1.分散相颗粒的旋转、变形和取向
当共混聚合物熔体中存在可变形的分散相颗粒时,如弹性体增韧塑料,在剪切流动时,分散相颗粒会受到切向力和法向力的作用,从而发生旋转、变形和取向。这些旋转、取向和变形的程度取决于两相的黏度比、弹性比、界面张力、颗粒半径和剪切速率。一般来说,颗粒半径和剪切速率越大,变形和取向的程度也越大。
由于分散相颗粒的旋转、变形和取向,注射成型制品内部会形成一种特殊的结构。例如,HIPS注射制品的表面层中,橡胶颗粒呈椭球形,其长轴与流动方向平行;剪切层中,橡胶颗粒呈椭球形,其长轴与流动方向呈一定角度;中心层中,橡胶颗粒基本上仍为球形。这种结构形成的原因是在注射成型过程中,物料经历了延伸变形,橡胶颗粒发生了变形和取向。当熔体与冷模接触后,变形和取向的橡胶颗粒无法恢复,从而形成了上述的结构。离开模壁越远的熔体受到的剪切应力越小,橡胶颗粒的变形和取向程度也越小。另外,熔体冷却的速率越慢,弹性变形的松弛和恢复的时间越长,从而形成了剪切层和中心层。
2.分散相颗粒的迁移现象
弹性体增韧塑料熔体在流动过程中,由于器壁与中心轴区域的剪切速率不同,加上弹性体颗粒的变形和取向对周围物料的流动产生扰动,弹性体颗粒会发生从器壁向中心轴方向的径向迁移,导致弹性体颗粒浓度在径向上呈梯度分布。分散相颗粒越大,剪切速率越高,径向迁移现象越明显。
这种径向迁移现象可以改善制品表面的光亮性,因为它减小了分散相颗粒在表面层的浓度。然而,过大的径向迁移程度可能导致制品内部的分层,从而影响制品的强度。