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塑料的吸水性

注塑加工材料阻擋水分子透過(guò)的能力,則有稱(chēng)為防潮性。防潮性是干燥食品防潮包裝設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)重要參數(shù)。透濕性是以材料的透濕系數(shù)或透濕量來(lái)表示的。透濕系數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,單位時(shí)間內(nèi)、單位蒸汽壓力差下,透過(guò)單位厚度、單位面積的蒸汽量。透濕量則是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,一定厚度的薄膜在24h內(nèi)透過(guò)的水蒸氣量。
 
塑料的吸水過(guò)程實(shí)際上是水分子向聚合物材料內(nèi)部滲透和擴(kuò)散的過(guò)程。吸水率的大小很大程度取決于材料的基本類(lèi)型和分子的組成。僅含有氫和碳的材料,如PE、PS是很耐水的,而含有氫、氮或者OH基團(tuán)的材料則很容易吸水。尼龍是吸水性塑料的典型例子。各種尼龍吸水性大小與其氮含量成正比。
 
對(duì)吸水性材料進(jìn)行改性,可以改善吸水性。例如尼龍可以與聚烯烴共混成合金,從而得到有效的改善。由于濕度的變化影響著塑料的性能,所以以相對(duì)濕度50%作為塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)濕度,并以此作為比較各種塑料性能的依據(jù)。透濕性指的是空氣中水分子吸附在固體材料表面,進(jìn)而在固體材料內(nèi)部進(jìn)行滲透和擴(kuò)散的一種能力。吸附、滲透、擴(kuò)散、透過(guò),是一種持續(xù)的過(guò)程。
 
分子中含有氯、溴、氟的塑料具有防水性,如PTFE就是防水性極好的材料。與熱塑性塑料相比較,熱固性塑料通常具有較高的吸水性。根據(jù)材料極性很容易判斷聚合物對(duì)水的吸收能力。水是極性材料,因此極性聚合物比較容易吸水水分,非極性聚合物則比較耐水。組分中加入的添加劑,如無(wú)機(jī)填料、玻璃纖維和增塑劑,會(huì)改變塑料的吸水性,因?yàn)檫@些添加劑對(duì)水呈現(xiàn)出較大的親和性。此外,分子鏈的緊密程度也是影響因素之一。
 
環(huán)境溫度對(duì)吸水性有影響,一些室溫下吸水量很小的塑料,在較高溫度下可能會(huì)吸收較多的水分。塑料材料吸水水分之后,對(duì)其性能的影響有物理變化和化學(xué)變化兩個(gè)方面。物理變化包括影響材料的外觀、表面性能、由溶脹引起的尺寸變化,以及力學(xué)性能如剛度和強(qiáng)度的降低,但沖擊韌性會(huì)有所增加。此外,對(duì)光學(xué)性能,特別是電性能有相當(dāng)?shù)挠绊憽?br />  
塑料材料浸漬于水中吸收水分的性質(zhì)成為吸水性。與此相類(lèi)似的,有著相同的機(jī)理、表征同一行為的另一個(gè)術(shù)語(yǔ)是吸濕性。吸濕性一般是指固體材料吸收空氣中水分的性質(zhì)。注塑加工材料的吸水性對(duì)于設(shè)計(jì)在水環(huán)境下使用的制件來(lái)說(shuō),是非常重要的一項(xiàng)指標(biāo)。材料的吸水性是以吸水率來(lái)表示的,他是材料在一定溫度下,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),吸收水分之后所增加的重量百分率。塑料的吸水率一般在0.06%-3.0%之內(nèi)。
 
物理變化的特點(diǎn)是,當(dāng)水分的吸收量達(dá)到平衡后,力學(xué)性能的變化一般不再繼續(xù),再一就是這種變化是一個(gè)可逆過(guò)程,即吸收的水分被干燥除去之后,力學(xué)性能大都得以恢復(fù)?;瘜W(xué)變化主要是指含有酯基或酰胺基一類(lèi)結(jié)構(gòu)的聚合物,可在水的作用下導(dǎo)致水解,特別是在較高溫度下,例如聚碳酸酯、熱塑性聚酯、聚酯型聚氨酯等。
 
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