高分子材料成型加工原理 期末復習重點

1、1聚合物主要有哪幾種聚集態(tài)形式？玻璃態(tài)（結晶態(tài)）、高彈態(tài)和粘流態(tài)2線性無定形聚合物當加工溫度T處于Tb T Tg，TgTTf，Tf T Td時，分別適合進行何種形式的加工？聚合物加工的最低溫度？TTg玻璃態(tài)適應機械加工；聚合物使用的最低(下限)溫度為脆化溫度TbTgTTf高彈態(tài)，非晶聚合物TgT材料的屈服強度，可進行薄膜或纖維拉伸；聚合物加工的最低溫度:玻璃化溫度TgTTf(Tm)粘流態(tài)（熔體，液態(tài)）比Tf略高的溫度，為類橡膠流動行為，可進行壓延、擠出和吹塑成型?？蛇M行熔融紡絲、注射、擠出、吹塑和貼合等加工3熔融指數(shù)？說明熔融指數(shù)與聚合物粘度、分子量和加工流動性的關系, 擠出和注塑成型對材料的

2、熔融指數(shù)要求有何不同？ 熔融指數(shù)（Melt Flow Index） 一定溫度（T Tf 或 Tm）和壓力（通常為2.160kg ）下，10分鐘內從出料孔 ( = 2.095mm ) 擠出的聚合物重量（ g10 min）。 a評價熱塑性聚合物的擠壓性; b評價熔體的流動度 (流度 = 1/), 間接反映聚合物的分子量大小; c購買原料的重要參數(shù)。分子量高的聚合物，易纏結，分子間作用力大，分子體積大， 流動阻力較大，熔體粘度大，流動度小，熔融指數(shù)低；加工性能較差。 分子量高的聚合物的力學強度和硬度等較高。分子量較低的聚合物，流動度小，熔體粘度低，熔融指數(shù)大，加工流動性好。 分子量較低的聚合物的力學

3、強度和硬度等較低4成纖聚合物的一般特性，纖維成型過程，紡絲液體的制備，工業(yè)生產主要紡絲成形方法。1）分子量較高，分子間作用力（含強極性基團或氫鍵 ）較大；可制成強度好的纖維；2）無較長支鏈、交聯(lián)結構和很大的取代基團，為線型結構，結晶性較好，使拉伸取向結晶后，纖維的強度和模量較高。3）分子量分布窄：低分子級份過多，纖維強度下降；高分子級份太多，熔體粘度急劇增大，出現(xiàn)凝膠型顆粒，難于拉伸取向。4） 溶解或熔融后，液體具有適度的粘度；5） 良好的熱穩(wěn)定。纖維成形過程包括：液體紡絲及液體細流的冷卻固化過程紡絲液體的制備：成纖聚合物的熔融/成纖聚合物的溶解：溶劑同高聚物相互擴散、滲透、溶解的過程。工業(yè)生

4、產中，纖維紡絲成形的方法：熔法紡絲、干法紡絲、濕法紡絲5解釋：應變軟化；應力硬化；塑性形變及其實質。Tb是塑料使用的下限溫度;應變軟化：材料在拉伸時發(fā)熱，溫度升高，以致形變明顯加速，并出現(xiàn)形變的細頸現(xiàn)象。應力硬化：隨著取向度的提高，分子間作用力增大，引起聚合物粘度升高，表現(xiàn)出“硬化”傾向，形變也趨于穩(wěn)定而不再發(fā)展。塑性變形：材料在外力作用下產生不可逆的變形。實質：大分子鏈的解纏和滑移隨溫度升高，屈服強度和斷裂強度均下降，兩曲線在Tb相交。TTb時，斷裂強度低于屈服強度，曲服前材料已斷裂；材料因脆性而失去使用價值；溫度在TbTg，較大外力作用下，非晶高聚物產生強迫高彈形變，強迫高彈性是塑料具有韌

5、性的原因6根據(jù)線性聚合物塑性拉伸的應力-應變曲線，可獲得哪些性能參數(shù)?彈性模量，屈服強度（應力），定伸強度,抗張強度（應力），斷裂伸長率，斷裂能7分析聚合物在貯存或使用過程中，制品變形和收縮的原因，提出穩(wěn)定制品形狀的方法。原因：1)成型時熔體的驟冷，使大分子堆積松散(自由體積大)；2)貯存或使用中，大分子或鏈段重排運動，后結晶等，使堆積變緊密，密度增加，體積收縮。隨冷卻速度增大，體積收縮程度增大。3)驟冷對制件質量不利，降低制品尺寸和形狀的穩(wěn)定性，嚴重變形或收縮不勻形成的內應力，使制品開裂。同時降低制品的綜合性能改進方法：在（TgTf）對制品熱處理，可縮短松弛時間，加速結晶，使制品形狀較快穩(wěn)定

6、。如PC,PS,PA,PVC等。8說明粘度對剪切速率和溫度的敏感性在成型加工中的應用。1） 在煉膠、壓延、壓出和注射成型中，提高剪切速率和溫度，聚合物粘度降低，可改善加工流動性。 2）外力解除或流動停止時（材料或半成品停放過程中），降低溫度，粘度增大，使半成品有良好的挺性，不易變形。 3） 可根據(jù)原材料特性，正確選擇加工工藝（剪切速率和溫度） PS、PE、PP和PVC等的粘度對剪切速率敏感，通過提高剪切速率可降粘，改善加工流動性。 PS、PC、 PMMA 、CA 、 PET 、PA等的粘度對溫度敏感，通過提高加工溫度可降粘，改善加工流動性。 POM、PC、PET和PA 的粘度對剪切速率不敏感4

7、） 加工制品時，合理的加工剪切速率范圍應選擇在粘度對剪切速率不敏感區(qū)域（400秒-1 600秒-1以上）9 說明壓力對熔體粘度的影響機理，壓力-溫度等效性原理。增大壓力，自由體積減小，大分子間距離縮小，鏈段活動范圍減小，分子間作用力增加，熔體粘度增大。但單純通過增大壓力提高熔體流量不恰當， 過大壓力造成功率消耗過大，設備磨損更大。不同聚合物的壓縮率不同，粘度對壓力的敏感性不同壓力從138公斤厘米2升至173公斤厘米2 ， HDPE和PP的粘度增加47倍，PS的粘度增加100倍壓力溫度等效性加工溫度范圍， 增加壓力或降低溫度，可使熔體獲得同樣的粘度變化。壓力增加到1000大氣壓，等效于降溫305

8、0。根據(jù)壓力-溫度等效性原理， 加工中為維持粘度恒定，增加熔體壓力的同時，應提高溫度10解釋控制加工溫度是調節(jié)熱塑性聚合物熔體流動性的重要手段, 但PE、PP 、POM和天然橡膠等加工時，粘度對加工溫度變化并不敏感。11分別說明固體填充劑（以炭黑為例）、增塑劑或溶劑對聚合物粘度的影響。通常，固體填料用量（10%50wt%）增加，粒徑減小，表面活性增高，會阻礙大分子鏈段的運動，使聚合物熔體粘度增大。尤其加入活性炭黑的橡膠。炭黑粒子細、表面含有活性基團，與高聚物的親合性極好，可形成化學或物理結點，阻礙大分子鏈的運動和滑移，使粘度大幅升高。增塑劑類小分子或溶劑，會增大分子間距離，減小分子間作用力和流

9、動阻力，使聚合物粘度降低。液體或增塑劑的作用：削弱聚合物分子間力，分子間距離增大，纏結減少，使聚合物粘度降低；隨溶劑含量增加，出現(xiàn)非牛頓流動的臨界剪切速率升高，牛頓性增強。相容性對粘度影響：1)增塑劑與聚合物之間相溶性好隨濃度增大，增塑劑/聚合物體系的粘度上升；聚合物粒子被溶脹，形成軟外層，剪切力增大時，容易變形滑過，表現(xiàn)假塑性流動；2)增塑劑與聚合物之間相溶性差剪應力作用時，粒子間相互滑移困難，膨脹性流動行為。12熱固性聚合物加工工藝關鍵? 使熱固性聚合物在 交聯(lián)之前， 完成流動過程熱固性成型設備與模具溫度的控制：注射或擠出的溫度控制 ：粘度最低，不迅速交聯(lián)的溫度；模具或后處理的溫度控制：有

10、利于迅速硬化的溫度。13.賓漢流體、牛頓流體、膨脹性流體、假塑性流體、觸變性液體，震凝性液體觸變性液體：在恒溫和恒定的切變速率下，粘度隨時間遞減的流體。震凝性流體：在恒溫和恒定的切變速率下，粘度隨時間遞增的流體。賓漢流體：與牛頓型流體的流動曲線均為直線，但它不通過原點，只有當剪切應力超過一定屈服應力值之后才開始塑性流動14賓漢流體、牛頓流體、膨脹性流體、假塑性流體、觸變性液體，震凝性液體? 對于每一種流體，各試舉出一個例子，其中多數(shù)聚合物熔體屬于哪一類流體？賓漢流體：牙膏，巧克力醬牛頓流體：酒，汽油膨脹性流體：淀粉溶液，蜂蜜假塑性流體：蛋黃醬，血液觸變性液體：油漆，護手霜震凝性液體：飽和聚酯1

11、5影響聚合物粘度的環(huán)境因素有哪些? 粘度對剪切速率敏感的聚合物有哪幾種? 粘度對溫度敏感的聚合物有哪幾種? 溫度、應力、應變速率、低分子物(溶劑)等PS、PE、PP和PVC等的粘度對剪切速率敏感，通過提高剪切速率可降粘，改善加工流動性PS、PC、 PMMA 、CA 、 PET 、PA等的粘度對溫度敏感，通過提高加工溫度可降粘，改善加工流動性16 影響聚合物粘度的結構因素有哪些?如何用熔融指數(shù)儀辨別聚合物分子量大小及其分布?聚合物結構（鏈結構和極性、分子量、分子量分布和組成等）流動粘度源于分子間內摩擦，分之間作用力小，分子鏈柔性高，相對位移容易，粘度低，流動性好。（1）鏈柔性大，纏結點多，解纏和

12、滑移困難，非牛頓性愈強；（2）鏈剛性或分子間力大(極性和結晶)，粘度高，加工難；粘度的溫敏性增加，升溫可增大流動性(PC、PS、PET 、PA)；（3）長支鏈高分子中，主鏈及支鏈均形成纏結結構，其粘度大于直鏈高分子粘度，其粘度對剪切速率的敏感性增大。短支鏈高分子, 大分子纏結減小，分子間距離增大，分子間作用力降低, 其粘度低于直鏈高分子粘度。（4）分子中含大側基，自由體積增大，粘度對壓力和溫度敏感性增加，升溫和升壓均能改變流動性（PMMA，PS） 流動是分子鏈間發(fā)生相對位移，分子量增大，分子的纏結程度提高，分子間作用力增大，分子鏈重心移動愈慢，流動需更長時間和更多能量，粘度增大分子量分布寬，剪

13、切速率增大，熔體粘度迅速下降，表現(xiàn)更多假塑性；分子量分布窄，在寬剪切速率范圍內，熔體表現(xiàn)更多牛頓性17聚合物流體有幾種流動類型?什么是零切粘度、極限粘度、表觀粘度? 零切粘度，就是當剪切速率趨于零時，非牛頓指數(shù)n=1，表觀粘度與剪切速率無關，流體流動性之與牛頓性流體相仿，粘度趨于常數(shù)，稱零切粘度表觀黏度，是指在一定速度梯度下，用相應的剪切應力除以剪切速率所得的商。表觀黏度有可能大于真實黏度也有可能小于真實黏度極限黏度18拖曳流動，收斂流動，管外拉伸流動的特點收斂流動：在流道截面尺寸逐漸變小的錐管或其它形狀管道中的流動。特點：流動液體受剪切和拉伸兩種作用。 拖曳流動：管道或口模的一部分運動，使聚

14、合物隨管道或口模的運動部分產生拖曳流動。特點：剪切流動，液體壓力降及流速分布受運動部分的影響。管外拉伸流動：非抑制性收斂流動（拉伸流動），壁面速度不為 0；收斂角很??；拉伸方向存在速度梯度dvz / dz；拉伸流動區(qū)，聚合物細流在徑向不存在速度梯度，細流截面上各點的速度相同。19評價聚合物流變性的常用儀器和方法有哪些 ?毛細管粘度計、 旋轉粘度計、落球粘度計、 熔融指數(shù)儀、 螺旋流動試驗和轉矩流變儀等。1）擠出式毛細管粘度計： 剪切速率，10-16 秒-1 ，熔體和溶液，102 8 泊 能觀察熔體彈性行為和熔體破裂等現(xiàn)象。2）旋轉粘度計： 剪切速率， 10-3 105 秒-1 轉筒式適合濃溶液

15、，錐板和平板式適合熔體。 能觀測聚合物體系的彈性行為和松弛特性。3) 落球粘度計：剪切速率。10 -2 秒-1以下，溶液。4）熔融指數(shù)儀、螺旋流動試驗和轉矩流變儀等。20非牛頓液體在管壁上產生滑移的原因。 判斷各種因素對入口效應和離模膨脹的影響。理論上，管壁液體流速為零。實際上，管壁上液體產生滑移。流動過程中聚合物分子量的分級效應；聚合物中低分子物導致的分層流動影響入口效應和離模膨脹的各種因素 與流動中的彈性成分增加密切相關(聚合物性質，應力或應變速率，溫度以及管道形狀等) 。（1） 分子量高、分子量分布窄和非牛頓性強的聚合物流動中儲存的可逆彈性成分多，松弛時間長，離模膨脹明顯；（2）高彈性模

16、量的聚合物流動中可逆彈性應變少，離模膨脹降低； PA，POM，PET，Df/D =1.5； PP，PE ，Df/D = 34.5（3）應力 或應變速率 的提高使流動中法向應力差和可逆彈性應變增加，出口膨脹嚴重；（4）熔體溫度的影響：低剪切速率下，降低熔體溫度，使入口區(qū)彈性應變增加，松弛時間延長，離模膨脹變大；超過臨界剪切速率，膨脹比反而降低，為不穩(wěn)定流動。（5） 管子流道尺寸和形狀的影響：增大管徑 D 或 管長徑比（ LD），減小入口端 收斂角，能降低液體中的可逆彈性應變，使離模膨脹降低。管道形狀的影響：窄縫口模厚度方向的膨脹比 其水平方向膨脹比圓形口模21分析管道中流動液體，管中心區(qū)域溫度低

17、 ，管壁附近區(qū)域溫度高的原因。（1）摩擦熱管中心，剪應力（剪切速率）低，摩擦熱??；隨半徑增大，剪應力和剪切速率增加，管壁區(qū)域的摩擦熱最大。（2）膨脹冷卻效應流體沿流動方向，存在壓力降，體積逐漸膨脹，表觀密度減小。膨脹作用消耗液體中部分能量，產生冷卻效應。管壁：限制和摩擦力較大，膨脹率小，冷卻效應較??；管中心：膨脹率大，冷卻效應更大。22端末效應對加工主要有哪些不利影響 ? 減小或消除端末效應和不穩(wěn)定流動的主要方法。端末效應：:不管是那種截面流道的流動方程，都只能用于穩(wěn)態(tài)流動的流體，但總有不穩(wěn)態(tài)流動。（包括入口效應和離模膨脹）加工中如何減小入口效應和離模膨脹的影響注射、擠出和紡絲中，入口效應和離

18、模膨脹導致產品變形和扭曲，降低尺寸穩(wěn)定性， 增大內應力，降低機械性能。增加（LD）或口模平直段長度Ls，減小收斂角；降低加工應力，提高加工溫度，適當速度的牽引拉伸；在保證產品性能的前提上，選用分子量較低、分子量分布較寬的樹脂。 ？23“拉伸變硬”及其在加工中的應用。吹塑薄膜或擠壓中空容器型型坯時，采用 “拉伸變硬” 的物料, 制品很少出現(xiàn)應力集中或局部強度變弱而破裂，可獲得形變均勻的制品，有利于擠壓中空容器型坯、紡絲、吹塑薄膜以及片材的熱成型?！袄熳兿　睍е虏牧掀茐摹?4入口效應（入口端產生更大壓力降）的原因（1）大管小管（液體收斂流動），流速和剪切速率增大，要消耗更多的能量才能相應提高剪

19、應力和壓力梯度；（2）流速增大，液體動能增加，使能量消耗增多；（3）液體剪切速率的增大，使大分子伸展取向更大，高彈形變增加，要克服分子內和分子間的作用作力，也要消耗能量。導致液體進入小管時，能量消耗增多，壓力降更大。25聚合物結構和固體雜質對聚合物結晶的影響;（1）摩擦熱管中心，剪應力（剪切速率）低，摩擦熱??；隨半徑增大，剪應力和剪切速率增加，管壁區(qū)域的摩擦熱最大。（2）膨脹冷卻效應流體沿流動方向，存在壓力降，體積逐漸膨脹，表觀密度減小。膨脹作用消耗液體中部分能量，產生冷卻效應。管壁：限制和摩擦力較大，膨脹率小，冷卻效應較??；管中心：膨脹率大，冷卻效應更大。26聚合物結晶的溫度范圍?結晶過程是

20、大分子鏈段重排進入晶格，有無序變?yōu)橛行虻乃沙谶^程。（1）重排需要一定的熱運動能，當TTg，大分子雙重運動凍結，不能發(fā)生分子重排和結晶。(2）穩(wěn)定結晶結構的形成需要足夠內聚能，當TTm，分子熱運動的自由能大于內聚能，難形成有序結構。結晶所必需的熱力學條件：熱運動能和內聚能有適當比值結晶的溫度范圍在：TgTTm27熔融溫度和時間對成核、結晶和制品性能等影響;1加工熔融溫度原料本身結晶度高，晶粒較完整，重新熔化需較高溫度。加工溫度高， 對原結晶結構破壞愈多，殘存晶核愈少；2熔融狀態(tài)的停留時間高溫停留時間長，對原結晶結構破壞愈多，殘存晶核愈少3熔融溫度和熔融時間對成核過程和制品性能的影響熔融溫度高和熔

21、融時間長，冷卻時，殘存晶核少，結晶主要為均相成核，成核需要誘導期，結晶速度慢，結晶尺寸較大；熔融溫度低和熔融時間短，冷卻時，殘存晶核引起異相成核，結晶速度快，晶體尺寸小而均勻，有利于提高力學強度、耐磨性和熱畸變溫度28 何謂高分子的取向? 取向和結晶有何異同 ? 取向對聚合物性能影響的利弊 。聚合物的取向：高聚物的分子鏈沿某特定方向作優(yōu)勢的平行排列的過程。包括分子鏈、鏈段和結晶高聚物的晶片、晶帶沿特定方向擇優(yōu)排列。結晶取向的異同（1）高分子的結晶屬于高分子的一個物理特性，不是所有的高聚物都會結晶，而所有的高聚物都可以在合適的條件下發(fā)生取向。（2）結晶是某些局部區(qū)域內分子鏈在三維空間的規(guī)整排列，

22、而取向一般是在一定程度上的一維或二維有序，是在外力作用下整個分子鏈沿特定方向發(fā)生較為規(guī)整排列。（3）結晶是在分子鏈內部和分子鏈之間的相互作用下發(fā)生的，外部作用也可以對結晶產生一定的影響；取向一般是在外力作用和環(huán)境中發(fā)生的，沒有外力的作用，取向一般不會內部產生。（4）結晶主要發(fā)生在TgTm范圍內，而取向可以發(fā)生在Tg或Tm以上的任何溫度（熱拉伸或流動取向），也可以在室溫下進行冷拉伸獲得。（5）結晶單元為高分子鏈和鏈段，而取向單元還可以是微晶(晶粒)。取向是聚合物在加工過程中或者加工后處理階段形成的，結晶聚合物和非晶聚合物均可以產生取向。非晶態(tài)高聚物的取向，包括鏈段的取向和大分子鏈的取向，而結晶態(tài)

23、高分子的取向包括晶區(qū)的取向和非晶區(qū)的取向，晶區(qū)的取向發(fā)展很快，非晶區(qū)取向較慢。取向能提高拉伸制品的力學強度，還可使分子鏈有序性提高，這有利于結晶度的提高，從而提高其耐熱性。在纖維和薄膜的生產中取向狀況的控制顯得特別重要。但對其他成型制品，如果流動過程中取向得以保存，則制品的力學強度會降低并易變型，嚴重時會造成內力不均而易開裂。29 聚合物中的低分子物(溶劑或增塑劑)對取向的影響使 Tg 和Tf 降低，高彈形變活化能減小 ，松弛時間縮短；內摩擦減弱，聚合物形變加速，易于取向，且取向應力和溫度降低；但解取向速度增大。取向后，去除溶劑或形成凝膠有利于保持取向結構。 30聚合物中不對稱性固體物（纖維）

24、的取向特點?纖維取向方向與液流方向一致；取向主要依賴于剪切力而非溫度；制品使用時，不發(fā)生解取向；導致制品性能呈現(xiàn)各向異性。31球晶拉伸形變過程有哪些階段?？32聚合物結構對降解的影響。加工時的能量 共價鍵能； 從弱鍵開始降解（1）（2） CCC ， 雙鍵位置上的單鍵不穩(wěn)定，含不飽和雙鍵的橡膠比飽和聚合物更易降解、（3） 極性大和分布規(guī)整的取代基，增加主鏈的穩(wěn)定性；不規(guī)整取代基，使聚合物穩(wěn)定性降低。（4）主鏈有芳環(huán)、飽和環(huán)、雜環(huán)，等規(guī)立構和結晶結構的聚合物，穩(wěn)定性好。（5）含碳雜鏈結構的大分子，鍵能弱；對雜質（微量水分、 酸、堿等極性物） 敏感，易發(fā)生無規(guī)降解，穩(wěn)定性差。33游離基鏈式降解過程中

25、伴隨聚合物結構的變化，其活性鏈轉移和減短階段會形成哪些產物；其鏈終止階段可能形成的降解產物有哪些。初始游離基使相鄰CC鍵斷裂，同時形成以下產物1新游離基和分子鏈末端有雙鍵的降解產物(2)新游離基和單體(3) 游離基向鄰近大分子轉移，產生有支鏈的降解產物鏈終止游離基結合，鏈終止, 過程中伴隨聚合物結構的改變，(1)形成線型降解產物(2) 形成支鏈型降解產物(3) 形成交聯(lián)降解產物(4) 兩游離基歧化，活性消失，分別形成不飽和和飽和產物。34易發(fā)生水降解的聚合物有哪些。水解的難易取決于聚合物結構中是否存在被水解的基團35降解的實質，降解機理的分類。降解的實質：大分子的斷鏈；交聯(lián)；分子鏈結構的改變；

26、側基的改變；上述四種的綜合作用。分類：鏈鎖降解和無規(guī)降解。聚合物以熱降解為主；力、氧和水引起的降解居其次；光、超聲波和核輻射的降解很少。36加工過程中減小和避免聚合物降解的措施。(1)嚴格控制原材料（雙鍵，支鏈，多分散性等），減少雜質的催化降解作用；（2）嚴格干燥，控制樹脂(聚酯,聚酰胺,聚醚等)水含量（0.010.05）； (3)確定合理的加工工藝和加工條件；（4）設備和模具應具有良好的結構；(5)根據(jù)聚合物特性，在配方中添加抗氧劑、穩(wěn)定劑等。37交聯(lián)度。大分子上總的反應活性中心中已參與交聯(lián)的分數(shù)38影響聚合物大分子交聯(lián)的因素。(1)溫度的影響：溫度升高，硬化時間縮短，硬化速度加快。初期，溫

27、度升高，流動性增大；隨溫度升高，最大流動峰對應的時間提前；溫度升高，交聯(lián)速度加快。(2)硬化時間的影響：隨交聯(lián)形成，聚合物流動性降低，大分子擴散運動減慢，交聯(lián)反應愈來愈困難；大分子中反應活性點或官能團濃度逐漸降低，交聯(lián)速度降低，交聯(lián)度100%，交聯(lián)聚合物中保留有殘存的活性點。39環(huán)氧樹脂交聯(lián)的過程（階段）。3-3 P211 21240 PVC的非正常交聯(lián)反應過程是如何進行的。3-3 p209-21041應力對聚合物大分子交聯(lián)有哪些影響。增大加工過程中的擴散因素（流動，攪拌等）或剪切作用，能增加官能團或活性點間接觸和反應的機會，加快交聯(lián)反應速度；引起應力活化作用，使大分子間反應活化能降低，反應速

28、度增加。42橡膠硫化（交聯(lián)，固化）過程的四個階段及其各階段對橡膠性能的影響。1硫化起步階段 (焦燒期或硫化誘導期) ：硫化時膠料開始變硬，到不能進行熱塑性流動的那一段時間。交聯(lián)未開始，焦燒期內膠料在模具內具有流動性2欠硫階段 (預硫)：膠料的交聯(lián)度很低，硫化膠力學性能較低，制品無實用意義。3 正硫階段：制品達到適當交聯(lián)度，硫化膠綜合機械性能最好。對應硫化的正硫化溫度和正硫化時間4 過硫階段： 超過正硫化平坦期之后，由于斷鏈多于交聯(lián)，橡膠出現(xiàn)硫化返原現(xiàn)象而變軟；或因交聯(lián)繼續(xù)占優(yōu)勢和環(huán)化結構增多，橡膠變硬，伸長率降低，使橡膠性能受損。43粉料和粒料的制備過程, 混合、捏和與塑煉的區(qū)別1）混合 -

29、固態(tài)組分間的混合，如粉狀固體物；2）捏和 - 液態(tài)與固體物料的浸漬和混合，捏合機中，借助剪切作用；混合和捏和， T Tf，熔融狀態(tài)下，較強剪切速率下進行，組分化學或物理性質有所44初混合的目的，常用的初混合設備。熔點以下，低剪切下的混合 增加各組分微粒的無規(guī)排列程度，獲得原料組份間的一定均勻性； 增加塑煉前的各組分物料的均勻性，縮短塑煉時間，減輕降解；設備：轉鼓式混合機、螺帶混合機、Z型捏合機、高速混合機45塑煉的目的，塑煉工藝控制因素，常用的塑煉設備。1 塑煉的目的： 使物料在剪切力作用下，熱熔、剪切混合達到適當柔軟度和可塑性，使各組分分散更趨均勻，同時驅出其中的揮發(fā)物，改變物料的性狀，利于

30、輸送和成型。2塑煉工藝控制： 塑煉時間、塑煉溫度、剪切力3塑煉設備 雙輥塑煉機， 密煉機，擠出機46內潤滑劑，外潤滑劑，潤滑劑的作用機理改進熔體流動性，減少或避免對設備的粘附，提高制品表面光潔度等（包括脫模劑）；內潤滑劑：與聚合物有一定相溶性，可減少聚合物分子間的內聚力，削弱分子間內摩擦，降低熔體粘度 。 硬酯酸及其鹽類、硬酯酸丁酯、硬脂酰胺，油酰胺等。外潤滑劑：與聚合物相溶性小，成型過程中易析出至表面，粘附于設備表面，形成潤滑劑層，降低熔體和設備表面間的摩擦，防止熔體對設備的粘結，避免降解。 硬酯酸、石蠟、礦物物油及硅油等。47樹脂溶液配制所用設備和配料方法設備：溶解釜（強力攪拌，加熱夾套）

31、方法：慢加快攪和低溫分散法，以不出現(xiàn)聚合物結塊為度。慢加快攪：先加熱溶劑至一定溫度，高速攪拌下，緩慢投入粉狀或片狀聚合物。48粉料和粒料的配制一般分為哪四步，混合過程一般是靠哪三種作用來完成。答：粉料和粒料的配制一般分為四步：原料的準備，包括原料的預處理、稱量及輸送。初混合，是在聚合物熔點以下的溫度和較為緩和的剪切應力下進行的一種簡單混合?；旌蠒r的加料次序：樹脂、增塑劑、由穩(wěn)定劑、潤滑劑、染料等調制的混合物和其它固態(tài)填料等。初混物的塑煉，塑煉的目的是為了改變物料的性狀，使物料在剪切力的作用下熱熔、剪切混合達到適當?shù)娜彳浂群涂伤苄?，使各組分的分散更趨均勻，同時還依賴于這種條件來驅逐其中的揮發(fā)物及

32、彌補樹脂合成中帶來缺陷（驅趕殘余單體、催化劑殘余體等），使有利于輸送和成型等。塑煉物的粉碎和粒化，粉碎和?；际鞘构腆w物料在尺寸上得到減??；所不同的只是前者所成的顆粒大小不等，而后者比較整齊且具有固定形狀。49增強剪切混合效果的因素(方法)提高剪切速率，混合效果提高；改變剪切方向，混合效果提高。50塑料工業(yè)常用的混合設備及其用途常用混合設備：初混合設備：捏合機、高速混合機、管道式捏合機等，主要靠對流作用完成混合；塑煉設備： 雙輥塑煉機、密煉機和螺桿擠出機等，主要靠剪切作用完成混合。51混合的基本原理為哪三種作用(1) 擴散：濃度差推動（對于聚合物熔體，擴散作用不明顯）(2) 對流：機械攪拌下，

33、達到各組分在空間上的均勻分布。物料的初混。(3) 剪切：機械剪切力，達到均勻混合，物料組分的形態(tài)發(fā)生變化。塑煉。52標注螺桿結構的主要參數(shù), 討論螺桿結構的各主要參數(shù)對加工能力、混合塑化效果等的影響。螺桿結構的基本參數(shù)：直徑、長徑比、螺距、螺槽深度、螺桿壓縮比、螺旋角、螺桿與料筒的間隙等。（1）螺桿直徑： 45150mm，D，加工能力 D2；（2）螺桿長徑比 : 1825。 L/D， 有利于混合和塑化，減少漏流，適應性較強； L/D 過大，降解；螺桿下垂，功率消耗大； L/D過小，塑化不良。（3）螺桿壓縮比：加料段最初一個螺槽容積與均化段最后一 個螺槽容積之比。表示塑料在通過螺桿全長范圍內被壓

34、縮的倍數(shù)。壓縮比，塑料受到的擠壓作用，有利于壓實物料和排除物料中的氣體。53標注單螺桿擠出機和圓管擠出機頭的各結構名稱。（4）螺槽深度（h）：h，剪切速率，傳熱效率，混合及塑化效率，生產率。熱敏塑料，深螺槽，PVC。熔體粘度低，熱穩(wěn)定性好的塑料，淺螺槽， PA（5）螺旋角 ：螺紋與螺桿橫斷面的夾角。 ， 產量 ，剪切作用和擠壓力。通常 =10300；等距螺桿（螺距=直徑），17041，（6 ）螺桿的各段結構及其作用： 加（送）料段：將物料輸送往壓縮段，物料呈固態(tài)或部分熔化。螺槽容積可保持不變； 擠出結晶聚合物，加料段較長； 光滑的螺桿可減少物料與螺桿的摩擦；冷卻料筒，在料筒內壁面開縱向溝槽，增

35、大物料與料筒摩擦，有利于物料輸送。 壓縮（遷移）段：固體物料轉化為熔體，壓實物料，排除低分子。螺槽容積逐減。物料壓縮率= 制品比重/塑料表觀比重，粉料（45）， 粒 料（2.53）。熔溫寬的PVC，壓縮段長；熔溫很窄的PA， 一個螺距。LDPE 105 120 ；HDPE 125 130 ，45 50 ； （7） 螺桿間隙： 0.1 0.6 mm 間隙大，生產率降低。 間隙小，剪切較大，塑化好； 間隙過小，強烈剪切使物料熱機械降解，螺桿與料筒壁易摩擦； 漏流和逆流減小，影響熔體的混合。 54擠出成型圓管的定型方法及其原理；3-3 42055 熔化(塑化)物料的熱源； 擠出壓力是如何建立建立的。

36、熱源（料筒傳熱；物料內摩擦剪切生熱）擠出壓力的建立擠出成型時，沿料筒軸線方向，在物料內部建立起不同的壓力。擠出壓力的建立是物料得以經(jīng)歷物理狀態(tài)變化，獲得均勻密實的熔體，并最后成型制品的重要條件之一。擠出壓力的建立主要源于：a. 螺桿壓縮比的存在（螺桿螺槽深度或螺距的逐漸減小）；b. 濾網(wǎng)和機頭（口模）等產生的阻力；56 擠出成型原理主要涉及哪三個過程，并簡述擠出成型過程。57 簡述擠出機頭的作用。改變熔料的流動方向，由螺旋流動變?yōu)橹本€運動；賦予成型壓力，使制品密實；使物料進一步塑化均勻；熔體通過一定截面形狀的口模，取得所需形狀，成型制品。58簡述熔融理論的物理模型；熔化理論的物理模型： 熔化過

37、程，假設：(1)擠出過程穩(wěn)定，分界面位置固定不變；(2） 整個固相為均勻連續(xù)體；(3)熔溫范圍窄，固液相界面明顯；螺槽與固相的橫斷面是矩形。）在熱源（料筒傳熱；物料內摩擦剪切生熱）作用下，螺槽固體物料 在料筒附近部分熔化，形成熔膜；2）熔膜厚度 螺紋間隙，熔膜被“拖曳”，匯集于熔池；3）固體床移向分界面，形成新熔膜；4）固體床減小，直至物料完全熔融。59寫出機頭特性曲線方程和螺桿特性曲線方程。繪制螺桿口模特性曲線圖, 討論螺桿和機頭特性曲線與擠出機生產率的關系，以及螺桿特性曲線與擠出量和壓力降的關系。3-3 40460交聯(lián)法制備交聯(lián)聚乙烯管的工藝過程，偶氮化合物和過氧化物交聯(lián)法制備交聯(lián)聚乙烯管

38、的交聯(lián)反應機理; 61壓延成型；共擠出； 交聯(lián)擠出壓延成型是生產薄膜和片材的主要方法，它是將已經(jīng)塑化的接近粘流溫度的熱塑性塑料通過一系列相向旋轉著的水平輥筒間隙，使物料承受擠壓和延展作用，成為具有一定厚度寬度與割面光潔的薄片狀制品共擠出：使用數(shù)臺擠出機向一個復合機頭同時供給不同塑膠熔融料流、匯合復合成多層混合制品的擠出工藝62 判斷螺桿轉速、螺桿與料筒的間隙、螺槽深度、均化段壓力降等對擠出機擠出量的影響；1. 螺桿轉速增加，擠出量增大，模具阻力增大（口模尺寸減?。?，擠出量減小，壓力降增加2. 螺槽深淺對物料壓力、擠出量和熔體溫度的影響。3. 壓力（模具阻力）變化時, 淺螺槽螺桿， 擠出量的波動

39、較??；淺螺槽螺桿，對料溫的影響較小。 4. 均化段長度對擠出量的影響口模阻力變化和機頭內壓較大波動時，均化段長度較長時, 擠出量變化較小63熔體在均化段輸送，其流動的主要形式。雙螺桿擠出機的特點。雙螺桿擠出機的特點：1）強制輸送物料：螺桿互相嚙合，利用嚙合空間將物料推向前。 2）對物料的剪切力大、塑化效果好：反向旋轉雙螺桿，嚙合處螺棱、螺槽的速度方向相同，速度差； 同向旋轉雙螺桿，嚙合處螺棱、螺槽的速度方向相反，剪切力大，生熱多，3） 螺桿具有自潔作用：兩根螺桿的螺棱、螺槽存在速度差，互相剝離或刮去粘附的螺桿上的積料。錐形雙螺桿擠出機可直接加工PVC粉料，省去造粒工序，可降低生產費用。64注塑

40、機螺桿螺桿的作用螺桿是注塑機的重要部件。它的作用是對塑料進行輸送、壓實、熔化、攪拌和施壓。所有這些都是通過螺桿在料筒內的旋轉來完成的。在螺桿旋轉時，塑料對于機筒內壁、螺桿螺槽底面、螺棱推進面以及塑料與塑料之間在都會產生摩擦及相互運動65討論注塑過程中壓力的作用；注射過程中壓力的作用：() 預塑時，推動料筒中塑料向前移動，使塑料混合和塑化，克服固體粒子和熔體在料筒和噴嘴中流動時的阻力；()充模階段應克服澆注系統(tǒng)和型腔對塑料的流動阻力，使塑料獲得足夠充模速度及流動長度，使塑料在冷卻前充滿型腔；()保壓階段，壓實模腔中的塑料，對冷卻收縮的物料進行補料，使塑料熔成一體，使制品保持精確形狀，獲得所需性能。注射壓力與塑料品種、注射機類型、模具澆注系統(tǒng)結構尺寸、塑件壁厚流程大小等因素有關。一般40130MPa66注塑系統(tǒng)由哪幾部分組成；