塑膠的流變特性

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塑膠(plastic)可以因熱能和壓縮而改變它的黏彈性，在流動時，塑膠會因拉伸(Tensile)及剪切(Shear)的應力而改變其分子鏈的糾纏狀態及方向。


Plastic_melt_orientation

塑膠的熔融液體在流動場中，受力改變分子鏈的特性，稱為『流變特性』，因為這種特性的影響，使得塑膠熔融黏度因剪切速率(或拉伸速率)的增加而減少，不同於一般的牛頓流體，所以又稱為『非牛頓流體特性』。



1. 塑膠加工過程中，密度的改變


塑膠的密度會隨著溫度及受壓縮程度的變化而改變。溫度高時密度小；受壓縮程度大時密度大。


塑膠塑形後的成品在冷卻過程中，如果可以緩慢且充分的收縮，則其最終密度應回復到常溫時的穩定狀態。如果是急速冷卻的話，則可能形成密度不足的結果(尺寸變大)。



2. 熔融黏度


塑膠熔融黏度，除了和分子鏈的活動性及分子鏈的長度有關外，基本上還受下列因素影響：




  • 熔融體的溫度：溫度越高，黏度越低。

  • 受壓縮的程度：受壓縮則自由體積變小，黏度就增加。


  • 剪切速率：在廣泛的剪切速率範圍內，速率越大，黏度越低。當剪切速率接近於零時，則流體呈現牛頓流體特性(即黏度不受剪切速率影響)。


3. 分子配向 (Orientation)


由於流動場的限制，使得熔融液體的分子鏈產生了應力方向的差異，這個結果使得成形品在不同方向上產生不同的性質及收縮率。一般而言，平行於流動方向的收縮率會大於其垂直方向。


分子配向、密度的分布、及冷卻快慢上的差異，都會影響到成形品的收縮，而一件塑膠成形品在不同部位的收縮率差異又是形成產品變形或是翹曲的最大凶手。




亦得


參考資料:http://www.researchmfg.com/2010/07/plastic-rheological-property/


Orignal From: 塑膠的流變特性

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