塑料的物理、力學性能與溫度密切相關(guān)，溫度變化時塑料的受力行為發(fā)生變化，呈現(xiàn)出不同的物理狀態(tài)，表現(xiàn)出分階段的力學性能特點。塑料在受熱時的物理狀態(tài)和力學性能對塑料的成型加工有著非常重要的意義。

塑料的熱力學性能

塑料在不同的溫度下所表現(xiàn)出來的分子熱運動特征稱為聚合物的物理狀態(tài)。

熱塑性塑料的物理狀態(tài)分為玻璃態(tài)(結(jié)晶型聚合物亦稱結(jié)晶態(tài))、高彈態(tài)和粘流態(tài)。圖1所示為線型無定形聚合物受恒定壓力時變形程度與溫度關(guān)系的曲線，也稱熱力學曲線。

1） 玻璃態(tài)

塑料在溫度Tg以下的狀態(tài)是堅硬的固體，稱之處于玻璃態(tài)，它是大多數(shù)塑件的使用狀態(tài)。處于此狀態(tài)的塑料，在外力作用下分子鏈只能發(fā)生很小的彈性變形并且彈性變形服從胡克定律。

Tg稱為玻璃化溫度，是聚合物從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)(或高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài))的臨界溫度，是多數(shù)塑料使用的上限溫度，也是合理選擇塑料的重要參數(shù)。

聚合物在Tg以下還存在一個脆化溫度Tx，聚合物在此溫度下受力很容易斷裂，所以Tx是塑料使用的下限溫度。Tx~Tg的范圍越寬，表明塑料的使用溫度范圍越寬廣。

2） 高彈態(tài)

當塑料受熱溫度超過Tf時，由于聚合物的鏈段運動，塑料進入高彈態(tài)。處于這一狀態(tài)的塑料類似橡膠狀態(tài)的彈性體，其形變能力顯著增大，但仍具有可逆的形變性質(zhì)。

3） 粘流態(tài)

當塑料受熱溫度超過Tf時，由于分子鏈的整體運動，塑料開始有明顯的流動，塑料開始進入粘流態(tài)變成粘流液體，通常也稱之為熔體。在這種狀態(tài)下，塑料熔體在不太大的外力作用下就能引起宏觀流動，此時形變主要是不可逆的塑性形變，一經(jīng)成型和冷卻后，其形變會永遠保持下來。

Tf稱為粘流溫度，是聚合物從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)(或從粘流態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài))的臨界溫度。當塑料繼續(xù)加熱至溫度Td時，聚合物開始分解變色。

Td稱為熱分解溫度，是聚合物在高溫下開始分解的臨界溫度，聚合物的分解會降低產(chǎn)品的物理性能、力學性能或產(chǎn)生外觀不良等缺陷。Tf是塑料成型加工的重要的參考溫度，Tf~Td的范圍越寬，塑料成型加工就越容易進行。

來源：新材料技術(shù)前沿

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