利用自制的動態(tài)保壓注射成型裝置在HDPE和PP

28、試樣內部沿流動方向發(fā)現(xiàn)了取向的串晶結構，在雙向自增強結構的剪切層還發(fā)現(xiàn)了交錯互鎖的串晶結構；他們還利用自制的振動注射成型設備考察振動頻率和壓力對i-PP制品抗張強度和沖擊強度的影響，發(fā)現(xiàn)振動可在很大程度上提高分子取向，改變晶體結構。李又兵[12]等用低頻振動注射機進行實驗，通過控制不同的振動注射工藝條件，可以獲得串晶或柱狀堆砌的片晶結構。</p><p>　　1.2 剪切流動誘導聚合物結晶形態(tài)及結晶機制的理論模型

29、</p><p>　　1.2.1 分子模型</p><p>　　分子模型的出發(fā)點是根據不同的分子模型計算體系的自由能變化，再通過數學處理或者結合傳統(tǒng)的Lauritzen-Hoffman結晶理論[13]推導出結晶參數的變化情況。</p><p>　　傳統(tǒng)的應變誘導結晶理論是建立在平衡應變的基礎上，不能描述在流動過程中分子鏈的形變和松弛過程。將應變誘導結晶模型中的分子模

30、型和基于Hamiltonian[14]的非平衡熱力學理論相結合則可以很好地解決這個問題。其建模思路是[15]：采用分子模型計算出體系最終的自由能，進而得到體系的Hamiltonian 函數，最后根據體系的Hamiltonian 函數推導流動致結晶過程中任何一個參數的動力學方程。</p><p>　　分子模型和經典的結晶模型相結合可以成功地預測剪切或拉伸流動場下的結晶誘導時間，如圖1.1所示。其中IAA[16]方法

31、的理論預測值與實驗值很接近，然而通過啞鈴模型[17]計算的誘導時間比實驗結果偏高，尤其在高剪切速率下偏差更明顯[18]。這主要是沒有考慮在剪切速率過大時，分子鏈的伸長可能達到極限值，而啞鈴模型中使用的Hook定律在這種情況下是不成立的。同時這種理論的缺點是：只能應用于連續(xù)的流動場條件，不能描述流動停止后的結晶過程。</p><p>　　圖1.1 聚乙烯的無因次誘導時間隨剪切速率的變化情況：實心點是Lagasse和

32、Maxwell[19]的實驗數據，實線是IAA方法的模擬結果[16]，虛線是啞鈴模型的模擬結果[17]</p><p>　　采用非平衡熱力學理論可以同時得到聚合物熔體的流動動力學以及結晶動力學。除了適用于連續(xù)的流動場以外，該理論也適用于短暫流動后的結晶情況。最后計算得到的結晶誘導時間均是達到靜態(tài)條件下的平衡結晶度所需的時間，理論預測值和實驗結果達到了同樣的數量級。但是該理論不能區(qū)分成核和生長過程，且數學推導非常復

33、雜，計算量較大[20]。</p><p><b>　　1.2.2唯象模型</b></p><p>　　分子模型只涉及到流動致結晶的誘導時間或者結晶度，卻不能給出最終生成晶體的數目和尺寸大小，也不能描述在振動剪切過程中聚合物熔體的結晶過程。在注射過程中，距離模壁不同位置的聚合物熔體的結晶得到的晶體形態(tài)是不同的，可以分為皮層和芯層。根據實驗結果，Eder[21]等通過改進

34、Schneider速率方程[22]模擬注射過程中的流動致結晶行為。在狹管流動中，體系等溫結晶后存在兩種晶體，球晶和流動誘導晶體。流動存在時聚合物長鏈分子首先形成束狀晶核，束狀晶核一方面軸向生長，一方面沿徑向垂直生長，形成圓柱狀晶體的形態(tài)。</p><p>　　Meijer[23]等對唯象的模型進行改進，認為唯象模型中的剪切速率只能表征流體的宏觀運動學，不能表征分子在流動過程中的流變特性以及分子的取向程度對結晶的影

35、響。因此在改進的唯象模型中采用可回復應變張量偏分部分的第二積分不變量J2作為流動誘導結晶的驅動力。改進的唯象模型的模擬結果與實驗結果的比較如圖1.2所示，實驗結果與模擬結果非常吻合。</p><p>　　唯象模型及其改進模型的優(yōu)點在于，可以給出更多的關于流動致結晶的晶體形態(tài)信息，并且很容易將不同的晶體形態(tài)組合起來，也可以將成核以及晶體生長的貢獻區(qū)分開。其原理是采用松弛時間譜將分子量分布聯(lián)系起來，通過可回復應力能清

36、楚地描述流動作用下分子的內部結構變化，且更加接近于實際情況。相對于傳統(tǒng)的唯象模型，可回復形變改進的唯象模型可以準確地預測在高形變情況下的流動誘導結晶的形態(tài)[20]。</p><p>　　圖1.2 剪切條件下聚丙烯的結晶誘導時間：實心點是Lagasse和Maxwell[19]的實驗數據，實線是改進的唯象模型的模擬數據[23]</p><p>　　1.3 剪切致聚合物結晶形態(tài)的變化</p

37、><p>　　剪切可以使聚合物的結晶形態(tài)發(fā)生變化，產生靜態(tài)下所得不到的豐富多彩的結晶形態(tài)，大致有伸直鏈晶體、片晶、串晶等幾種。</p><p><b>　　1.3.1片晶</b></p><p>　　聚合物分子鏈以折疊鏈的形式層層排列形成片晶。剪切可以使高分子鏈以折疊鏈的方式垂直于剪切方向生長。Somani[29]等用平板間歇剪切裝置對i-PP進行

38、剪切，在剪切速率為120s-1、應變1428%、溫度為140℃的條件下，樣品的小角X光散射（SAXS）檢測結果表明，僅在剪切方向有散射。進一步的TEM研究發(fā)現(xiàn)了垂直于剪切方向的亮條紋，毛益民[28]等提出了如圖1.3顯示的晶體形態(tài)演化過程。</p><p>　　圖1.3 剪切誘導晶體形態(tài)演化過程</p><p>　?。╝）未受剪切時的結構——分子鏈無規(guī)則纏結</p><

39、p>　?。╞）施加剪切后的結構——部分分子鏈段沿剪切方向定向形成束狀一次晶核</p><p><b>　　（c）最終形態(tài)結構</b></p><p>　　1.3.2伸直鏈晶體</p><p>　　伸直鏈晶體是高分子鏈在舒展狀態(tài)下形成的晶體。1964年Wunderlich和Arakawa[24]首次在高溫高壓下制得了聚乙烯的伸直鏈晶體，其厚

40、度約為單個高分子鏈的長度。聚合物分子在壓力下從熔體中結晶時，并不是以穩(wěn)定的伸直鏈形式生長，而是生成亞穩(wěn)態(tài)的折疊鏈。每條大分子鏈在并入晶體中去時都必須先經歷成核階段，折疊鏈晶核在分子鏈方向上的典型尺寸為5~100nm。這種由于鏈折疊而引起的亞穩(wěn)性存在著一種相當大驅動力使分子鏈以較大的折疊長度并入到晶體中。因此伸直鏈晶體的形成可分以分為兩個階段（如圖1.4伸直鏈晶體的形成過程示意圖）；第一階段是分子鏈在熔體中從隨機構象轉變?yōu)榫Ш嘶蚓w中的折

41、疊鏈構象；第二階段是折疊鏈重新排列，形成伸直鏈晶體。常壓下結晶的成核機理同樣適合于高壓結晶，只不過在高壓下相對更容易一些。Southern[25-27]等用毛細管流變儀研究線性聚乙烯在剪切場下的結晶行為，他們得到的樣品的熔點、透明度和拉伸模量都有大幅提高。根據DSC和SEM的檢測結果，他們認為得到了伸直鏈晶體。毛益民[28]等認為Southern的實驗中首先得到的是剪切誘導的伸直鏈晶體，然后高分子鏈以此為基體形成</p>

42、<p>　　圖1.4伸直鏈晶體的形成過程示意圖</p><p><b>　　1.3.3 串晶</b></p><p>　　前面提到的伸直鏈晶體和片晶是不常見的，然而剪切場下產生相對比較普遍的晶體為串晶。圖1.5是理想串晶的模型結構。根據Somani[29]等用平板間歇剪切裝置對i-PP進行剪切實驗，得到了如下結論：剪切場下，一部分大分子鏈沿剪切方向伸展，形成

43、了纖維束；同時部分分子鏈由纖維束開始徑向（垂直于剪切方向）生長。由于剪切方向成核密度高，限制了晶體生長，使之不能進一步扭曲形成球晶，從而使得這部分分子鏈只能一直沿徑向生長，于是形成了串晶——伸直鏈晶體和片晶的組合結構。</p><p>　　圖1.5 理想串晶的模型結構</p><p><b>　　1.3.4 球晶</b></p><p>　　上

44、面敘述的伸直鏈晶體、片晶和串晶的尺寸數量級為數十納米。它們是晶體的微觀形態(tài)，一般用電鏡、原子力顯微鏡可以觀察得到。改變檢測手段，如用光學顯微術則可以觀察到宏觀上的晶體形態(tài)，包括球晶和柱晶等，它們的尺寸處于微米級乃至更大。事實上，這些宏觀晶體正是由微觀晶體構成。</p><p>　　一般而言，聚合物熔體在靜態(tài)下結晶將生成球晶；剪切場在絕大多數情況下將使熔體結晶形態(tài)與靜態(tài)下不同，但也有少數作者在剪切場下得到的仍是球晶

45、。例如：Lee和Kamal[30]用纖維拉出法對PP（Mn=8.27×104；Mw/Mn=5.14）施加剪切，在140℃和145℃以及剪切速率為10s-1的實驗條件下偏光顯微檢測表明得到的仍是球晶；但可以觀察到樣品在纖維周圍和離纖維較遠的兩個區(qū)域中，球晶大小相同而密度不同。前一區(qū)域有著較高的球晶密度。圖1.6為球晶的結構和生長過程示意圖。</p><p>　　圖1.6 球晶的結構和生長過程示意圖——從晶

46、核出發(fā)，微纖首先堆砌成“稻草束”狀，然后向四面八方生長而成為球形</p><p><b>　　1.3.5 柱晶</b></p><p>　　Binsbergen[31]第一次發(fā)現(xiàn)了柱晶。其后Varga[32]等對剪切誘導的柱晶進行了大量研究，并描述了其結晶過程：剪切使高分子鏈定向成行，形成分子鏈束并發(fā)展成為行晶核，然后分子鏈在行晶核的基礎上進行外附延生——分子鏈折疊并

47、垂直于行晶核生長，最終形成柱晶。</p><p>　　1.4注射成型工藝對聚合物結晶機制的影響</p><p>　　聚合物的熱力學數據是進行結晶度測量研究的基礎[33]。而結晶度是表征結晶性聚合物形態(tài)結構和物理性能的重要參數，聚合物的熱、電及力學性能與其結晶度的大小有著密切的關系。關于聚合物結晶度的測定方法有很多種[34]，如密度法、廣角X射線衍射法（WAXD）、紅外光譜（IR）與核磁共振

48、法（NMR）、差示掃描量熱法（DSC）等，不同的測定方法具有不同的測定原理和優(yōu)缺點。利用DSC測定高聚物結晶度是一種簡便、迅速且有效的方法，相關的文獻[35,36]也很多，均是用直接測量熔融焓來確定高聚物的結晶度，其計算公式為：</p><p>　　……………………………………………………………………（1.1）</p><p>　　— 測試所得試樣的熔融焓</p><p

49、>　　— 100%結晶度聚合物的熔融焓</p><p>　　注射成型工藝參數對聚合物結晶具有顯著影響，而聚合物結晶度的高低對制品的性能又產生重要影響。</p><p>　　1.4.1 熔融溫度和熔融時間的影響</p><p>　　能結晶的聚合物被注射加工到Tm以上溫度時，熔融溫度與停留時間會影響熔體中殘存的微小有序區(qū)域或晶核的數量。晶核存在與否及晶核的大小對聚

50、合物結晶速率有很大影響。熔體中晶核的數量和大小取決于兩個因素：首先取決于聚合物的注射加工溫度，如果注射加工的溫度低，則熔體中就可能殘存較多的晶核；反之，殘存的晶核較少。其次，取決于聚合物在熔融狀態(tài)停留的時間，因為晶體結構的破壞不是瞬時的過程，在高溫下停留時間愈長則其破壞程度愈大，殘存的晶核就愈少。因此，聚合物的結晶速率會出現(xiàn)兩種情況：在熔融溫度高和熔融時間長的情況下熔體冷卻時晶核的生成主要為均相成核，結晶速率慢，結晶尺寸較大；相反，如果

51、聚合物的熔融溫度低和熔融的時間短，則體系中存在的晶核將起異相成核作用，結晶速率快，晶體尺寸小而均勻，有利于提高制品的強度、耐磨性和熱變形溫度[37]。</p><p>　　1.4.2 冷卻速度的影響</p><p>　　注射成型時，聚合物從Tm以上降至Tg以下這一過程的速度稱為冷卻速度，它是決定晶核存在或產生的條件。冷卻速度決定于熔體溫度和模具溫度之差，稱過冷度。過冷度分為以下3個區(qū)[38

52、]：</p><p>　　(1) 等溫冷卻區(qū)。當Tm接近最大結晶溫度時，這時ΔT小，過冷度小，冷卻速度慢，結晶幾乎在靜態(tài)等溫條件下進行，這時分子鏈自由能大，晶核不易生成，結晶緩慢，冷卻周期加長，形成較大的球晶。</p><p>　　(2) 快速冷卻區(qū)。當Tm低于結晶溫度T結時，過冷度增大，冷卻速度很快，結晶在非等溫條件下進行，大分子鏈段來不及折疊形成晶片，這時大分子鏈松弛滯后于溫度變化的速

53、度，于是分子鏈在驟冷下形成體積松散的來不及結晶的無定形區(qū)。</p><p>　　(3) 中速冷卻區(qū)。當Tm被控制在熔體最大結晶速度溫度與玻璃化溫度之間時，接近模具表層的區(qū)域最早生成結晶，由于溫度Tm太高，有利于制品內部晶核生長和球晶長大，結晶也較為規(guī)整。因此，模具溫度一般控制在此區(qū)域內，其優(yōu)點是結晶速率大，制品易脫模，且注射時間短。</p><p>　　總之，冷卻速度決定于熔體溫度與模具溫

54、度的溫差。冷卻速度快，結晶時間短，結晶度低，制品密度也會降低。</p><p>　　1.4.3 剪切條件的影響</p><p>　　霍紅[39]等提出聚丙烯在靜態(tài)結晶時可生成球晶，剪切后會生成排核，最終長成柱晶或纖維晶；在強剪切條件下會生成串晶，而在剪切條件下聚丙烯會生成β晶——熱動力學亞穩(wěn)晶型。剪切會顯著影響聚丙烯的結晶動力學：增加球晶的生長速率，縮短結晶誘導時間，增加活化晶核密度。&l

55、t;/p><p>　　1.4.4 注射壓力的影響</p><p>　　實驗表明：熔體壓力的提高及剪切作用的增強都會加速結晶過程，這是由于應力作用使鏈段沿受力方向而取向，形成有序區(qū)，容易誘導出許多晶胚，使晶核數量增加，結晶時間短，從而加速了結晶作用[40]。因此，對于結晶性高聚物而言，在注射過程中可通過提高注射壓力和注射速率獲得較高的結晶度，當然，提高的程度應不以發(fā)生熔體破裂為限。</p&

56、gt;<p>　　2 注射工藝參數對結晶度影響的實驗研究</p><p>　　2.1 聚合物結晶過程的實驗研究方法</p><p>　　近年來，在聚合物的研究中，各種先進分析儀器大量使用，如DSC，TEM，NMR（其中包括固態(tài)NMR），偏光顯微鏡，X-Ray衍射（小角與廣角），拉曼光譜，紅外光譜，中子散射，二次離子質譜，原子力顯微鏡，色譜等等。</p><

57、p>　　90年代開始發(fā)展起來的MDSC使DSC技術越上了一個新臺階，雖然關于這方面的理論仍存在很大爭議，但己顯示出巨大的優(yōu)越性。調制式DSC在傳統(tǒng)的線性升溫速率基礎上疊加了一個正弦調制（振蕩）溫度波形以產生一個隨時間連續(xù)增加但不是線性的升溫模式。把這個復雜的升溫模式加到樣品上的凈影響等于在被測樣品上同時進行兩個測試：一個實施傳統(tǒng)的線性速率（基礎的）升溫，另一個則使用交變的正弦速率（瞬間的）升溫。利用這種新型的升溫模式可以有效方便的

58、研究許多用普通DSC難以探測的過程。在MDSC的理論研究中，Ozawa[48]等對溫度調制能量補償DSC的理論方法的系統(tǒng)研究——對控制調制過程的相角與振幅的可能的四個影響因素：① 熱路徑中的熱容；② 氣流及熱電偶向環(huán)境的熱損失；③ 樣品與參比的熱交換；④ 樣品與支持物的熱交換等進行了深入研究。其它關于調制式DSC的應用研究很多如馬躍敏[49]等。此外Okazaki[50]等對聚合物晶體的可逆熔融過程的研究值得借鑒。</p>

59、<p>　　透射電子顯微鏡（TEM）是直接觀察聚合物微觀形態(tài)的有效手段，這方面的研究是非常多的。Defoor[51]等對支鏈含量在3~28/l000C的LLDPE的形態(tài)進行研究，發(fā)現(xiàn)支化度是影響晶片厚度的主要因素，同時還依賴于支鏈含量與分子量。Voigt-Martin[52]對不同溫度結晶的線性聚乙烯進行了定量的電子顯微鏡研究，認為隨結晶溫度的降低，晶體形態(tài)逐漸從大、厚、幾何堆積較好的屋頂狀微晶向短、薄、曲線邊緣晶體過渡。T

60、EM技術的成功實施得益于優(yōu)秀的刻蝕技術，即使聚合物在氧化劑作用下發(fā)生交聯(lián)，產生一定的抗電子束能力。</p><p>　　核磁共振（NMR）技術可以對聚合物中鏈的構象、構形進行研究，從而得到重要信息。近年來發(fā)展起來的固態(tài)核磁共振技術（Solid State NMR），是核磁共振技術的突破，使在不改變晶體形態(tài)的條件下對晶區(qū)與非晶區(qū)的研究成為可能。Robertson[53]等利用高分辨固態(tài)核磁技術對聚乙烯樣品中的旁式與

61、反式構象的能量與組成進行研究。</p><p>　　紅外光譜和偏光顯微鏡是比較傳統(tǒng)研究結晶的方法，其中紅外光譜在確定LLDPE的短鏈支化度比較常用（如1378cm-1處的吸收帶），具體可參照ASTM D2238-68。Vandermiers[54]等在文獻中提到在1378 cm-1處分析甲基吸收，對Z-N共聚物，在908、968、888 cm-1處分析乙烯基（Vinyl）、乙烯撐（Vinylene）、亞乙烯基（V

62、inylidene）等端基的情況有所幫助。偏光顯微鏡在觀察聚合物球晶大小，研究線性結晶速率方面己被研究人員廣泛采用。如Piorkowska[55]等對不同溫度下等溫結晶的聚乙烯、聚丙烯的熔融過程研究，指出負壓使平衡熔點降低，從而減小過冷度，增加片晶厚度。</p><p>　　X-ray衍射對結晶物質的研究非常廣泛，如拉貝克[56]利用廣角X射線衍射（WAXD）可以對聚合物晶體的鑒定、晶體取向類型和程度、結晶度的確

63、定、聚合物構象、形變和退火等進行研究；利用小角X射線散射（SAXS）能對片晶、球晶、分離相和空隙等形態(tài)微區(qū)的外部尺寸進行分析。Mcfaddin[57]等利用WAXD對支化聚乙烯進行研究，得到兩個尖銳的反射及一個無定形暈環(huán)。暈環(huán)的位置依賴于溫度和支化程度，文章指出暈環(huán)來自既類似于液態(tài)無定形材料又具有一定有序性的區(qū)域（較液體的堆積更有序）。Lambert[58]等用SAXS對交聯(lián)線性聚乙烯中鏈受限運動和共聚單體含量對結晶過程的影響進行研究。

64、發(fā)現(xiàn)體系中存在三個區(qū)域：交聯(lián)部分非常有限的容于晶體的初始區(qū)域；晶片厚度隨交聯(lián)密度連續(xù)減小的區(qū)域；晶片厚度與交聯(lián)密度獨立的區(qū)域。文中從相關模型與結晶理論角度進行了解釋。除SAXS與WAXD分別進行研究以外，兩種技術還可被同時采用，進行更為細致的研究。Wang[59]等采用同步回旋加速裝置同時用SAXS與WAXD對聚乙烯早期熔融結晶進行了研究，對熔融中的分相作為結晶前驅的機理提出質疑。Ryan[60]等研究了決定結晶度和</p>

65、<p>　　2.2 X射線衍射法測聚合物結晶度的原理</p><p>　　馬禮敦[61]用XRD法測定聚合物結晶度的依據是：樣品是由兩個明顯不同的相構成，由于晶區(qū)的電子密度大于非晶區(qū)，相應地產生晶區(qū)衍射峰和非晶區(qū)彌散峰，通過分峰處理后，計算晶區(qū)衍射峰的強度占所有峰總強度的份數即為試樣的結晶度。</p><p>　　本文中采用波長10mm，工作電壓為40KV，工作電流為40mA

66、，掃描范圍為0°- 90°。并采用圖解分峰進行結晶度計算。</p><p>　　…………………………………………………………（2.1）</p><p>　　——X射線衍射法測定的結晶度，%；</p><p>　　——結晶的衍射峰強度，%；</p><p>　　——非結晶彌散峰強度，%。</p><p&g

67、t;　　2.3 X射線衍射法測聚合物結晶度的實驗過程</p><p>　　2.3.1 實驗原料</p><p>　　聚丙烯，英文名：Polypropylene，簡稱：PP，是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。分子式：。按甲基排列位置分為等規(guī)聚丙烯（isotaetic-PolyProlene）、無規(guī)聚丙烯（atactic-PolyPropylene）和間規(guī)聚丙烯（syndiotatic-Po

68、lyPropylene）三種。特點：無毒、無味，密度小，強度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，可在100℃左右使用。具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響，但低溫時變脆、不耐磨、易老化。適于制作一般機械零件，耐腐蝕零件和絕緣零件。常見的酸、堿有機溶劑對它幾乎不起作用，可用于食具。</p><p>　　2.3.2 實驗儀器</p><p>　　(1) 注塑機（HTB100X/1）中國寧波

69、海天機械有限公司</p><p>　　(2) 剪板機（Q11-3×1200）上海長江機械廠</p><p>　　(3) 金相試樣預磨機（YM-2A）上海金相機械設備有限公司</p><p>　　(4) 金相試樣拋光機（P-2）上海日用電機廠</p><p>　　(5) X’Pert PRO射線衍射儀（PANalytical）Anto

70、n Paar</p><p><b>　　圖2.1 注塑機</b></p><p><b>　　圖2.2 剪板機</b></p><p><b>　　圖2.3 研磨機</b></p><p><b>　　圖2.4 拋光機</b></p>&l

71、t;p>　　圖2.5 X射線衍射儀</p><p>　　2.3.3 實驗模具</p><p>　　圖2.6 聚丙烯啞鈴片尺寸圖</p><p>　　圖2.7 聚丙烯啞鈴片澆口流道圖</p><p>　　2.3.4 實驗過程</p><p>　　(1) 注塑機操作過程：</p><p>　　

72、① 開總電源空氣開關，開主機電源開關，開冷卻水總閥門。</p><p>　?、?熟悉控制面板上的畫面選擇鍵、數字光標鍵、操作模式鍵、馬達鍵、電熱鍵和急停鍵的位置和功能。</p><p>　　③ 進入手動模式，依物料的性質，按溫度鍵進入溫度設定界面設定料筒各加熱段溫度，然后按電熱開關鍵加溫。</p><p>　?、?選擇樣條模具，安裝到模具座上，注意輕拿輕放。<

73、/p><p>　　⑤ 需要用到模溫機時，接通模溫機電源→打開冷卻水進/出閥門→打開導熱油進/出閥門→按Run/Stop鍵啟動→設定模溫（≤140℃）→按Heat鍵加熱。</p><p>　　⑥ 根據不同的模具及物料性質，按射出鍵進入射出設定界面，設定射出和保壓參數，再按射出鍵進入儲料/射退/冷卻界面設定各參數（可先用默認值或根據已有經驗設定）。開關模等其它設定的參數已優(yōu)化，請勿隨意改動。<

74、;/p><p>　?、?當料筒溫度達到設定值時，打開料筒冷卻水進/出閥門→合上噴嘴安全罩→向料斗內加料→啟動馬達→按座臺退鍵→點擊儲料鍵→按射出操作鍵不妨，讓物料充滿料筒并清洗螺桿。</p><p>　?、?從手動切換到半自動模式注射樣品：關安全門→主畫面上顯示機器的操作狀態(tài)→待樣條頂出后，開安全門。</p><p>　　⑨ 檢查注射制品外觀，根據充模情況修改射出參數。

75、</p><p>　?、?開合安全門一次，自動進行下一輪注射操作。</p><p>　　(2) 剪切試樣操作過程：</p><p>　?、?按照被剪材料的厚度，調整刀片的間隙。</p><p>　　② 剪板機操作前先作1-3次空行程，正常后才可實施剪切工作。</p><p>　?、?將試樣要剪斷的位置與刀口對齊，在在樣

76、品中間部位取10×10mm的小片樣品。</p><p>　　(3) 打磨試樣操作過程：</p><p>　　① 將10×10mm的小片樣品鑲嵌在夾套中。</p><p>　　② 在研磨機上對試樣進行打磨。</p><p>　?、?在拋光機上對試樣進行拋光。</p><p>　　(4) X射線衍射儀操

77、作過程：</p><p>　?、?將制備好的樣品平放在操作臺上，關閉安全門。</p><p>　　② 通過計算機設置必要的參數值。</p><p>　?、?記錄圖譜和測量值。</p><p>　　2.3.5 實驗數據與結果</p><p>　　通過不斷調試注射工藝參數以及聚丙烯的廠家材料參數，選擇了最優(yōu)的注射工藝參數為

78、：注射時間3s，冷卻時間20s，保壓時間5s，保壓力24MPa，注射壓力30MPa，又通過調整機筒溫度、模具溫度、注射速度，來反映不同注射工藝參數下的結晶度如表2.1，其衍射圖為圖2.8~圖2.15。表2.1中反映了不同機筒溫度、模具溫度、注射速度的注射工藝參數下，試樣不同位置的結晶度。圖2.8~圖2.15反映了試樣在X射線衍射儀測試下生成在計算機上的衍射圖譜，從圖譜中可知，結晶完整的晶體，晶粒較大，內部質點的排列比較規(guī)則，衍射峰強、尖

79、銳；反之，結晶度差的晶體，往往是晶粒過于細小，晶體中有位錯等缺陷，使衍射線峰形寬而彌散，因此結晶度越差，衍射能力越弱，衍射峰越寬，直到消失在背景之中。圖譜中五強峰的均值為晶相散射強度，五強峰之間的最低點為非晶相彌散強度。</p><p>　　圖2.8 試樣1的X射線衍射圖</p><p>　　圖2.9 試樣2的X射線衍射圖</p><p>　　圖2.10 試樣3的X

80、射線衍射圖</p><p>　　圖2.11 試樣4的X射線衍射圖</p><p>　　圖2.12 試樣5的X射線衍射圖</p><p>　　圖2.13 試樣6的X射線衍射圖</p><p>　　圖2.14 試樣7的X射線衍射圖</p><p>　　圖2.15 試樣8的X射線衍射圖</p><p>

81、;　　2.3.6 實驗結論與分析</p><p>　　在注射時間3s，冷卻時間20s，保壓時間5s，保壓力24MPa，注射壓力30MPa的條件下，分別對機筒溫度、模具溫度、注射速度進行變量分析，得到注射工藝參數對結晶度的影響如下：</p><p>　　比較試樣1,2,3，可以得到機筒溫度對結晶度的影響，如圖2.16。在模具溫度為50℃，注射速度為45 mm·s-1的條件下，結晶度

82、隨機筒溫度的增加而減少，原因在于機筒溫度會影響熔體中殘存的微小有序區(qū)域或晶核的數量。晶核存在與否及晶核的大小對聚合物結晶度有很大影響。如果機筒溫度越低，則熔體中就可能殘存較多的晶核；反之，殘存的晶核較少。因此在較低的機筒溫度時，體系中存在的晶核將起異相成核作用，結晶速率快，晶體尺寸小而均勻，從而導致結晶度越好。同時，還可以發(fā)現(xiàn)機筒溫度越高，其結晶度減少的趨勢越緩慢，這是由于熔體中殘余的晶核在高溫下能溶解的數量越來越少，直至全部溶解，那么

83、溫度再高也不會再影響結晶度。</p><p>　　圖2.16 在模具溫度、注射速度恒定時，機筒溫度和結晶度的關系</p><p>　　比較試樣2,4,6，可以得到模具溫度對結晶度的影響，如圖2.17。在機筒溫度為195℃，注射速度為45 mm·s-1的條件下，結晶度隨模具溫度的增加而減少，原因在于模具溫度與機筒溫度相差越小，其過冷度也就越小，過冷度越小會導致結晶在非等溫條件下進行

84、，大分子鏈段來不及折疊形成晶片，這時大分子鏈松弛滯后于溫度變化的速度，于是分子鏈在驟冷下形成體積松散的來不及結晶的無定形區(qū)，因此其結晶度也就越差。同時，還可以發(fā)現(xiàn)當模具溫度與機筒溫度相差越小，其結晶度減少的趨勢越劇烈，無定形區(qū)越來也多，從而導致聚合物的結晶度迅速降低。而在過冷度較大時，因為有利于試樣內部晶核生長和球晶長大，因而結晶也較為規(guī)整，結晶度也較好。相較于機筒溫度，模具溫度的變化對結晶度的影響更為顯著。</p>&l

85、t;p>　　圖2.17 在機筒溫度、注射速度恒定時，模具溫度和結晶度的關系</p><p>　　比較試樣2,7,8，可以得到注射速度對結晶度的影響，如圖2.18。在機筒溫度為195℃，模具溫度為50℃的條件下，結晶度隨注射速度的增加而增加，原因在于當注射速率越大時，剪切對結晶度的影響越大，剪切會顯著影響聚丙烯的結晶動力學，如增加球晶的生長速率，縮短結晶誘導時間，增加活化晶核密度，因此其結晶度隨剪切影響的增大

86、而增大。同時，還可以發(fā)現(xiàn)當剪切速率越大時，其結晶度增加的趨勢越劇烈，這是由于球晶的生長速率的增加，結晶誘導時間的減少，活化晶核密度的增加均趨向于無窮大的，結晶區(qū)越來也多，因為導致聚合物的結晶度的增加。但相較于溫度對結晶度的影響，剪切對結晶度的影響較小，剪切的影響幾乎是在微觀的基礎上，而溫度的影響是在宏觀的基礎上。</p><p>　　圖2.18 在機筒溫度、模具溫度恒定時，注射速度和結晶度的關系</p>

87、;<p>　　3 結晶度對力學性能的影響</p><p>　　結晶度對制品力學行為的影響主要有[38]：</p><p>　　(1) 密度：結晶度高，分子鏈排列有序而緊密，分子間作用力強，所以密度隨結晶度的提高而增大。如70%結晶度聚丙烯的密度為0.896g/cm3。當結晶度增至95%時，密度增加到0.903g/cm3。</p><p>　　(2) 拉

88、伸強度：結晶度高，拉伸強度高。如結晶度為70%時，聚丙烯拉伸強度為27.5MPa；當結晶度增至95%時。拉伸強度可提高到42MPa。</p><p>　　(3) 彈性模量：彈性模量隨結晶度的增加而增大。如聚四氟乙烯，當結晶度從60%增至80%時，其彈性模量從5600kg/cm2增至11200 kg/cm2 [41]。</p><p>　　(4) 沖擊強度：沖擊強度隨結晶度的提高而減小。如聚

89、丙烯，結晶度由70%增至95%時，其缺口沖擊強度由15.2 kg.cm/cm2下降為4.86 kg.cm/cm2。</p><p>　　分析影響聚合物沖擊強度的因素[42-46]：① 結構（內因）：分子鏈的支化程度增加，分子之間的距離增加，作用力減小，沖擊強度降低。適度的交聯(lián)可以有效地增加分子鏈間的聯(lián)系，使分子鏈不易發(fā)生相對滑移。隨交聯(lián)度的增加，往往不易發(fā)生大的形變，材料沖擊強度提高。但是在交聯(lián)過程中，往往會使聚

90、合物的結晶度下降或結晶傾向減小，因而過分的交聯(lián)反而使強度下降。對于不結晶的聚合物，交聯(lián)密度過大強度下降的原因可能是交聯(lián)度高時，網鏈不能均勻承載，易集中應力于局部網鏈上，使有效網鏈數減小。這種承載的不均勻性隨交聯(lián)度提高而加劇，沖擊強度隨之下降。② 溫度（外因）：低溫和高應變速率條件下，聚合物傾向于發(fā)生脆性斷裂。</p><p>　　(5) 熱能性：結晶度增加有利于提高軟化溫度和熱變形溫度。如聚丙烯，結晶度由70%增

91、至95%時，熱變形溫度由124.9℃增至為151.1℃。</p><p>　　(6) 翹曲：結晶度提高會使體積變小，收縮率加大。結晶型材料比非結晶型材料更易翹曲，主要原因是制品在模內冷卻時，由于溫度的差異引起結晶度的差異，致使密度不均，收縮不等，從而產生較大的內應力而引起翹曲。</p><p>　　(7) 光澤度：結晶度提高會增加制品的致密性，使制品表面光澤度提高，但由于球晶的存在會引起光

92、波的散射，而使透明度降低。以尼龍為例，采用低溫模具冷卻時，制品在模腔內急速冷卻，由于結晶度低而變得透明；若采用高溫模具成型，則由于進一步結晶而變得半透明或呈乳白色[47]。</p><p>　　3.1結晶度對拉伸強度影響的實驗研究</p><p>　　3.1.1 實驗原料</p><p>　　X射線衍射中的8個試樣——聚丙烯啞鈴片</p><p&

93、gt;　　圖3.1聚丙烯啞鈴片試樣</p><p>　　3.1.2 實驗儀器</p><p>　　微機控制電子萬能試驗機（4204）深圳市新三思材料檢測有限公司</p><p>　　圖3.2 微機控制電子萬能試驗機</p><p>　　3.1.3 實驗步驟</p><p>　　(1) 開啟電源，檢查控制面板的指示燈是否

94、點亮，預熱至15分鐘。</p><p>　　(2) 移動橫梁的限位裝置以確保移動橫梁的距離不超過范圍導致夾具或裝置損壞。</p><p>　　(3) 設定實驗的參數值。</p><p>　　(4) 將試樣裝夾在夾具上。</p><p>　　(5) 按下軟件上的“運行”鍵。</p><p>　　(6) 當試樣斷裂后，將圖

95、像輸出保存。</p><p>　　3.1.4 實驗數據和結果</p><p>　　選擇不同結晶度的試樣，對其進行拉伸實驗，得出不同結晶度下試樣的抗拉強度，如表3.1。</p><p>　　真實應力值在整個試樣上并不是完全相同的，試樣上總有一些區(qū)域（如表面上的劃痕或某些其他缺陷）的局部應力最大。一旦應力達到工程應力-應變曲線上的最大值時，在該部位材料的局部流動無法由進

96、一步的應變硬化來彌補，于是該處的橫截面面積進一步縮小。這使局部應力變得更大，從而進一步加速了材料的流動。這種局部的不斷增加的材料流動很快導致在試樣標距內的“頸縮”，如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3 拉伸實驗中，聚丙烯啞鈴片“頸縮”現(xiàn)象</p><p>　　圖3.4~圖3.7為聚丙烯啞鈴片的工程應力-應變曲線，在曲線的應力最大值處發(fā)生頸縮現(xiàn)象。對塑料，通常稱此應力的最大值為屈服

97、應力，雖然塑性流動實際上在達到此應變前就已開始了。</p><p>　　圖3.4 試樣2的應力-應變曲線圖</p><p>　　圖3.5 試樣3的應力-應變曲線圖</p><p>　　圖3.6 試樣4的應力-應變曲線圖</p><p>　　圖3.7 試樣6的應力-應變曲線圖</p><p>　　3.1.5 實驗結果分析

98、</p><p>　　由圖3.8可知，隨著結晶度的增大，抗拉強度升高。在晶粒增長期，晶粒的增多使材料中作為物理交聯(lián)點的結晶粒子增多，一個物理交聯(lián)點可以同時連接幾條分子鏈，同時一條分子鏈也可以連接幾個物理交連點。在拉伸受力過程中，物理交聯(lián)點可以均化受力，降低斷鏈的可能性，因此拉伸強度和屈服強度提高。</p><p>　　圖3.8 不同結晶度下抗拉強度的變化</p><p&

99、gt;<b>　　4 結論和展望</b></p><p><b>　　4.1 結論</b></p><p>　　本文研究了注射成型過程中剪切流動誘導的聚合物結晶機制及制品的力學行為。通過注射成型實驗，制備了不同工藝條件下的聚丙烯試樣。使用X射線衍射儀，獲得了不同工藝參數下聚丙烯試樣的結晶度，并揭示了工藝參數對聚合物結晶機制的影響規(guī)律。通過拉伸實驗

100、，分析了不同結晶度下制品的力學行為。主要結論如下：</p><p>　　(1) 注射成型過程中剪切流動會誘導聚丙烯結晶。在靠近模壁處強烈的剪切作用使高分子鏈取向而生成纖維狀晶體；而處于模具型腔中心部位的熔體由于受到很小的剪切作用而容易形成球晶結構。</p><p>　　(2) 在模具溫度、注射速度恒定的條件下，結晶度隨機筒溫度的增加而減少，機筒溫度越高，其結晶度減少的趨勢越平緩。</

101、p><p>　　(3) 在機筒溫度、注射速度恒定的條件下，結晶度隨模具溫度的增加而減少，模具溫度與機筒溫度相差越小，其結晶度減少的趨勢越劇烈，相較于機筒溫度，模具溫度的變化對結晶度的影響更為顯著。</p><p>　　(4) 在機筒溫度、模具溫度恒定的條件下，結晶度隨注射速度的增加而增加，剪切速率越大，其結晶度增加的趨勢越劇烈，相較于溫度對結晶度的影響，剪切對結晶度的影響較小，剪切的影響幾乎是

102、在微觀的基礎上，而溫度的影響是在宏觀的基礎上。</p><p>　　(5) 結晶度對制品力學行為的影響主要有：結晶度高，分子鏈排列有序而緊密，分子間作用力強，密度增大，表面光澤度提高，但透明度降低；隨著結晶度的增大，制品的彈性模量、抗拉強度和屈服強度都升高；沖擊強度隨結晶度的提高而減??；結晶度增加有利于提高軟化溫度和熱變形溫度；結晶度提高會使體積變小，收縮率加大，從而產生較大的內應力而引起翹曲。</p>

103、;<p><b>　　4.2 展望</b></p><p>　　注射成型過程中聚合物的結晶機制方面可以繼續(xù)開展的研究工作有很多，可概括為以下幾個方面：</p><p>　　(1) 新型先進測試技術的應用和新型實驗方法的提出和改進，對于探索聚合物微結構和形態(tài)變化具有非常重要的意義。</p><p>　　(2) 進一步研究不同實驗條件

104、對結晶形態(tài)學和動力學的影響，以探究不同加工條件下的結晶機制。</p><p>　　(3) 在動力學和熱力學基礎上，結合實驗結果提出新的反映注射成型過程中結晶機制的結晶模型。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] Hass T W, Maxwell B. Effects of shear stress on t

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