線性熱膨脹系數(shù)(CLTE)是衡量材料熱穩(wěn)定性、強度、安全性的重要指標,對分析高分子材料的各種轉(zhuǎn)變、評價材料的尺寸穩(wěn)定性具有重要意義。在實際應(yīng)用中,兩種不同的材料焊接或熔接時,選擇材料的熱膨脹系數(shù)也顯得尤為重要,需要求兩種材料具備相近的熱膨脹系數(shù)。
而材料注塑的樣條大小是影響材料熱膨脹系數(shù)的主要因素,CLTE值越低,尺寸穩(wěn)定性越好。為了探究樣條注塑尺寸對CLTE的影響,我們選用汽車常用部件的PP材料為例進行講解。
首先注塑了五種樣條,從左到右分別為燃燒板、大方板、小方板、彎曲樣條和拉伸樣條:
經(jīng)實驗后得出以下結(jié)論:
分析圖得出以下結(jié)論:
1)流動方向的CLTE值總是低于垂直流動方向;
2)長寬比越大的樣條,流動方向與垂直流動方向的差距越大。
因此要想獲得低CLTE值復(fù)合材料,注塑的樣條類型也是一個不錯的參考。
此外,熱歷史和退火方式也會對CLTE有影響。熱歷史主要是指高分子材料在加工、儲存等等條件下產(chǎn)生的結(jié)晶、應(yīng)力變化等。消除熱歷史主要方法是退火,退火有兩種方式,一是以TMA設(shè)備用同等的升溫速率升至特定溫度再降溫,二是借助烘箱在特定溫度中保持至少2h。
經(jīng)研究,熱歷史以及退火方式對材料CLTE結(jié)果匯總?cè)缦聢D所示。
由圖可知,退火方式對CLTE值影響不大,但是否退火對結(jié)果影響較大。
靜態(tài)熱機械分析儀TMA