Vad är plastiska extruderingskristaller? 4 sätt att lära dig att enkelt kontrollera kristalliniteten och kristallisationskvaliteten hos plaster!

Plasternas sammansättning är en samling av många linjära, avlånga polymerföreningar. Kristallisationsgraden (kristallinitet) mäts genom graden av regelbunden ordning av molekylerna, och kristallisationsgraden kan mätas genom reflektion av röntgenstrålar. Strukturen hos organiska föreningar är komplex, och strukturen hos plaster är ännu mer komplex, och strukturen hos molekylkedjor (linjära, bulbösa, veckade, spiralformade etc.) varierar mycket, så deras struktur varierar också kraftigt beroende på formningsförhållandena.

En plast med hög kristallinitetsgrad är en kristallin plast och gravitationskrafterna mellan molekylerna samverkar lätt, vilket gör den till en stark plast. För att kristallisera och justera korrekt blir volymen mindre och krympningen och värmeutvidgningen hos formen blir större. Därför, ju högre kristallinitet, desto mindre transparent är den, men desto starkare är den.

Kristallina plaster har en distinkt smältpunkt (Tm), och när de är fasta är molekylerna regelbundet arrangerade, med starkare och starkare spänning. När de smälts förändras volymen kraftigt, och efter härdning krymper det lättare, den inre spänningen släpps inte lätt, den färdiga produkten är inte transparent, värmeavledningen vid formning är långsam, krympningen efter tillverkning av kalla formar är större och krympningen efter tillverkning av varma formar är mindre.
Till skillnad från kristallina plaster finns det en annan typ av icke-kristallin plast, som inte har någon uppenbar smältpunkt. Molekylerna är oregelbundet arrangerade när de är fasta, den specifika volymen förändras inte mycket vid smältning, den krymper inte lätt efter härdning, den färdiga produkten är transparent, ju högre temperatur materialet har desto gulare är det, och värmen avleds snabbt under gjutningen.

Egenskaperna hos kristallina plaster är följande:


1. Temperaturkontrollmetod
a. Ju lägre smälttemperaturen är, desto lägre smälttemperaturen är, desto mer gynnsamt är det för homogen kärnbildning, vilket ökar kristalltillväxtpunkten, vilket kan förbättra kristalliniteten och minska kristallstorleken. Därför, i den specifika bearbetningsprocessen för att säkerställa mjukgöring, är smälttemperaturen något lägre, vilket är fördelaktigt för kristalliseringen.
b. Kyltemperaturen Kyltemperaturen har störst inverkan på kristallisationsgraden och kristallisationskvaliteten. Det är den mest effektiva faktorn för att kontrollera kristallisationen. Långsam kylning kan göra att plasten stannar kvar i kristallisationsområdet längre, vilket leder till högre kristallisationsgrad. Men långsam kylning gör det lätt att producera grova kulkristaller, vars seghet inte bidrar till styvhet och hårdhet. Snabb kylning gör att plasten kan passera snabbt genom kristallisationszonen, vilket minskar kristallisationsgraden. Å andra sidan, på grund av den korta kristalltillväxttiden, gör det också att kristallisationen blir finare, vilket bidrar till förbättrad transparens och seghet. I praktiken beror långsam eller snabb kylning på produktens prestandabehov. Om produktens transparens är hög måste den kylas snabbt; om produktens styvhet och hårdhet är hög måste den kylas långsamt.

2. Kontrollmetod för kärnbildningsmedel
Kärnbildningsmedlet tillsätts huvudsakligen för att främja heterogen kärnbildning, öka kristalltillväxtpunkten, öka kristalliniteten och göra kristallpartiklarna finare, för att förbättra slaghållfastheten, sträckgränsen och glansen.
Det finns tre typer av kärnbildande medel: oorganiska, organiska och polymera:
a. oorganiskt kärnbildande medel oorganiskt kärnbildande medel till talk, inklusive: CaCO3, glimmer, oorganiska pigment, etc. Dessa kärnbildare påverkar plastens genomskinlighet och bör därför begränsas i mängden transparenta produkter.
b. organiska kärnbildare organiska kärnbildare är: natrium, magnesium, aluminium, titan och andra metallaromatiska karboxylater, organiska fosfater, sorbinsyraenzymer, etc.
c. Kärnbildningsmedel för organisk polymer Kärnbildningsmedel för organisk polymer har viss hög smältpunkt, såsom vinylcykloalkaner kan endast finnas i PP, etc.
Det är värt att notera att det nyligen har visat sig att kärnbildande medel inte bara kan finjustera kristallstorleken, utan också bestämma den specifika kristalltypen.

3. Sträckningskontrollmetod
Sträckning avplastfilmoch arkprodukter som har kristalliserats kan orsaka att kristallerna bryts ner och bildar mindre kristaller, och bildar en serie kristaller längs sträckningsriktningen, vilket kan förbättra produkternas seghet och avsevärt öka draghållfastheten, glansen, hårdheten, barriärkapaciteten och andra egenskaper. Sträckningsmetoder som kan förändra den plastiska kristallina kvaliteten kan också förbättra dess kristallinitet.

4. Kontrollmetod för värmebehandling
Värmebehandling kan å ena sidan ytterligare främja kristallisationen och öka kristalliniteten; å andra sidan kan den förbättra kristallisationskvaliteten, så att kristallisationsdefekter som lämnats kvar av den snabba kristallisationen kan repareras helt.
Värmebehandling kan också ge olika typer av ömsesidig kristallisering. Såsom PP-produkter som innehåller β-kristaller, kommer värmebehandling över smältpunkten att smälta och omkristalliseras till α-kristaller, medan de föreslagna hexagonala kristallerna vid 70°C kan omvandlas till α-kristaller.

Ta PA6 som exempel, efter värmebehandling av dess produkter förändras dess olika egenskaper enligt följande:
a. Draghållfastheten vid värmebehandlingstemperaturen 120-180 ℃ och en hålltid på 10-120 minuter, och med ökande behandlingstemperatur och förlängd hålltid kan den maximala förändringen nå cirka 10 %.
b. Slaghållfastheten minskade med nästan 60 % under en hålltid på 4 timmar och behandlingstemperaturen steg från 120 °C till 140 °C, vilket ledde till en jämn minskning efter att temperaturen översteg 140 °C. Vid en temperatur på 180 °C, när hålltiden förlängdes från 10 minuter till 30 minuter, minskade även slaghållfastheten med 60 %. Efter att hålltiden överstigit 30 minuter, är minskningen oförändrad.
c. Hårdheten inom ett visst område, med värmebehandlingstemperaturen och förlängningen av hålltiden har hårdheten långsamt ökat, den största ökningen är cirka 10%.
d. Värmebehandling för kristallinitet kan främja sekundärkristallisation och därmed förbättra kristalliniteten. Vid isolering under 4 timmar ökar temperaturen och kristalliniteten; med värmebehandlingstemperaturen över 140 ℃ börjar kristalliniteten öka något snabbare, något långsammare vid över 140 ℃. Vid värmebehandlingstemperaturer över 180 ℃ ökar kristalliniteten med förlängd isoleringstid; men när isoleringen är över 120 minuter ökar kristalliniteten snabbt.

Hur bestämmer man kristalliniteten i plaster?
Det finns tre vanliga metoder: densitetsmetoden, XRD-diffraktionsmetoden och DSC-metoden.
DSC-metoden är vanligare och mer noggrann, följt av XRD-metoden, som förutom att mäta kristallinitet även kan bestämma innehållet av varje kristalltyp enligt spektrumet; densitetsmetoden har det största felet och används generellt endast för att jämföra den relativa kristalliniteten hos samma ämne.
Utöver dessa tre metoder finns det även en infrarödspektroskopimetod, som är baserad på en enkel beräkning med spektrogramprogramvara och används sällan.