高分子材料成型加工含答案

1、1.高分子材料成型加工：通常是使固體狀態(tài)(粉狀或粒狀)、糊狀或溶液狀態(tài)的高分子化合物熔融或變形，經(jīng)過模具形成所搖的形狀并保持其已經(jīng)取得的形狀，最終得到制品的工藝過程。2. 熱塑性塑料：是指具有加熱軟化、冷卻硬化特性的塑料(如:ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等),它可以再回收利用。具有可塑性可逆熱固性塑料：是指受熱或其他條件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料(如:酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂、聚胺酯、發(fā)泡聚苯乙烯、不飽和聚酯樹脂等)具有可塑性,是不可逆的、不能再回收利用。3. 通用塑料：一般是指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價格便宜的塑料工程塑料：指拉伸強度大于50MPa，

2、沖擊強度大于6KJ/m2,長期耐熱溫度超過100°C的、剛性好、蠕變小、自潤滑、電絕緣、耐腐蝕等的、可代替金屬用作結(jié)構(gòu)件的塑料.4. 可擠壓性：材料受擠壓作用形變時，獲取和保持形狀的能力。可模塑性：材料在溫度和壓力作用下，產(chǎn)生形變和在模具中模制成型的能力。可延展性：材科在一個或兩個萬向上受到壓延或拉伸的形變能力。可紡性：材料通過成型而形成連續(xù)固態(tài)纖維的能力。5. 塑化效率：高分子化合物達到某一柔軟程度時增塑劑的用量定義為增塑劑的塑化效率。定義DOP的效率值為標準1,小于1的則較有效,大于1的較差.6. 穩(wěn)定流動：凡在輸送通道中流動時，流體在任何部位的流動狀況及一切影響流體流動的因素不

3、隨時間而變化，此種流動稱為穩(wěn)定流動。不穩(wěn)定流動：凡流體在輸送通道中流動時，其流動狀況及影響流動的各種因素都隨時間而變化，此種流動稱之不穩(wěn)定流動。7. 等溫流動是指流體各處的溫度保持不變情況下的流動。 （在等溫流動情況下，流體與外界可以進行熱量傳遞，但傳入和輸出的熱量應(yīng)保持相等）不等溫流動：在塑料成型的實際條件下，由于成型工藝要求將流道各區(qū)域控制在不同的溫度下:而且由于粘性流動過程中有生熱和熱效應(yīng)，這些都使其在流道徑向和軸向存在一定的溫度差，因此聚合物流體的流動一般均呈現(xiàn)非等溫狀態(tài)。8. 熔體破裂: 聚合物在擠出或注射成型時，在流體剪切速率較低時經(jīng)口模或澆口擠出物具有光滑的表面和均勻的形狀。當剪

4、切速率或剪切應(yīng)力增加到一定值時，在擠出物表面失去光澤且表面粗糙，類似于“橘皮紋”。剪切速率再增加時表面更粗糙不平。在擠出物的周向出現(xiàn)波紋，此種現(xiàn)象成為“鯊魚皮”。當擠出速率再增加時，擠出物表面出現(xiàn)眾多的不規(guī)則的結(jié)節(jié)、扭曲或竹節(jié)紋，甚至支離和斷裂成碎片或柱段，這種現(xiàn)象統(tǒng)稱為熔體破裂.9. 離模膨脹:聚合物熔體擠出后的截面積遠比口模截面積大。此種現(xiàn)象稱之為巴拉斯效應(yīng)，也成為離模效應(yīng)。離模膨脹依賴于熔體在流動期間可恢復(fù)的彈性變形。有如下三種定性的解釋：取向效應(yīng)、彈性變形效應(yīng)（或稱記憶效應(yīng)）、正應(yīng)力效應(yīng)。10. 均勻程度指混人物所占物料的比率與理論或總體比率的差異。分散程度指混合體系中各個混人組分的粒

5、子在混合后的破碎程度。破碎度大。粒徑小，起分散程度就高；反之。粒徑大，破碎程度小，則分散的不好11. 塑煉：為了滿足各種加工工藝的要求，必須使生膠由強韌的彈性狀態(tài)變成柔軟而具有可塑性的狀態(tài)，這種使彈性生膠變成可塑狀態(tài)的工藝過程稱作塑煉。 混煉就是將各種配合劑與可塑度合乎要求的生膠或塑煉膠在機械作用下混合均勻，制成混煉膠的過程。12. 固化速率：是以熱固性塑料在一定的溫度和壓力下，壓制標準試樣時，使制品的物理機械性能達到最佳值所需的時間與標準試件的厚度的比值（s/mm厚度）來表示，此值愈小，固化速率愈大。13.成型收縮率：在常溫常壓下，模具型腔的單向尺寸L 。和制品相應(yīng)的單向尺寸L之差

6、與模具型腔的單向尺寸L。之比。SL=(L。-L)/L。*100%14.螺桿的長徑比:指螺桿工作部分的有效長度L與直徑Ds之比。L/Ds大，能改善塑料的溫度分布，混合更均勻，并可減少擠出時的逆流和漏流，提高擠出機的生產(chǎn)能力。螺桿的壓縮比A指螺桿加料段第一個螺槽的容積與均化段最后一個螺槽的容積之比，它表示塑料通過螺桿的全過程被壓縮的程度。A越大，塑料受到的擠壓作用也就越大，排除物料中所含空氣的能力就大。壓縮比的獲得主要采用等距變深螺槽、等深變距螺槽和變深變距螺槽等方法，其中等距變深螺槽是最常用的方法。15.注射量：指注射機在注射螺桿(或柱塞)作一次最大注射行程時，注射裝且所能達到的最大注射量。其有

7、兩種表示法：一種是以PS原料為標準。用注射PS熔料的質(zhì)量以“g”為單位表示；另一種是用注射出的容積以“cm3”為單位表示。鎖模力是由合模機構(gòu)所能產(chǎn)生的最大模具閉緊力決定的，它反映了注射機成型制品面積的大小。16. 包軸現(xiàn)象: 在移動螺桿注射機中，螺桿轉(zhuǎn)速過高時，螺桿表面的橡膠分子發(fā)生拉伸取向，形成多層取向狀態(tài)，會產(chǎn)生一種收縮力，起到一種鉗住作用，使膠料成團抱住螺桿一起轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象叫包軸現(xiàn)象（又稱韋森貝爾格效應(yīng)）17.壓延效應(yīng)由于物料在壓延過程中，在通過壓延輥筒間隙時受到很大的剪切力和一些拉伸應(yīng)力，因此高聚 物大分子沿著壓延方向作定向排列，以致制品在物理機械性能上出現(xiàn)各向異性，這種現(xiàn)象在壓延成型中

8、稱為壓延效應(yīng)。壓延效應(yīng)引起制品的性能發(fā)生變化，使壓延薄膜的縱向拉伸強度大于橫向拉伸強度，橫向斷裂伸長率大于縱向。壓延效應(yīng)的大小受到壓延溫度、輥筒轉(zhuǎn)速與速比、輥隙存料量、制品厚度以及物料的性質(zhì)等因素影響。壓延涂層法:壓延軟質(zhì)塑料薄膜時，如果以布、紙或玻璃布作為增強材料，將其隨同塑料通過壓延機的最后一對輥筒,把黏流態(tài)的塑料薄膜緊覆在增強材料之上，所得的制品即為人造革或涂層布（紙），這種方法統(tǒng)稱為壓延涂層法。二簡述題1高分子材料的加工性（含義，場合，制約因素）加工性能含義場合制約因素可擠壓性材料受擠壓作用形變時，獲取和保持形狀的能力擠出機、注射機的機筒、壓延機的輥筒間及模具中熔體黏度、加工設(shè)備結(jié)構(gòu)、

9、熔體流變性、熔體流變速率，可模塑性材料在溫度和壓力作用下，產(chǎn)生形變和在模具中模制成型的能力注射機，模壓機，擠出機作用下模具成型過程流變性、熱性能及其他物理機械性能、高分子化合物的化學(xué)反應(yīng)性可延展性材科在一個或兩個萬向上受到壓延或拉伸的形變能力壓延或拉伸成型中材料的塑性能力和應(yīng)變硬化作用可紡性材料通過成型而形成連續(xù)固態(tài)纖維的能力擠出成型時的噴頭流變性、熔體黏度和強度、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性2簡述口模入口處壓力降產(chǎn)生的原因 1)物料從料筒進入口模時，熔體黏滯流動流線在入口處產(chǎn)生收斂所引起的能量損失2)在入口處由于聚合物熔體產(chǎn)生彈性變形，因彈性能的儲蓄所造成的能量消耗3)熔體流經(jīng)入口處時，由于剪切速率

10、的劇烈增加而引起速度的激烈變化，為達到穩(wěn)定的流速分布所造成的壓力降3.聚合物熔體的離膜膨脹產(chǎn)生的原因是什么？答：離模膨脹依賴于熔體在流動期間可恢復(fù)的彈性變形。有如下三種解釋： 1)取向效應(yīng)：聚合物溶體流動期間處于高剪切場內(nèi)，其大分子在流動方向取向，但在口模在出口處發(fā)生解取向，從而引起離模膨脹2)彈性變形效應(yīng)（記憶效應(yīng)）：當聚合物熔體由大直徑的料筒進入小口徑口模時，產(chǎn)生了彈性形變，而在熔體離開時，彈性形變獲得恢復(fù)，從而引起離模膨脹，3)正應(yīng)力效應(yīng)：由于黏彈性流體的剪切變形，在垂直于剪切方向上引起了正應(yīng)力的作用，從而引起離模膨脹4.簡述分散混合的定義、目的和實現(xiàn)手段.定義：指在混合過程中發(fā)生粒子尺

11、寸減小到極限值時，同時增加相界面和提高混合物組分均勻性的混合過程。目的：把少數(shù)組分的固體顆粒和液相滴分散開來，成為最終粒子或允許的更小顆?；虻危⒕鶆虻姆植嫉蕉嘟M分中。實現(xiàn)手段：主要靠剪切應(yīng)力和拉伸應(yīng)力作用實現(xiàn)。5.簡述高速混合機的結(jié)構(gòu)和工作原理.答：結(jié)構(gòu)：主要由附有加熱或冷卻夾套的圓筒形混合室和一個裝在混合室內(nèi)底部的高速轉(zhuǎn)動葉輪所組成。工作原理：高速混合機工作時，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪借助表面與物料的摩擦力和側(cè)面對物料的推力使物料沿葉輪切線運動。同時，由于離心力的作用，物料被拋向混合室內(nèi)壁，并且沿壁面上升，當升到一定高度后，由于重力的作用，又落回到葉輪中心，接著又被拋起，由于葉輪轉(zhuǎn)速很高，物料運動速

12、度很快，快速運動著的粒子間相互碰撞、摩擦，使得團塊破碎，物料溫度相應(yīng)升高，同時迅速地進行著交叉混合，這些作用促進了組分的均勻分布和液態(tài)添加劑的吸收6.簡述Z形捏合機的結(jié)構(gòu)和工作原理.答：它的主要結(jié)構(gòu)部分是一個有可加熱和冷卻夾套的鞍型底部的混合室和一對Z型攪拌器。工作原理：混合時，物料借助于相向轉(zhuǎn)動的一對攪拌器沿著混合室的側(cè)壁上翻而后在混合室的中間下落，再次為攪拌器作用，這樣周而復(fù)始，物料得到重新折迭和撕捏作用，從而取得均勻的混合。7.試比較三種模壓成型用模具的不同。答：模壓成型用的模具按其結(jié)構(gòu)特點分主要有溢式、不溢式和半溢式模具三種。溢式模具是由陰模和陽模兩部分組成，陰陽兩部分的正確閉合由導(dǎo)柱

13、來保證，制品的脫模靠頂出桿完成這種模具結(jié)構(gòu)比較簡單，操作容易，制造成本低對壓制扁平盤狀或蝶狀制品較為合適不溢式模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造成本高沒有溢料縫，所以物料不能從模具型腔中溢出，適合加工高密度制品陰模壁厚，陰模帶有頂桿或可制造成可拆卸的幾部分采用重量法準確加料半溢式模具結(jié)構(gòu)介于溢式和不溢式之間，分有支承面和無支承面兩種形式。有支承面:具有除裝料室，物料的外溢受到限制特點是制造成本高，模壓時物料容易積留在支承面上，從而使型腔內(nèi)的物料得不到足夠的壓力。無支承面:陰模在進口處開設(shè)向外傾斜的斜面，陰模陽模之間形成一個溢料槽，多余料可從溢料槽滋出，但受到一定限制8.橡膠的硫化歷程包含哪幾個階段？簡述每

14、個階段橡膠結(jié)構(gòu)和物理機械性能的變化規(guī)律。答：橡膠的硫化歷程可分為四個階段:焦燒階段、預(yù)硫階段、正硫化階段和過硫階段。焦燒階段又稱硫化誘導(dǎo)期，是指橡膠在硫化開始前的延遲作用時間，在此階段膠料尚未開始交聯(lián)，膠料在模型內(nèi)有良好的流動性。焦燒階段的長短決定了膠料的焦燒性能和操作安全性。預(yù)硫階段焦燒期以后橡膠開始交聯(lián)的階段。在此階段，隨著交聯(lián)反應(yīng)的進行，橡膠的交聯(lián)程度逐漸增加，并形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。橡膠的物理機械性能逐漸上升，但尚未達到預(yù)期的水平，但有些性能如抗斯裂性、耐磨性等卻優(yōu)于正硫化階段時的膠料。預(yù)硫階段的長短反映了橡膠硫化反應(yīng)速度的快慢，主要取決于膠料的配方。正硫化階段橡膠的交聯(lián)反應(yīng)達到一定的程度，此

15、時的各項物理機械性能均達到或接近最佳值，其綜合性能最佳。此時交聯(lián)鍵發(fā)生重排、裂解等反應(yīng)，膠料的物理機械性能在這個階段基本上保持恒定或變化很少，所以該階段也稱為平坦硫化階段。過硫階段正硫化以后繼續(xù)硫化便進人過硫階段。交聯(lián)反應(yīng)和氧化及熱斷鏈反應(yīng)貫穿于像膠硫化過程的始終，只是在不同的階段，這兩種反應(yīng)所占的地位不同，在過硫階段中往往氧化及熱斷鏈反應(yīng)占主導(dǎo)地位，因此膠料出現(xiàn)物理機械性能下降的現(xiàn)象。9.簡述模壓法、移模法和注射成型法三種橡膠成型方法的區(qū)別答：橡膠注射成型是將膠料通過注射機進行加熱，然后在壓力作用下從機筒注人密閉的模型中，經(jīng)熱壓硫化而成為制品的生產(chǎn)方法。橡膠注射是在模壓法和移模法生產(chǎn)基礎(chǔ)上發(fā)

16、展起來的。模壓法是使用平板硫化機生產(chǎn)模型制品如密封圈、防震墊等)的方法，設(shè)備簡單，更換產(chǎn)品方便。但模壓法存在著勞動強度大，自動化程度低，廢品率較高等缺點，尤其是生產(chǎn)形狀復(fù)雜，膠層較厚的金屬骨架制品時，困難較大。移模法與熱固性塑料的傳遞模塑類似，先將預(yù)先準備好的膠料體裝人模型上部的塞筒內(nèi)，在強大的壓力下鑄人模腔，然后移人硫化罐硫化。該法膠料流動性好，產(chǎn)品較均勻致密，特別對某些形狀較復(fù)雜的制品，所得產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu)于普通模壓法。然而移模法仍未解決勞動強度大、生產(chǎn)率低的問題。注射成型與移模法有些相似，區(qū)別在于注射模具是直接裝在注射機上，可以自動開閉。生產(chǎn)時，將帶狀(或粒狀)膠料喂入加料口，經(jīng)預(yù)熱、塑化借

17、注射機的螺桿或柱塞直接注人模型就地硫化，不必像移模法那樣再將模型移到硫化罐內(nèi)。當膠料在模型中硫化時，注射機同時進行另一次注射的進料塑化動作，成型周期較短。10.單螺桿擠出機的螺桿可分為哪三個階段？試述各段的作用和結(jié)構(gòu)特征。答：單螺桿擠出機的螺桿可分為加料段、壓縮段和均化段三段.加料段作用是對料斗送來的塑料進行加熱，同時輸送到壓縮段。加料段通常是等深等距的深槽螺紋螺桿，塑料在該段螺槽始終保持固體狀態(tài)。壓縮段作用是對加料段送來的料起擠壓和剪切作用，同時使物料繼續(xù)受熱，由固體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴隗w，趕走塑料中的空氣及其他揮發(fā)成分，增大塑料的密度，塑料通過壓縮段后，應(yīng)該成為完全塑化的粘流狀態(tài)。螺距的變化壓縮

18、段螺槽等深但不等距，即螺距愈來愈小，而螺桿根徑d不變。螺槽深度的變化:壓縮段螺槽等距而不等深，即螺桿根徑漸大。均化段作用是將塑化均勻的物料在均化段螺槽和機頭回壓作用下進一步攪拌塑化均勻，并定量定壓地通過機頭口模擠出成型。等距等深的淺槽螺紋。11.注射螺桿與擠出螺桿的區(qū)別？（運作方式、作用、結(jié)構(gòu)）答：注射螺桿的作用是對塑料輸送、壓實、塑化及傳遞注射壓力。而擠出螺桿無傳遞注射壓力作用。注射螺桿與擠出螺桿在結(jié)構(gòu)上有如下區(qū)別:1注射螺桿的長徑比較小，在10一15之間。2)注射螺桿壓縮比較小，在2一2 .5之間。3)注射螺桿均化段長度較短，但螺槽深度較深，以提高生產(chǎn)率。為了提高塑化量，加料段較長，約為裸

19、桿長度的一半。4)注射螺桿的頭部呈尖頭型，與噴嘴能很好的吻合，以防止物料殘存在料筒端部而引起降解。5)噴嘴 在料筒的前部，是連接料筒和塑模的通道，其作用是引導(dǎo)塑化料從料筒進入模具，并使有一定的射程。運作方式：注射螺桿兼有旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運動，擠出螺桿只有旋轉(zhuǎn)12壓延成型中采用哪三種手段來補償昆筒彈性變形對薄膜橫向厚度分布均勻性的影響中高度法：亦稱凹凸系數(shù)法，即把輥筒的工作表面加工成中部直徑大，兩端直徑小的腰鼓型，沿滾筒的長度方向有一定的弧度。軸交叉法：將壓延機相鄰的兩個平行輥筒中的一個繞軸線中心點旋轉(zhuǎn)一個微小角度，使兩軸線成交叉狀態(tài)，在兩個輥筒之間的中心間隙不變的情況下增大兩端的間隙，彌補了由于彈性

20、彎曲所產(chǎn)生的壓延制品的中間厚兩端薄的缺陷預(yù)應(yīng)力法：在輥筒工作負荷作用前，在輥筒軸承的兩端的軸頸上預(yù)先施加額外負荷，其作用方向正好與工作負荷相反，是輥筒產(chǎn)生的變形與分離力引起的變形方向正好相反，這樣，在壓延過程中產(chǎn)生的兩種形變便可以抵消，從而達到補償?shù)哪康摹?. 工業(yè)上用熔體流動速率MFR值的大小評價高分子材料的可擠出性2. 非牛頓流體的分類（圖）非牛頓黏性流體課分為賓哈流體、膨脹性流體和假塑形流體；其中假塑形流體被稱為“剪切變稀的流體”，膨脹性流體被稱為“剪切增稠的流體”（圖P127）3. 正交表P1064. 材料配方的表示方法p1031.以高分子化合物為100份的配方表示法：以高分子化合物質(zhì)

21、量為100份，其他組分則以相對于化合物的質(zhì)量份數(shù)表示2.以混合物為100份的配方表示法：以高分子化合物及各種添加劑的混合料總質(zhì)量為100份，各組分以質(zhì)量分數(shù)表示5. 混合的基本運動形式p151混合涉及到三種擴散的基本運動形式：分子擴散、渦旋擴散和體積擴散分子擴散：是由濃度梯度驅(qū)使自發(fā)地發(fā)生的一種過程，各組分的微粒子由濃度較大的區(qū)域遷移到濃度較小的區(qū)域，從而達到各出組分的均化。分子擴散在分子和低黏度液體中占支配地位。渦流擴散：即紊流擴散。體積擴散：即對流擴散。是指流體質(zhì)點、液滴或固體粒子由系統(tǒng)的一個空間位置向兩一個空間位置的運動，或兩種或多種組分在相互占有的空間內(nèi)發(fā)生運動，以期達到各組分的均布。這種混合占支配地位。黏性流體的混合要素有剪切、分流和位置交換，按分散體系的流動特性，混煉操作可分為攪拌、混合和混煉，而壓縮、剪切和分配置換是混煉的三要素。6. 熔化理論的熔化過程p227熔膜：由于外傳熱和摩擦熱的共同作用，與物料筒表面接觸的物料首先熔化，形成熔膜遷移面：固相與液相的界面稱為遷移面。熔化在此處進行熔化過程