首先,塑料是高分子化合物的一種,也就是說,它是由許許多多的小分子之間發(fā)生聚合反應(yīng)得到的分子量非常大的化學(xué)物質(zhì),發(fā)生聚合反應(yīng)的小分子我們稱之為單體。 例如常見的塑料聚乙烯,它的單體在常溫常壓下是一種氣體——乙烯。在合適的條件下,無數(shù)的乙烯分子互相拉起手來,就得到了聚乙烯。單體經(jīng)聚合反應(yīng)變成塑料后,通常并非直接得到成型的塑料型材制品,而是先被加工成粉末或者顆粒。實(shí)際塑料制品生產(chǎn)加工過程包含原材料生產(chǎn)和塑料制品加工兩個(gè)環(huán)節(jié)。生產(chǎn)企業(yè)只負(fù)責(zé)讓乙烯分子互相之間發(fā)生反應(yīng),得到聚乙烯的粉末或者顆粒。之后,這些粉末或者顆粒會交給加工企業(yè),由它們負(fù)責(zé)生產(chǎn)出形狀各異的聚乙烯制品。
那么塑料的粉末或者顆粒是如何在塑料加工企業(yè)的手上變成各種塑料制品呢?簡單來說,先將塑料加熱到一定的溫度以上,這個(gè)時(shí)候原本堅(jiān)硬的塑料會變得像水一樣能夠自由的流動(dòng),雖然它們流動(dòng)起來要比水慢許多,這樣的狀態(tài)稱為熔融態(tài)。由于可以流動(dòng),接下來就可以把熔融態(tài)的塑料注入到特定的模具中,賦予它新的形狀。最后將溫度降下來,新的形狀就被固定了下來( PS:實(shí)際上這里描述的加工方法只適用于熱塑型塑料,這類塑料在高溫時(shí)可以流動(dòng),因而可以被反復(fù)改變形狀。
另一大類常見的塑料是熱固型塑料。熱固型塑料的生產(chǎn)加工一般是先將單體初步反應(yīng)得到預(yù)聚物,預(yù)聚物隨后被注入到模具中,經(jīng)過進(jìn)一步的反應(yīng)得到塑料型材制品成品。熱固型塑料在反應(yīng)過程中分子之間發(fā)生了交聯(lián),因而在高溫時(shí)不再能夠流動(dòng),也就是成型之后無法被再次加工)。而正是在降溫的過程中,一系列微妙的變化發(fā)生了。
圖中塑料加工的一種常用方法:擠出成型。塑料的粉末或者顆粒被加入擠出機(jī)并被加熱,熔融態(tài)的塑料在轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿的帶動(dòng)下向前移動(dòng),通過塑料型材模具后冷卻成型。
還需要值得關(guān)注的一點(diǎn)是,結(jié)晶過程。塑料分子相當(dāng)于成千上萬的小分子連接起來,因此當(dāng)溫度降低時(shí),它們結(jié)晶的速度要比小分子慢得多。而且,即便延長時(shí)間,也很難看到一塊塑料全部變成晶體。絕大部分塑料不僅結(jié)晶很慢,而且很難讓全部的分子都形成晶體,例如聚丙烯這種常見的塑料只有50~60%的分子能夠形成晶體。
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