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做塑料什么知識(shí)最重要，但大多數(shù)人不知道？結(jié)晶性和無定形常見問答

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**問：塑料人必備技能，看懂晶體和非晶體讓你能力翻番。


一種典型的非晶體就是玻璃，它的分子結(jié)構(gòu)無序而一團(tuán)亂麻；物理特性在各個(gè)方向都相同；有明顯的玻璃轉(zhuǎn)化溫度，沒有固定的熔點(diǎn)，隨著溫度升高先變軟、再變稀，最后成為流體。
典型的晶體比如蔗糖，它內(nèi)部結(jié)構(gòu)高度有序排列；物理特性隨著晶體的方向而變化；具備明顯的熔點(diǎn)，在固定的溫度熔化為液體。


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第二問：為什么PET顆粒是乳白色，做成的產(chǎn)品卻透明？看完不迷茫！
PET是一種結(jié)晶型飽和聚酯，它既有非晶區(qū)也有結(jié)晶區(qū)，它的結(jié)晶溫度在120-140℃。造粒出來的PET顆粒能夠部分結(jié)晶，因此呈現(xiàn)乳白色。
當(dāng)生產(chǎn)塑膠制品時(shí)，如飲料瓶，采取較低的模具溫度使其快速冷卻，PET在產(chǎn)品中保持無定形，呈現(xiàn)高透明。
而作為結(jié)構(gòu)部件的PET板棒，則通過高溫讓其充分結(jié)晶程乳白色，因?yàn)椴牧辖Y(jié)晶后耐化學(xué)、高溫下的穩(wěn)定性和抗蠕變性更好。


第三問：為什么PC加玻纖后熱變形溫度提升不明顯？干貨，建議收藏！
非增強(qiáng)PC在1.8MPa下的熱變形溫度為125℃左右，加30%玻纖增強(qiáng)也不到140℃。相對(duì)比PA66非增強(qiáng)和30%玻纖增強(qiáng)在1.8MPa下的熱變形溫度分別為70℃和250℃。
這是因?yàn)镻C是典型的無定形塑料，它在玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg以下時(shí)呈凝固態(tài)，具備剛性和抗蠕變性。因此非增強(qiáng)PC熱變形溫度較高，比較接近玻璃轉(zhuǎn)化溫度。
當(dāng)PC材料的溫度超過Tg時(shí)，剛度降低，表現(xiàn)出彈性。因此PC材料即使纖維增強(qiáng)后，它的熱變形溫度也不超過它的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。
無定形塑料比如，PEI、PPSU、PC、ABS、PPO等都無法通過添加玻璃纖維來大幅提高材料的熱變形溫度。

第四問：無填充塑膠的收縮率差異為什么這么大？知道內(nèi)在規(guī)律你也可以成為大神！
PC、ABS、PS、PEI這些無定形塑料在無填充純樹脂的情況下收縮率通常都是少于1%，而半結(jié)晶塑料PA、PEEK、POM、PP、PE等純樹脂收縮率通常都大于1%。
這是因?yàn)榻Y(jié)晶體規(guī)整的結(jié)構(gòu)比無定形無序結(jié)構(gòu)占據(jù)的空間要少的多。所以材料結(jié)晶度越高時(shí)體積也就越小，因此結(jié)晶性塑料的收縮率比無定形的要大。
另外塑料材料的結(jié)晶程度容易受到加工成型條件的影響，這也會(huì)導(dǎo)致結(jié)晶性塑料PPS、PBT、PA等比無定形塑料PPO、PMMA、PPSU等更容易發(fā)生翹曲變形。

第五問：答應(yīng)我，看完就知道為什么最常見的導(dǎo)熱塑料是尼龍？
常見的導(dǎo)熱塑料有半結(jié)晶塑料PA6/66/46、PPS、PEEK、PP、PBT等，而無定形塑料ABS、PS、PEI、PC等卻很少用來做導(dǎo)熱塑料，這是為什么呢？
由于不同材料之間的導(dǎo)熱系數(shù)值差異很大，并且對(duì)材料結(jié)構(gòu)的依賴度很高。結(jié)晶聚合物熔融結(jié)晶需要額外的熱量（結(jié)晶會(huì)吸收能量，熔融潛熱），而無定形塑料就沒有這樣的峰值。因此結(jié)晶塑料本身的導(dǎo)熱性幾乎是無定形塑料的兩倍。
另外，自然界中常見的高導(dǎo)熱填料為無機(jī)礦物、金屬氧化物和碳系化合物。半結(jié)晶塑料比如PA、PPS、PP等添加這些填料后材料的整體機(jī)械性能下降較低，而無定形塑料添加填料后整體性能下降非常明顯。
普威復(fù)材改性定制生產(chǎn)各種規(guī)格導(dǎo)熱導(dǎo)電，導(dǎo)熱絕緣塑料，用于燈頭、散熱鰭片、電池外殼、電動(dòng)工具、無人機(jī)、通信設(shè)備等領(lǐng)域。


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第六問：保姆級(jí)教程，對(duì)于有些塑料為什么注塑時(shí)保壓這么關(guān)鍵？
無定形塑料，比如PC、ABS等，填充足夠后，需要盡快關(guān)閉澆口，即需要較短的保壓時(shí)間。
而半結(jié)晶塑料，比如PA、PP等，分子結(jié)晶過程中體積是會(huì)縮小的。因此，在填充足夠之后，仍需要繼續(xù)補(bǔ)充熔料進(jìn)入模具型腔，即需要較長(zhǎng)的保壓時(shí)間。
足夠大的保壓壓力和長(zhǎng)的保壓時(shí)間，可以讓半結(jié)晶型塑料充分結(jié)晶，防止制品內(nèi)部空洞和收縮翹曲變形并保持較高的機(jī)械強(qiáng)度。


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第七問：為什么PPS，PEEK材料對(duì)模具溫度要求這么高？居然是因?yàn)榻Y(jié)晶！
對(duì)于半結(jié)晶塑料，比如PPS、PEEK、PPA、PET等，通常建議的加工參數(shù)會(huì)要求較高的模具溫度，模溫對(duì)制品有什么影響呢？
半結(jié)晶塑料在成型時(shí)的模具溫度通常要設(shè)定為高于材料的結(jié)晶溫度，這是是為了讓材料在此溫度下充分結(jié)晶，已達(dá)到降低收縮翹曲變形、充分填充、提高表面效果、提高結(jié)合線強(qiáng)度和制品機(jī)械強(qiáng)度的目的。
半結(jié)晶塑料如果在低模溫下成型，材料沒有完全結(jié)晶，將會(huì)導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力、表面質(zhì)量差、微晶(弱)表層等。在后續(xù)使用過程中如果暴露在玻璃轉(zhuǎn)化溫度以上，未結(jié)晶的部分就會(huì)結(jié)晶，從而發(fā)生翹曲變形。當(dāng)材料吸水后，玻璃轉(zhuǎn)化溫度會(huì)變的更低，從而加劇這種現(xiàn)象。
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上圖-普威復(fù)材PPS加玻纖改性料


第八問：材料工程師告訴你：為什么PA46加纖在295℃以上能注塑成型，但熱變形溫度卻高達(dá)290℃？
對(duì)于PA、PPS、PBT等結(jié)晶性塑料，特別是PA46這種高結(jié)晶塑料，在玻璃化溫度Tg和熔融溫度Tm之間時(shí)，大分子保持凝固，保持適合的剛度；在Tm以上時(shí)，結(jié)晶的內(nèi)聚性被破壞，在幾度范圍內(nèi)，機(jī)械性能從固態(tài)到液態(tài)發(fā)生相當(dāng)大的變化。因此，PA46這類結(jié)晶性塑料的熱變形溫度是遠(yuǎn)高于Tg，接近于Tm。
對(duì)于PC、PEI、PS、PPO等無定形塑料，在玻璃化溫度Tg以下時(shí)，具備剛性，有很高的抗蠕變性，容易脆化，對(duì)疲勞敏感，易內(nèi)應(yīng)力開裂；在Tg以上時(shí)，剛度逐漸降低，材料表現(xiàn)出彈性。因此，無定形塑料的使用溫度低于Tg。無定形塑料的成型溫度比Tg高100℃以上。

第九問：做塑料什么知識(shí)最重要，但大多數(shù)人不知道？看懂這一張圖。
無定形塑料由于結(jié)晶度低，分子無序排列，通常呈現(xiàn)透明狀態(tài)，對(duì)溶劑和水非常敏感、抗蠕變性能差。但抗沖擊性能好、收縮率小、低翹曲變形、高尺寸穩(wěn)定性。
半結(jié)晶性塑料由于結(jié)晶度高，是由結(jié)晶相和無定形結(jié)合成的塑料，具有優(yōu)異的耐化學(xué)性、更高的高溫穩(wěn)定性和更好的抗蠕變性，在填充薄壁部分方面具有優(yōu)勢(shì)。
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總之在產(chǎn)品材料選擇時(shí)，產(chǎn)品的最終用途要求和加工成型條件通常決定了是首選無定形樹脂還是結(jié)晶樹脂。