第九章高聚物的電光透氣性能

第九章高聚物的電光透氣性能第1頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第一節(jié)靜電現(xiàn)象1）靜電的產(chǎn)生(1)接觸起電;(2)摩擦起電第2頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第一節(jié)靜電現(xiàn)象2）靜電的消散(1)表面?zhèn)鲗?2)內(nèi)部傳導(3)向空氣放電(4)從空氣吸附相反離子第3頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第一節(jié)靜電現(xiàn)象3)靜電的解決方法(1)接地(2)加入導電物質(zhì)以降低材料的體積電阻率值(3)添加抗靜電劑(4)空氣加濕或電離化(5)制品表面離子化(6)相互抵消第4頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第二節(jié)光學性能1)均相物質(zhì)的光吸收多數(shù)聚合物的化學鍵和基團的光吸收波長不在可見光譜內(nèi)，因此均質(zhì)聚合物，如非晶聚合物PMMA、PS、PC等及結(jié)晶度很低的PVC、PVA等是透明的。如聚合物分子中含有較多的容易極化的基團，如芳環(huán)、共軛雙鍵和羰基等，吸收區(qū)可擴大到可見光譜內(nèi)，從而顯示顏色。第5頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第二節(jié)光學性能2)非均相物質(zhì)的光吸收結(jié)晶聚合物的分散相晶體粒子是透明的，當其尺寸大于可見光的波長，同時其折光指數(shù)與聚合物非晶區(qū)連續(xù)相相差較大時，照射的光現(xiàn)在晶體粒子界面上發(fā)生散射形成光霧成乳濁狀，而不完全透明。填充聚合物的分散相填充粒子本身不透明，粒子尺寸大于可見光的波長時，填充粒子達到一定填充量后，既不透光又不發(fā)生衍射，所以不透明。第6頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第二節(jié)光學性能3)提高聚合物制品透明性的方法采用不結(jié)晶或很難結(jié)晶而且性能較優(yōu)良的均聚合物，例如PC、PMMA、PS、PVC等樹脂制造透明塑料制件。采用難結(jié)晶的共聚物代替均聚物，例如加入少量環(huán)己撐二甲醇的共聚PET樹脂不結(jié)晶，制造透明的飲料瓶。對PP等結(jié)晶性塑料采用快冷卻或加入成核劑的方法來降低其結(jié)晶度和減小晶粒尺寸，可以減小霧度和大大提高制品透明性。第7頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第二節(jié)光學性能使聚合物中不含或盡量少含F(xiàn)e、Mn、Cu等重金屬離子，避免使用不溶性的固體填料，穩(wěn)定劑和顏料等。部分混溶的高分子兩相體系當分散相發(fā)生明顯相分離時透明度明顯下降，提高其透明性的方法有：使兩相的折光系數(shù)相近；減小分散相粒子尺寸，使光線發(fā)生衍射透過。拉伸取向（特別是雙軸取向）可以提高PP、PET等聚合物的透明性。使樹脂充分干燥，徹底去除其中的灰塵雜質(zhì)。模具表面高度拋光。采用適宜的模具結(jié)構(gòu)和加工工藝。3)提高聚合物制品透明性的方法第8頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月聚合物對光的反射第九章高聚物的電、光、透氣性能第二節(jié)光學性能聚合物表面反射（光澤性）的控制和應用1）聚合物在進行擠出或注射加工時，熔體流速過高或料溫過低會導致熔體破裂現(xiàn)象，使制品表面粗糙無光，光澤性變差。2）結(jié)晶聚合物如PE、PP、PA、PTFE等制品由于球晶粒子產(chǎn)生漫反射以及制品內(nèi)反射消失,光澤性較差。采取加入成核劑及快速冷卻等方法可以提高光澤性。3）拉伸有利于減少材料的表面裂縫及材料中的空穴和大球晶，因而取向(特別是雙軸取向）后的薄膜和片材的表面光澤性較好。第9頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第二節(jié)光學性能4）聚合物中加入粉狀填料可以形成凹凸不平的表面和消除內(nèi)表面的反射，形成無光（消光）制品。5）橡膠增韌的塑料表面光澤性較差。6）珠光塑料制品。將兩種不相容的折光指數(shù)不同的透明塑料進行共混可以制成具有美麗的珍珠光澤或金屬光澤的制品。7）塑料光纖。聚合物對光的反射聚合物表面反射（光澤性）的控制和應用第10頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能聚合物的透氣機理和公式低分子氣體或液體透過聚合物薄膜分三步進行：氣體或蒸汽在薄膜的一側(cè)表面溶解；在一定濃度下在薄膜內(nèi)溶解；最后從濃度低，即壓力低的另一側(cè)表面蒸發(fā)。前兩步的速度最慢，因此聚合物主要取決于氣體在聚合物中的溶解和擴散速度。透氣的推動力是聚合物薄膜兩邊氣體或液體的壓力差或濃度差。第11頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能第12頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能第13頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能第14頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能1)溶解過程根據(jù)Henry定律，在恒溫恒壓下達到溶解平衡時，一種氣體在溶液（溶解有氣體的聚合物）中的平衡濃度和該氣體的壓力成正比：c=sp氣體壓力越大及溶解系數(shù)越大時，聚合物溶解氣體的平衡濃度越大。第15頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能2)擴散過程在恒溫恒壓差下，氣體在薄膜內(nèi)的擴散速率也恒定，擴散過程服從Fick定律：dcJ=-Ddx當厚度為l的聚合物薄膜兩邊的氣體達到擴散平衡時，兩邊氣體的濃度c1、c2均恒定，得：D(c1-c2)J=l第16頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能3)透氣性公式由于氣體的透過是上述兩個過程共同決定的，所以代入得到：J=DS(p1-p2)/l=P(p1-p2)/l透過系數(shù)P可以表示成：透壓氣體量(m3)╳薄膜厚度(m)P=薄膜面積(m2)╳時間(s)╳氣體壓差(Pa)第17頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能4)多層薄膜當一種氣體在平衡狀態(tài)下透過若干層材料時，各層材料所透過的氣體量相等。但各層推動氣體透過的壓力差不一樣，其加和等于總壓力差。則：l0l1l2l3P0=P1+P2+P35)混合氣體混合氣體分別計算每種氣體透過量再進行加和。第18頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能影響透氣性的因素1）相溶性極性氣體容易溶于極性聚合物，非極性氣體易溶于非極性聚合物；若有機溶劑的蒸汽能使聚合物溶脹，則透過系數(shù)高。2）氣體分子大小對同一聚合物來說，氧氣透過系數(shù)高于氮氣。直鏈烷烴透過系數(shù)高于支鏈。3）聚合物結(jié)構(gòu)當聚合物的剛性、極性和對稱性以及結(jié)晶和交聯(lián)等因素增加時，會降低鏈段運動能力和增加堆砌密度，因而阻礙氣體分子的溶解和擴散，降低透氣性。第19頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能4）增塑低分子增塑劑加入，透氣透濕性增加。5）聚合物兩相體系兩相體系的透氣性介于兩種均相物質(zhì)之間。6）溫度對永久性氣體，透過系數(shù)隨溫度增大；對可凝結(jié)性氣體，透過系數(shù)隨溫度變