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材料与物质的关系?材料工艺过程对材料性能的影响

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查看36 | 回复0 | 2025-1-11 08:45:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
材料与物质既密切相关,又有所区别。材料都是由物质构成的:可以是一种或多种,如橡胶、塑料,通常含有多种添加剂以提高材料的综合性能。同一种物质,可以制备成不同的材料。例如,聚乙烯(polyethylene,PE)可以通过改变合成工艺得到高密度聚乙烯(high density polyethylene,HDPE)​、低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)​、超高分子量聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)​、线形低密度聚乙烯(linear low density polyethylene,LLDPE)等聚乙烯塑料;聚丙烯(polypropylene,PP)既可以做塑料,也可以做纤维。

由化学物质或原料转变成适于一定用场的材料,其转变过程称为材料化过程,包括材料的制备过程(化学与化工过程)和加工过程。例如,高分子(macromolecule)材料,一般要经历单体(monomer)的聚合(polymerization)​、造粒、复合、加工成型(注塑、挤出、压延、吹塑)等。制备过程主要是化学反应,有时也有物理过程,如微结构调整、相变等。加工过程以物理过程为主,热固性塑料同时有化学反应过程。

材料工艺过程对材料性能有着显著的影响。例如,用高压法合成的聚乙烯(PE)支链多、密度小、结晶度低;而低压法合成的PE支链少、密度大、结晶度高。相反,材料原始组织结构又影响加工方法。例如热固性树脂(thermosetting resin)与通常的热塑性塑料(thermoplastic plastics)的加工方法有所不同。又如茂金属(metallocene)催化的聚丙烯(PP)分子量分布窄、熔体黏度大,按照普通PP的加工工艺,即使选用很高的熔融温度,PP的挤出也相当困难。目前,改变茂金属聚烯烃的加工性有以下几个途径:①选用不同茂金属催化剂或混合催化剂,加宽茂金属聚烯烃树脂的分子量分布或生产双峰分布树脂;②在茂金属聚烯烃树脂中引入长支链;③采用共混方法,添加其他类型树脂。目前,这几种途径,国外各大石化公司都在进行研究。
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