分子取向
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-30
分子取向的實例教程
塑料分子取向性是受外力的作用，高分子鏈被拉直拉長，同時球晶體也被拉長。分子取向是在外力作用下的一種形變，分子的形變能提高其拉伸強度和沖擊強度。
但在取向垂直方向上其拉伸強度有所下降，沖擊強度也有所降低，所以說分子取向有方向性。塑料加工在高彈態時易控制分子取向性，在粘流態時不可控制分子取向性。
擠出成型是塑料在高彈態下加工，可控制拉伸倍數、牽引力和速度，如塑料絲、膜、管、片和板等制品。
注射成型是塑料在粘流態下加工，分子取向無序，受力的大小不同，凍結速度不一樣，造成制品各處的內應力大小不同，發生變形翹曲。所以注射成型加工不希望有較大的凍結分子取向性。
1. 分子取向性與溫度關系：
注塑成型分子取向是在溫度和壓力作用下的凍結取向。當模具打開時，模具內的型腔壓力全部消失，但制品一般不可能冷卻到常溫，等制品在模外冷卻到常溫這段時間，制品中的分子產生解取向，取向程度就下降。
所以分子取向性與溫度變化有關，當塑料熔體溫度提高，模具溫度升高，制品壁厚增厚，冷卻時間縮短，分子取向性下降，反之增大。在注射成型過程中分子有在等溫下流動取向和非等溫下流動取向。
在等溫下分子流動取向的力和量是一樣的，但在非等溫分子流動取向力和量均不一致，易引起內應力的不一致，造成制品變形等質量問題。
2. 分子取向與壓力速度關系：
塑料分子取向因受力的形式和作用性質不同，可分為剪切應力分子取向，即流動取向和受牽引作用的拉伸取向。流動分子取向有單軸或雙軸取向，并沿著流動方向有序排列。分子取向是與作用力成正比。
注塑成型分子取向性是將熔融塑料在注射壓力的作用下，射入模具型腔，并在注射和保壓壓力的繼續作用下凍結，分子取向性大小與凍結時的壓力成正比。
3.
展開 近日，復旦大學丁建東教授課題組的研究揭示了單軸周期性拉伸的彈性高分子表面的細胞取向存在臨界響應頻率和臨界拉伸速率，并結合高分子鏈松弛理論為該臨界現象提供了合理闡釋。
利用光刻技術、軟蝕刻技術和有限元分析方法，丁建東教授課題組設計和制備了適用于細胞力學拉伸研究的雙層聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控裝置。該裝置的工作原理為：當芯片側腔抽真空時，其體積減小，導致中間流體通道的薄膜發生拉伸，進而對黏附于薄膜上的細胞施加周期性拉伸作用。通過將PDMS微流控芯片與活細胞工作站、外源智能化真空泵聯用，同時實現了細胞實時觀察、細胞培養和細胞拉伸三大功能。
圖1 利用雙層PDMS微流控裝置探究拉伸頻率對彈性高分子薄膜表面細胞行為的影響
丁建東教授課題組以此PDMS微流控芯片為研究平臺，驗證了細胞在合適條件下有垂直于拉伸方向取向的特性。
圖2 周期性拉伸下的細胞取向
作者還借助源于建筑學中的張拉整體結構模型（tensegrity model）對材料表面的細胞處于周期性單軸拉伸時取向和能量之間的關系及其時間依賴性進行了推演。理論計算不僅得出了垂直取向的結論，而且對細胞取向有序度隨時間的演化也給出了與實驗一致的動力學趨勢。這是為數不多的可對粗粒化的細胞模型進行處理、且給出解析解的理論工作。
隨后系統探究了人骨髓間充質干細胞（hMSC）在不同拉伸頻率和幅度的循環拉伸作用下的細胞取向。在證實細胞取向存在臨界拉伸幅度的同時，發現細胞取向具有臨界響應頻率（fc），且fc的值具有幅度依賴性，對于低幅度拉伸而言，需要更高的拉伸頻率方能誘使細胞取向現象發生。
展開 玻纖取向是指加玻纖的材料在剪切作用時排布，玻纖取向的差異化一般也是加玻纖材料翹曲的主要因素，分子取向通常指高分子鏈在剪切作用下的排布。大家也可以看到moldflow分析之后一般不加玻纖材料翹曲值這個選項是0，很小很小。玻纖取向和分子取向和流動方向不是一個概念，下面我發表下自己對這個概念的理解： 分子取向是指所有高分子材料的分子鏈結構，在熔體的流動停止以前，由于流動剪切應力的作用而發生的定向，改變原分子無規則運動，這個過程稱之為分子的取向。由于模腔表面剪切應力較大，芯部剪切應力較小，因此分子取向也是有一個梯度的。另外隨著充模的完成，熔體流動也將停止，原來沿流動取向的高分子鏈此時又會由于熱運動作用開始無規則運動，但由于冷卻速度很快，無規則運動只進行一半就停止了，另一部分則被凍結在材料中，在高分子科學中稱之為殘余取向，這部分殘余取向最終會發生松弛，并形成翹曲。 由上可知，壓力才是形成取向的根本原因，溫度使取向發生松弛，流動只是提供剪切應力，它是產生取向的直接原因，流動并不能完全表示取向，因為流動停止后，取向仍在繼續，并將千變萬化。取向在高分子科學中用取向度karman函數定義表示，它是時空域的標量函數f（x，y，z，t），它與普通雙折射實驗的雙折射度成正比。
2.
后結晶問題（對于本例可能內側模溫高初始結晶大收縮大向內翹，外側模溫低初始結晶不充分后結晶大致使反翹。當然不排除頂出應力的疊加作用，待考察），改善的目標可以圍繞成型時充分結晶減少后結晶來考慮，模溫的均勻以及適當高可以使結晶充分而均勻。MF目前還不能考慮后結晶，處在研發階段。
3.
如果建立了一個帶有錐度的流道，之后可以通過右鍵屬性來改變整個流道的尺寸。但是當你移動了他之后，你再右鍵屬性的時候，就已經不能對整條流道進行修改了，而只是對每一段beam進行修改。
展開 注射成型時塑料分子的取向，你知道嗎？
在塑料制品的成型過程中，凡能減小制品中聚合物分子取向的成型因素都可能降低取向應力；但凡能使制品中聚合物均勻冷卻的工藝條件都能降低冷卻內應力；凡有助于塑料制品脫模的加工方法都有利于降低脫模內應力。
對內應力影響較大的加工條件主要有如下幾種：
①料筒溫度
較高的料筒溫度有利于取向應力的降低，這是因為在較高的料筒溫度，熔體塑化均勻，粘度降落，流動性增加，在熔體充斥型腔過程中，分子取向作用小，因而取向應力較小。
而在較低料筒溫度下，熔體粘度較高，充模過程中分子取向較多，冷卻定型后殘余內應力則較大。但是，料筒溫度太高也不好，太高容易造成冷卻不充足，脫模時易造成變形，固然取向應力減小，但冷卻應力和脫模應力反而增大。
②模具溫度
模具溫度的高下對取向內應力和冷卻內應力的影響都很大。一方面，模具溫度過低，會造成冷卻加快，易使冷卻不均勻而引起收縮上的較大差異，從而增大冷卻內應力；
另一方面，模具溫度過低，熔體進入模其后，溫度降低加快，熔體粘度增加迅速，造成在高粘度下充模，形成取向應力的程度明顯加大。
模溫對塑料結晶影響很大，模溫越高，越有利于晶粒堆砌嚴密，晶體內部的缺點減小或消除，從而減少內應力。
另外，對于不同厚度塑料制品，其模溫請求不同。對于厚壁制品其模溫要適當高一些。
③注射壓力
注射壓力高，熔體充模進程中所受剪切作使勁大，產生取向應力的機遇也較大。因而，為了降低取向應力和打消脫模應力，應適當降低打針壓力。.
④保壓壓力
保壓壓力對塑料制品內應力的影響大于注射壓力的影響。
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分子取向的最新內容
它是在注塑成型過程中，由于不均勻的冷卻、收縮、分子取向等因素“凍結”在產品內部的內部力量。
這種應力肉眼無法看見，傳統檢測往往只能等到問題最終爆發（開裂、變形）后才能事后分析，導致調試周期長、廢品率高、質量風險大。
那么，有沒有一種方法，能讓這種隱形的“內傷”實時、直觀地呈現出來，從根源上預防這些問題呢？
為了深入探究彎曲狀態下材料行為背后的微觀機制，并實現不同研究尺度下的統一解釋，通常以材料內部的微觀結構變化為切入點，從原子層面的位錯運動到分子鏈的取向變化等多方面進行剖析，以此來全面揭示材料在彎曲過程中的性能變化規律，從而為材料的設計、應用和優化提供理論依據和實踐指導。
粘度過低則容易產生飛邊（毛刺），并且由于分子取向松弛過快可能導致產品質量不均。在擠出成型中，粘度直接影響擠出物的形狀穩定性和產量。高粘度材料通常需要更大的驅動功率，但可能獲得更好的熔體強度和形狀保持性。擠出的剪切速率范圍較寬，因此需要關注材料粘度的剪切稀化行為，以平衡生產效率和產品質量。
熔體強度則在涉及拉伸變形的加工工藝中起著決定性作用。
粘度過低則容易產生飛邊（毛刺），并且由于分子取向松弛過快可能導致產品質量不均。在擠出成型中，粘度直接影響擠出物的形狀穩定性和產量。高粘度材料通常需要更大的驅動功率，但可能獲得更好的熔體強度和形狀保持性。擠出的剪切速率范圍較寬，因此需要關注材料粘度的剪切稀化行為，以平衡生產效率和產品質量。
熔體強度則在涉及拉伸變形的加工工藝中起著決定性作用。
但高壓力會產生更高的剪切應力，如果分子鏈取向被“凍結”在制品中，就會形成各向異性，導致沿流動方向的強度遠高于垂直方向，使零件在受力時易于從弱處開裂。因此，對于高剛性材料，通過提高熔體和模具溫度來降低粘度、減少分子取向，并通過合理的保壓設置來降低內應力，是確保制品實現理論力學性能的關鍵。
沖擊強度（如Izod、Charpy）是材料韌性的體現，尤其對缺口敏感。
VA顯示模擬10個月前
建模任務
垂直配向型顯示模式中，液晶分子垂直玻璃基板取向排列，無電壓時，光線經過下偏光板后形成平行于液晶分子短軸的直線偏光，偏光方向不能轉動，因此被上偏光板吸收，無法射出；施加電壓后，液晶分子沿著電場方向偏轉，光線經過下偏光板和液晶層呈圓偏光，可以透過上偏光板射出。具有最佳的黑色狀態，故有最佳的正視對比度，天生具備高對比。
VA顯示模擬10個月前
垂直配向型顯示模式中，液晶分子垂直玻璃基板取向排列，無電壓時，光線經過下偏光板后形成平行于液晶分子短軸的直線偏光，偏光方向不能轉動，因此被上偏光板吸收，無法射出；施加電壓后，液晶分子沿著電場方向偏轉，光線經過下偏光板和液晶層呈圓偏光，可以透過上偏光板射出。具有最佳的黑色狀態，故有最佳的正視對比度，天生具備高對比。
一定范圍內保壓壓力的增加會導致材料的密度和均勻性提高，進而提升材料的抗拉強度和彎曲強度；但對斷裂伸長率而言，過高的保壓壓力很可能導致材料分子鏈取向不當，減少了材料的韌性，從而降低了斷裂伸長率。
圖 3 保壓壓力對材料力學性能的影響
4.
在實際的摩擦過程中，液晶分子并不是按照摩擦方向均勻排布的，此軟件的微擾法選項（Perturbation Method）允許液晶分子以類似于實際摩擦過程的方式移動，當使用了微擾方式時，液晶分子在表面取向中指定的摩擦角度相關的隨機方向進行布。
1. 建模任務
1.1堆棧結構
2.
在實際的摩擦過程中，液晶分子并不是按照摩擦方向均勻排布的，此軟件的微擾法選項（Perturbation Method）允許液晶分子以類似于實際摩擦過程的方式移動，當使用了微擾方式時，液晶分子在表面取向中指定的摩擦角度相關的隨機方向進行布。
1. 建模任務
1.1堆棧結構
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