塑料成分測(cè)試

在一定的氣氛中，測(cè)量樣品的質(zhì)量隨溫度或時(shí)間變化而變化的技術(shù)，利用此技術(shù)可以研究諸如揮發(fā)或降解等伴隨有質(zhì)量變化的過(guò)程。如果采用TGA-MS或TGA-FTIR的聯(lián)用技術(shù)，還可以對(duì)揮發(fā)出的氣體進(jìn)行分析，從而得到更加全面和準(zhǔn)確的信息。其中琰匯測(cè)量更為廣泛地應(yīng)用在高分子材料的研發(fā)、性能檢測(cè)與質(zhì)量控制。例如可用差示掃描量熱儀(DSC)研究熱固性樹(shù)脂固化反應(yīng)的熱效應(yīng)，得到固化反應(yīng)的起始溫度、峰值溫度和終止溫度，還可以得到單位重量的反應(yīng)熱以及固化后樹(shù)脂的玻璃化溫度。這些數(shù)據(jù)對(duì)于樹(shù)脂加工條件的確定，評(píng)價(jià)固化劑的配方有重要作用。也可用DSC測(cè)定聚合物的玻璃化溫度、結(jié)晶溫度和熔點(diǎn)，為選擇結(jié)晶聚合物加工工藝、熱處理?xiàng)l件等提供指導(dǎo)作用。

圖l為腫樣品經(jīng)熔融及快速淬火處理，然后在氮?dú)鈿夥障乱?0℃/min升溫至300℃的DSC曲線(xiàn)，PET樣品在室溫至300℃范圍內(nèi)有三個(gè)熱行為:首先是玻璃化轉(zhuǎn)變，然后是冷結(jié)晶所產(chǎn)生的放熱峰，最后是PET結(jié)晶熔融的吸熱峰。若使用該P(yáng)陰生產(chǎn)薄膜，則其拉伸溫度應(yīng)在80~130℃之間，以免在拉伸過(guò)程中發(fā)生結(jié)晶。而拉伸后熱定型溫度則應(yīng)高于170℃，使之冷結(jié)晶完全;但熱處理溫度又不能太靠近熔點(diǎn)，以免熔融產(chǎn)生。

塑料熔體在外力作用下的流動(dòng)行為具有流動(dòng)和變形二個(gè)基本特征，而流動(dòng)和形變的具體情況又和高分子的結(jié)構(gòu)、高分子的組成、環(huán)境溫度、外力大小、作用時(shí)間等因素密切相關(guān)。高分子流體的流動(dòng)行為直接影響到塑料加工工藝的選擇。同時(shí)，塑料加工過(guò)程中外界條件(力、溫度、時(shí)間等)的變化，必然影響到高分子的鏈運(yùn)動(dòng)，從而影響到聚合物凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的形成。而聚合物凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)、形態(tài)不同，將大大影響高分子材料的性能。用流變儀比較不同成型條件(例剪切力大小、作用時(shí)間、作用方式、不同溫度等)對(duì)形成的高分子材料中凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)、形態(tài)的影響及其相應(yīng)力學(xué)性能的情況，可以改進(jìn)聚合物成型技術(shù)。用流變數(shù)據(jù)指導(dǎo)塑料的加工，較常用的測(cè)試設(shè)備有高壓毛細(xì)管流變儀、轉(zhuǎn)矩流變儀數(shù)據(jù)、熔融指數(shù)儀等。

高壓毛細(xì)管流變儀能模擬擠出機(jī)的口模流動(dòng)、注塑機(jī)的澆口流動(dòng)，其測(cè)試類(lèi)似擠出或注塑的流動(dòng)過(guò)程，剪切速率范圍很寬，從101~105 s~，可以測(cè)試所有塑料成型加工方法的剪切速率范圍內(nèi)，塑料熔體的粘度變化。從剪切粘度與剪切速率的關(guān)系曲線(xiàn)可以了解塑料熔體的流變特性:該熔體的粘度隨溫度變化明顯還是隨壓力變化明顯;材料在該加工條件下要提高產(chǎn)量，是提高溫度有效還是提高壓力有效;在確定成型加工條件時(shí)，就能將溫度與壓力調(diào)節(jié)到最佳，既節(jié)約能源，又提高產(chǎn)量，還能最大限度地利用設(shè)備的產(chǎn)能。

例如，對(duì)于一些熔體粘度隨剪切速率變化較大的塑料，增加剪切壓力降低粘度就比提高溫度有效的多，如聚乙烯(尤其是低密度聚乙烯)、聚苯乙烯等;對(duì)于一些剛性鏈分子，其熔體粘度隨剪切速率變化不明顯，要降低粘度，提高溫度效果較為明顯，如聚碳酸酯等。根據(jù)塑料熔體的流變性能可以指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)。如果該材料的熔體的粘度隨剪切速率變化大，其注塑模具可設(shè)計(jì)成熱流道針點(diǎn)式澆口，這樣既提高速度又減少澆口廢料;而對(duì)于一些粘度隨剪切速率變化不明顯的，則采用大澆口模具，否則會(huì)注不滿(mǎn)型腔。

此外，該設(shè)備還能測(cè)試塑料熔體的出模膨脹，可指導(dǎo)確定擠出加工工藝的拉伸比。塑料材料在進(jìn)行成型加工前最好對(duì)其進(jìn)行流變性能的測(cè)試，以確定最佳的加工工藝。轉(zhuǎn)矩流變儀，如Brabender(布拉班德)流變儀，Haake(哈克)流變儀等可以測(cè)試塑料熔體的的粘度(以轉(zhuǎn)矩來(lái)表示)隨加工溫度的變化或在固定溫度下隨時(shí)間的變化，以決定材料適宜的加工溫度和在該溫度下的塑化時(shí)間。所測(cè)剪切速率范圍在102~103之間，其測(cè)試類(lèi)似塑化過(guò)程。

通過(guò)各種譜圖分析可知，熱塑性塑料在加工中一般只起物理變化，能在一定溫度范圍內(nèi)反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化。與熱固性塑料(在加工中發(fā)生化學(xué)反應(yīng))相比，熱塑性塑料發(fā)展速度快、產(chǎn)量多、用途廣。塑料的加工方法一般分為四類(lèi):

1)擠出成型一生產(chǎn)管材、片材和型材等。

2)擠出成型或注射模塑后通過(guò)附加的加工步驟制成成品一中空吹塑制品、吹塑薄膜和驟冷薄膜等。

3)注射模塑和壓縮模塑一生產(chǎn)不同形狀和尺寸的制品。

4)其它方法一熱成型、壓延成型和滾塑等。

以上加工方法都經(jīng)過(guò)了塑料熔融及熔體流動(dòng)的過(guò)程。通過(guò)分析、測(cè)試塑料熱性能和流變性能，可為確定合適的塑料加工條件提供指導(dǎo)作用。

熱分析是測(cè)量材料的性質(zhì)隨溫度的變化。它在表征材料的熱性能、物理性能、機(jī)械性能以及穩(wěn)定性等方面有著廣泛的應(yīng)用，對(duì)于材料的研究開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)中的質(zhì)量控制具有很重要的實(shí)際意義。

差示掃描量熱分析在程序控制溫度下，測(cè)量樣品的熱流隨溫度或時(shí)間變化而變化的技術(shù)。因此，利用此技術(shù)，可以對(duì)高聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、冷結(jié)晶、相轉(zhuǎn)變、熔融、結(jié)晶、產(chǎn)品穩(wěn)定性、固化餃聯(lián)、氧化誘導(dǎo)期等進(jìn)行研究。

這類(lèi)儀器可以模擬聚合物成型過(guò)程和條件，得出聚合物"成型加工"時(shí)的轉(zhuǎn)矩一時(shí)間曲線(xiàn)，溫度一時(shí)間曲線(xiàn);并可據(jù)此判斷聚合物熔體的粘度變化情況(即轉(zhuǎn)矩值變化情況)，熔融過(guò)程中的能量消耗情況，熔融特性，熱穩(wěn)定時(shí)間及聚合物的分解特性等一系列工藝參數(shù)。

因此可為該聚合物進(jìn)行熔融加工提供必要的工藝數(shù)據(jù)。該設(shè)備配有密煉機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)等可配混料、吹膜、包覆電纜、壓延片材等擠出機(jī)成型的所有成型方法。工業(yè)上熔融指數(shù)常用來(lái)粗略表征聚合物摩爾質(zhì)量的大小，也是確定塑料加工工藝的一個(gè)重要指標(biāo)。

所測(cè)剪切速率范圍較小，為100~101采用熔融指數(shù)儀，將聚合物完全熔融，然后在一定負(fù)荷下將聚合物熔體從具有固定直徑，固定長(zhǎng)度的毛細(xì)管中擠出，在10min內(nèi)被擠出物熔體的質(zhì)量，為該塑料的熔融指數(shù)。通過(guò)熔融指數(shù)的變化，可評(píng)判添加劑、共混物等對(duì)聚合物熔體粘度的影響。

總的來(lái)說(shuō)，麂皮屬于合成革中的高檔產(chǎn)品，特別是超細(xì)纖維人工麂皮，是一種高附加值，技術(shù)密集的產(chǎn)品，要做出好的產(chǎn)品，在實(shí)際加工中有相當(dāng)?shù)碾y度。以上論述對(duì)開(kāi)發(fā)此產(chǎn)品有一定的作用，但還需要在實(shí)踐中多摸索，以得到各個(gè)環(huán)節(jié)的最佳條件，這樣才能獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。