理论教育 温度对气体扩散过程的影响及其复杂性

温度对气体扩散过程的影响及其复杂性

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:188℃时,CO2的扩散速率为5.7×10-5cm2/s左右;而在200℃时,为2.4×10-5cm2/s左右。对于结晶性塑料则很复杂,除了温度外,其结晶度的变化可能对气体扩散过程有着重要影响。

温度对气体扩散过程的影响及其复杂性

温度对气体扩散的影响有两个常见趋势需要讨论,其中之一是气体在熔体中的溶解度随着温度的升高而下降,另一个总趋势是气体在聚合物中的扩散速率随着温度的升高而提高。

1.高温时气体的溶解度

微孔注射成型时机筒温度一般与传统注射成型一样。但是,其要求的背压高,有可能使螺杆中产生比较多的热量。根据第2章的理论,熔体温度高时一般会降低气体在塑料熔体中的溶解度。气体和熔体间比体积的变化随着温度的变化而不同,这可能是这一现象产生的原因。因此,熔体温度高时应降低气体剂量,以免过量的气体逸出溶液。另一方面,气体剂量降低时增加了两相邻气泡间的熔体厚度,这样气体扩散的增加看起来就困难了,因为气泡间的熔体增厚了。

另一点需要强调的是要再次确认气体强化计量比,以免气体局部过计量。这是因为气体在聚合物中的溶解度低,使可能的过计量成为更为敏感的问题,因而在这类聚合物中气体更有可能逸出。(www.daowen.com)

2.高温时气体的扩散速率

室温时气体扩散时间很长,所估算的CO2在大多数热塑性塑料中的扩散速率在5×10-8cm2/s[12]。室温时N2的扩散速率几乎与CO2一样。然而,在温度高达200℃时,在没有剪切作用时,在大气压条件下,这两种气体的扩散速率在10-4~10-6cm2/s的范围内[12,20]。这可以用于定量分析或比较以选择加工条件。不过,还没有有价值的数据用于定量计算实际的注射成型过程。

因此,总的趋势是气体在熔体中的扩散随着温度的升高而增加,与其在熔体中的溶解度变化趋势相反。另一方面,参考文献[12]中的数据表明,气体在PE-HD中的扩散速率随着温度的升高而降低。188℃时,CO2的扩散速率为5.7×10-5cm2/s左右;而在200℃时,为2.4×10-5cm2/s左右。对于结晶性塑料则很复杂,除了温度外,其结晶度的变化可能对气体扩散过程有着重要影响。

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