塑料的取向性研究

1.取向的概念

链状大分子具有很大的长径比，可以达到数百、数千、数万甚至数十万，这样的分子在外力作用下，分子链会沿外力作用方向呈某种方式和某种程度的平行排列，称为取向。宏观上取向一般分为拉伸取向和流动取向两种类型。拉伸取向是由拉应力引起的，取向方位与应力作用方向一致；而流动取向是在切应力作用下沿着熔体流动方向形成的。

2.取向的实质

高聚物的取向现象从微观上来看，主要是高聚物分子的分子链、链段及结晶高聚物的晶片、晶带沿特定方向的择优排列。因为高分子有链段与高分子链两种运动单元，因此微观上非晶态高聚物可以有链段和高分子链两种取向。链段的取向只要在高弹态下便可完成，它主要是通过单键的内旋转来导致链段运动完成取向。而整个分子链的取向需要链段的协同运动来完成，因此只有当高聚物处于粘流态时才可以完成。在外力作用下，高聚物一般先发生链段取向，然后才是整个分子的取向。总之，取向过程是一种分子的有序化过程。结晶态高聚物的取向，除了非晶区中可能发生链段取向与分子取向外，还可能发生晶粒的取向，在外力作用下，晶粒将沿外力方向做择优取向。但是值得注意的是，取向态与结晶态虽然都与高分子的有序程度有关，但它们的有序程度不同，取向态是一维或二维有序，而结晶态是三维有序。

3.解取向

无论链段取向或整链取向，都是热力学上的非平衡状态，当外力解除后，都会由于分子的热运动使链段或整链重新处于随机状态，称为解取向。只有当取向后的链段或整链被迅速冷却到玻璃化转变温度时，取向才能被保留下来。这种被“冻结”的取向也只有相对的稳定性，也会很缓慢地解取向。随材料温度的提高，解取向会迅速进行。(www.xing528.com)

4.取向对制品质量的影响

取向对制品质量的影响是产生性能的各向异性，取向方向的强度、模量等明显增大，垂直于取向方向的强度、模量等明显减小。这是因为在取向方向上分子链的各原子是以化学键相结合，而垂直于取向方向的各分子链之间的作用力是范德华力。取向还会造成制品两个方向的收缩率、折射率等的不同。

5.取向的利用与应对

在注塑制品的生产过程中，常常利用取向来改善制品某个方向的力学性能。取向也会对制品带来不利影响，使制品在工作过程中由于解取向的进行而改变尺寸，产生变形甚至产生裂纹等（垂直于取向方向）。针对这种情况，制品成型后应进行必要的处理，创造出使已取向分子解取向的必要条件，避免冻结在制品中的分子链取向在制品工作中带来上述弊病。