用熱塑性塑料生產制品時,只要在生產過程中有熔體流動,就會存在聚合物分子取向的問題。盡管改變生產方法,但是流動取向在制品中造成的性質變化以及影響取向的外界因素都基本一致。
根據對實際樣品的測定,熱塑性塑料制品中各區的取向程度不同,如圖2—7所示。一方面,由剪切應力造成熔體的流動速度梯度,誘導分子取向;另一方面,取向是一種熱力學非平衡態,當溫度較高時,取向的聚合物在分子熱運動的作用下父可能發生解取向。塑料制品中任一點的取向狀態都是剪切應力和溫度兩個主要因素矛盾運動的結果,與該點在模塑過程中的流體運動和冷卻的歷史過程有關。
例如,在擠出成型和注射成型的制品中,由于在澆口的等溫流動區域,管道截面小,流動速度大,導致管道附近的熔體取向度最大。當進入非等溫流動區域(截面尺較大的模腔)后,壓力逐漸降低,流動速度降低,其前沿區域的取向度最低。前沿部分的熔體與溫度較低的管壁接觸時,被迅速地冷卻形成了取向結構少或無取向結構的冷凍表層。而靠近凍結層的熔體仍在流動,教度高,速度慢,導致模腔中次表層的熔體有最大的取向度。但是在模腔中心的熔體,溫度高,流速大,取向度低。
塑料制品中如果含有取向的分子,順著分子取向的方向(也就是塑料在成型中的流動方向,簡稱機向或直向)上的機械強度總是大于與之垂直的方向(簡稱橫向)上的。在結構復雜的制品中,由取向引起的各向性能的變化十分復雜。如果塑料制品需要較高取向度時,可以適當增加澆口長度、壓力和充滿塑模的時間。如果塑料制品需要較低取向度時,可以適當增加塑模溫度、制品厚度(即型腔的深度),或者將澆口設在型腔深度較大的部位,減少分子取向程度。