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发布日期:2023-7-24 发布者:住野精工
影响双向拉伸PET薄膜的因素

1.结构随形变的变化


形变引起了聚合物整个结构体系的变化。变化的类型和大小与性能和加工条件的不同有关。其中包括分子量、聚合物的初始状态、形变温度、拉伸方向(单向、双向、同时、顺序),以及形变率和形变大小。由于这些变化影响了性能的不同,包括取向分布、结晶性、热性能、光学性能、气体扩散特性、机械性能和各向异性。

以下我们对这些影响因素进行讨论。

2.T温度以下的PET拉伸


玻璃化转变温度(T)以下的初始不定形PET的拉伸导致分子排列的极为无序,这被称作高度酝晶结构。拉伸引发伸长的链晶的更加不完善,而链晶是为之后的热结晶提供晶格的,它常常发生在链折叠的不定形区域。在这些形变条件下,观察到,交叉偏光镜下,在25℃单向拉伸薄膜中有排列非常无序的象球粒状结构。颈缩区的塑料形变是由于局部热效应引起的。实验发现,在形变时颈缩区温度明显升高.小角度光散射也证明,球粒状的结构呈四瓣的三叶草形。同在其他聚合物中观察到的一样,在T以下拉伸PET也会增加空隙结构.当空隙结构的大小变得很大时,它的尺寸达到了可见光波长的长度,由于散射作用,PET 薄膜呈现出珠光色。这种情况通常会在PET的加工中观察到,特别在拉伸吹塑瓶加工中,极低的拉伸温度容易引起这种现象。

3,T温度以上的PET拉伸


在T以上,分子活动性更高,如果拉伸率较低,分子松弛同取向一样快,导致内应力下降,因此造成取向和结晶。在T.以上利拉伸效应是截然相反的两个因素.如果拉伸率高,分子取向,因此发生结晶,相反,在低拉伸率下松弛造成分子不能取向,阻碍了结晶。
当不定形纤维拉伸时,不定形区域的取向一直增加到结晶开始发生.因此,不定形区域的取向是恒定的,因为任何材料在经过临界点的取向都将结晶。晶体区域的取向没有不定形区的取向明显。


4 .橡胶区域PET的形变行为及其与厚度均匀性的关系
对生产薄膜的表面粗糙度的要求是根据应用而不同的,用于录音磁带和电容器的薄膜的表面粗糙度应在一定范围内],而用于黏合的聚合物纸或薄膜需要相当粗糙的表面。对于阳光收集器械的反射膜来说,需要光滑的表面和更好的厚度均匀性来改善薄膜的光学性能。正如过去所指出的,流延不定形PET薄膜的加工温度在玻璃化转变温度(67~75℃)和冷结晶温度(135~145℃)之间,典型的加工温度在75℃和145℃之间(85~100℃).在该温度范围内,PET的应力-应变行为与交联橡胶的类似。应力-应变曲线显示,应力增加并在过渡形变区达到塑料稳定变形。


在临界值以上,应力硬化开始(有时也称应变硬化),应力快速增加,当超过临界值后,产生破裂.低于应力硬化玻璃化转变温度时,较高的局塑性形变部伸长导致初始变形,表明有应变明显的局部颈缩或连串的颈缩应变硬化开始时的临界应变与以下几个因素有 关,其中包括分子景、加工温度和拉伸率。隨着分子量的增加,形变温度降低,拉伸速度提高,临界应变下降。


正如过似,然而,其机理不同。交联橡胶是仿射形变,整体的拉伸形变水平相同,直到它的最小分子,而PET的微观形变有微小的不同 ,流延加工的初始流延膜的厚度不是很均匀.当在薄膜边缘施加单向和双向应力时,形变应力集中发生在厚度薄的区域,只有这些区域经历了在过渡“大”应变值时的应力硬化和相关的结晶.此时,其他区域仍保持较厚,事实上,从厚度变化情况的标准偏差测得的厚度均匀性更差。因为薄膜的应力结晶区能承受更大的负荷,因此形变转移到其他区域,而且持续转移,直到整个薄膜都经历应变硬化,结果产生“自动调平”效应。一旦应变硬化充分地进行,厚度均匀性就开始得以改善。在PET和聚醚醚酮(PEEK)中进行了单向、力大小相同和不同的双向拉伸实验。



5.双向拉伸PET的结构和形态学


大多数的其他工程塑料如:聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯硫醚(PPS)和聚芳醚酮都含有对位连接的平面芳香族基团,如苯基和萘基团。大多数的这些基团(除PPSPEEK之外)都同柔韧性极高的基团连接,因此这些分子就好像是平面圆板与柔韧的线相连.这种独特的特征提高了形变过程中连续的取向行为。当拉伸时,开始无规律取向的分子链沿着拉伸方向取向。PET和PEN的分子取向特别适合这种情况。当分子链轴沿着拉伸方向取向时,PET中的片状苯基团或PEN中的萘基团与薄膜宽度表面平行,该取向行为也可在光学性能方面得到说明。在结晶态的PET链中,与苯环平面垂直方向上的折射率最小。不管拉伸方式如何,垂直方向上(ND)双向拉伸薄膜的折射率减小,它多与面积膨胀比(即MD方向和TD方向的拉伸比)有关。这也可以看作是垂直方向拉伸比的倒数。很明显,TD方向拉伸比的增加引起TD方向折射率增加,而MD方向折射率降低的同时,ND方向折射率也降低。



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