57.将聚对苯甲酸乙二醇酯( Ts 60 C. ThiC C注射成型为如图所示的长-|||-条型试样。成型中的模具温度为20C,发现所得试样有一层透明度较高的表皮层,-|||-试分析产生这种皮芯结构的原因并设计必要的实验证明你的分析。

考查要点：本题主要考查结晶性塑料在注射成型过程中因冷却速度差异导致的皮-芯结构形成原理，以及如何通过实验验证这一现象。

解题核心思路：

1. 结晶性塑料特性：PBT为结晶性塑料，其结晶度受冷却速度影响显著。
2. 冷却速度差异：模具温度较低时，表层快速冷却（结晶度低），而芯层冷却较慢（结晶度高）。
3. 透明度与结晶度关系：结晶度高的区域因光散射导致透明度下降，而结晶度低的区域更透明。

破题关键点：

• 明确材料性质（结晶性塑料的结晶行为）。
• 冷却速度对结晶度的影响（模具温度与冷却速率的关系）。
• 实验方法选择（通过物理、化学手段验证结晶度差异）。

皮-芯结构形成原因分析

1. 材料特性：PBT为结晶性塑料，其熔融温度（$T_{\text{m}}$）高于玻璃化温度（$T_{\text{g}}$）。
2. 冷却过程：
   • 表层：接触低温模具，冷却速度快，熔体来不及充分结晶，形成低结晶度的透明表皮层。
   • 芯层：冷却速度慢，熔体有充足时间结晶，形成高结晶度的不透明芯层。
3. 透明度差异：高结晶度的芯层因晶体对光的散射作用，透明度下降；低结晶度的表层更接近无定形状态，透光性较好。

实验验证方法

扫描电镜（SEM）

• 目的：观察皮芯结构的形貌差异。
• 现象：芯层可见明显晶体结构，表层晶体较少。

差示扫描量热法（DSC）

• 目的：分析熔点（$T_{\text{m}}$）和结晶度。
• 现象：芯层熔点更高，峰面积更大（结晶度高）。

密度测试

• 目的：比较皮芯层密度差异。
• 现象：芯层密度高于表层（结晶度高时密度增大）。

X射线衍射（XRD）

• 目的：测定结晶度。
• 现象：芯层衍射峰面积更大（结晶度高）。