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Prat1聚合物的五个温度

相信我们都知道，根据聚合物分子链状态区分主要有三个重要温度，分别为结晶温度、熔融温度和分解温度。

结晶温度：指聚合物分子链由非晶态转变为晶态的温度。

熔融温度Tm：指聚合物晶体熔化时的温度。

分解温度Td：指聚合物分解为小分子的温度。

而根据聚合物分子链运动状态区分主要有两个重要温度，分别为玻璃化转变温度Tg和粘流温度Tf。Tg和Tf两个温度将聚合物分为三种状态，T＜Tg时，聚合物为硬固态，分子链不可运动，不具备加工性；Tg＜T＜Tf时，聚合物为高弹态，分子链的主链部分不可运动，但是部分支链与侧基可运动，此时聚合物表现出一定的可拉伸性；T＞Tf时，聚合物为粘流态，即可流动状态，通常这也是聚合物真正的加工温度。

Prat2.无定形聚合物和结晶聚合物

上述五个温度在聚合物加工中需重点关注。然而不同的聚合物由于不同的官能团、侧基、支链、分子螺旋结构等多种因素，结晶性能不一样，其温度也有会差异。聚合物根据结晶度分为以下两种：

（1）无定形聚合物

根据定义，由于其结晶度很低，晶体结构对聚合物状态的影响较小，无定形聚合物实际并没有具体的熔融温度（常说的熔点）。如PET、PC这种分子链中含有结构较大官能团，侧基、支链较多的聚合物，结晶度则较低，被称为无定形聚合物。

 （2）结晶聚合物

结晶度在80%以上的聚合物称为结晶性聚合物。如PE、PP这种分子链重复单元单一，结构规整，对称性高的聚合物通常具有较高的结晶度，被成为结晶性高分子。

Prat3.为什么会把熔点当作挤出温度？

实际加工过程中，聚合物加工温度主要取决于其粘流温度，在该温度下，聚合物具有整体流动性，才可以进行挤出/注塑等加工成型。那为什么大多数时候我们会把聚合物的熔点当作其挤出温度呢？需要从结晶角度对结晶聚合物和无定形聚合物进行分析。

无定形聚合物中晶体结构对聚合物状态的影响较小，其并没有具体的熔融温度（即熔点）。但是在利用DSC对聚合物状态进行表征时，无定形聚合物也会显示出一个熔融峰，这个熔融峰其实是分子链在该温度吸收足够能量使其具有整体可运动的能力。所以，对于无定形聚合物，通常所述的熔点就是分子链由高弹态转变为粘流态的粘流温度，聚合物可在熔点温度附近进行挤出加工。

对于结晶聚合物，熔点温度和粘流温度是两个不同的温度，以PP为例，PP的熔点大概是165℃，而挤出温度通常设置为220℃左右。这是因为PP具有高结晶性，在熔点温度时，晶体发生熔化，由晶态转变为非晶态。但是在此温度时，PP分子链依然不具备流动性，需要继续升高至粘流温度，给予分子链更多的能量才能使其运动。所以，PE、PP等高结晶性材料的加工温度远远高于其熔点。

虽然提高温度可以使聚合物具有更好的流动性，但是温度不是越高越好。一方面，聚合物达到粘流温度后，随着温度的升高其流动性提高的效果会慢慢减弱，从能源角度考虑较为浪费。另一方面，温度越高，聚合物在挤出机螺杆的剪切作用下越容易发生降解，甚至分解为小分子，影响产品质量。