蘇州大學(xué)高分子材料加工工藝學(xué)

纖維合成纖維：以合成高聚物為原料紡制的纖維化學(xué)纖維（非）：以天然或合成高聚物為原料紡制的纖維，涉及再生纖維、合成纖維和無機(jī)纖維。再生纖維：用天然高聚物為原料，經(jīng)化學(xué)解決和機(jī)械加工而制得的纖維。高技術(shù)纖維：涉及高性能纖維、功能纖維和差別化纖維高性能纖維：重要指高強(qiáng)度、高模量和耐高溫纖維。碳纖維，芳綸，高強(qiáng)高模量PE多組分纖維：由兩種或兩種以上高聚物組成的纖維。復(fù)合纖維：復(fù)合纖維是指由兩種或兩種以上組分紡制而成的纖維，每一根纖維中的兩組分有明顯的界面。共混纖維（Blendfiber）：是指通過兩種或多種聚合物共混后紡成的化學(xué)纖維混纖差別化纖維：指有別于普通常規(guī)性能的化學(xué)纖維，即通過采用化學(xué)或物理等手段后，其結(jié)構(gòu)、形態(tài)等特性發(fā)生改變，從而具有了某種或多種特殊功能的化學(xué)纖維。凝膠紡絲：將超高分子量聚乙烯溶解于特定的溶劑中，制成半稀溶液，經(jīng)噴絲孔噴出后通過空氣層，在低溫凝固浴中成型為帶有大量溶劑的凝膠狀絲條，所以形象地稱為凝膠紡絲法。干濕法紡絲：是干法與濕法相結(jié)合，將紡絲液從噴絲頭壓出，先通過一段空間，然后進(jìn)入凝固浴槽，從凝固浴槽導(dǎo)出初生纖維。

反映紡絲法：也稱化學(xué)紡絲法，是將預(yù)聚物通過噴絲孔擠入紡絲浴中，使預(yù)聚物細(xì)流在進(jìn)行聚合反映的同時，凝固成初生纖維的紡絲方法。彈性模量：材料在彈性形變范圍內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變的比值，涉及楊氏模量、剪切模量和體積模量。初始模量：指纖維受拉力作用使其伸長達(dá)原長1%時所需的負(fù)荷。單位cN/tex或cN/dtex斷裂強(qiáng)度：指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下纖維受恒速增長的拉伸負(fù)荷直至斷裂時的負(fù)荷值，常用單位CN/dtex或MPa。斷裂伸長：指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下纖維受恒速增長的拉伸負(fù)荷直至斷裂時長度的增長值（mm）。線密度;用于表征纖維的粗細(xì)限度，法定計量單位為特(tex)或分特（dtex）?；爻甭剩罕磉_(dá)紡織材料吸濕限度的指標(biāo)。以材料中所含水分重量占干燥材料重量的百分?jǐn)?shù)表達(dá)。耐疲勞性：反映纖維對多次變形的作用的穩(wěn)定限度，通常以耐雙折撓次數(shù)表達(dá)。（塑料的）硬度：材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。回彈性：回彈性則是用來描述彈性大小的量值。以在規(guī)定條件對物體施加作用力后，物體恢復(fù)本來形狀的時間，或者反彈力的大小表達(dá)。（塑料）硬度：材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。？拉伸比：聚酯纖維：大分子鏈中各鏈節(jié)通過酯基相連的成纖高聚物紡制而成的纖維。POY：預(yù)取向絲或部分取向絲，是在紡絲速度3000-4000m/min條件下獲得的有較高取向度的預(yù)取向絲。FDY：在POY高速紡絲過程中引入有效拉伸，可獲得具有高取向度和中檔結(jié)晶結(jié)構(gòu)的全拉伸卷繞絲。FOY:在紡絲速度6000-8000m/min條件下獲得的高取向度和中檔結(jié)晶結(jié)構(gòu)的全取向絲。UDY:紡絲速度為1000-1500m/min的未拉伸絲。DTY：Drawtexturingyarn拉伸變形絲，預(yù)取向絲在拉伸變形機(jī)上經(jīng)拉伸，假捻和變形連續(xù)進(jìn)行制得的成品絲。甲醇甲醇對苯二甲酸（TPA）對苯二甲酸二甲酯（對苯二甲酸（TPA）對苯二甲酸二甲酯（DMT）酯互換酯互換直接酯化直接酯化對苯二甲酸雙羥乙二酯對苯二甲酸雙羥乙二酯（BHET）（DMT）乙二醇乙二醇（EG）PPET什么叫酯互換、酯化？并寫出他們的反映式。酯互換：在PET合成中指對苯二甲酸二甲酯（DMT）與乙二醇（EG）反映生成對苯二甲酸雙羥乙二酯（BHET）和甲醇的反映。酯化：在PET合成中指對苯二甲酸（TPA）與甲醇反映生成對苯二甲酸二甲酯（DMT）以及對苯二甲酸（TPA）和乙二醇（EG）反映生成BHET的反映。聚酯縮聚反映后期分子量難以提高的因素是什么？應(yīng)采用什么措施提高？因素：（1）聚酯縮聚反映后期Mn增大，熔體粘度提高，EG氣泡難以形成和排除（2）縮聚反映是可逆反映，EG阻礙反映正向進(jìn)行措施：（1）提高真空度（2）立式反映器改為臥式反映器，增大體系揮發(fā)面積解釋恒速干燥和降速干燥過程。切片干燥前期為恒速干燥階段，目的是除去切片中的非結(jié)合水，切片含水率隨干燥時間線性下降。溫度越高，干燥速度越快；切片干燥后期為降速干燥階段，水與大分子間的氫鍵作用被破壞，結(jié)合水慢慢向切片表面擴(kuò)散并被除去，直至達(dá)成某干燥條件下的平衡水分。溫度越高，切片達(dá)平衡水分的時間越短，切片中平衡水含量越低。切片干燥的目的。除去水分，因水分對紡絲不利，可導(dǎo)致PET水解，紡絲斷頭，纖維質(zhì)量下降；提高切片含水的均勻性，從而使纖維質(zhì)量均勻；提高結(jié)晶度和軟化點(diǎn)，使熔體質(zhì)量均勻，不易發(fā)生環(huán)結(jié)阻料。試從干燥機(jī)理角度解釋切片干燥只能干燥到平衡含水率。真空轉(zhuǎn)鼓干燥（間歇）（溫度：溫度太高，聚合物發(fā)生分解；真空度：受設(shè)備等條件限制）熱風(fēng)干燥（連續(xù)）（溫度：溫度太高，聚合物發(fā)生分解；濕度：干空氣濕度有限制，無法做到完全無水。）整個干燥過程是一個傳質(zhì)和傳熱同時進(jìn)行的過程，當(dāng)切片表面隨著干燥進(jìn)行，結(jié)晶度增大形成致密氧化層使水分?jǐn)U散阻力加大，干燥速率加大，含水率減小幅度減小，干燥水分最終基本恒定，即平衡含水率。紡絲一步法和兩步法聚酯常規(guī)紡絲（UDY）與高速紡絲（POY）工藝上有哪些重要區(qū)別敘述物料在螺槽中的熔融過程熔融過程是在壓縮段完畢的。當(dāng)固體物料進(jìn)入壓縮段時，受到越來越大的擠壓成為固體床。固體床在前進(jìn)過程中受到料筒外加熱和內(nèi)摩擦的同時作用逐漸融化。一方面在靠近料筒表面處留下熔膜層，當(dāng)熔膜層厚度超過料筒與螺棱的間隙時，就會被旋轉(zhuǎn)的螺棱刮下并匯集于螺紋推力面的前方，形成熔池，而在螺棱后側(cè)為固體床，隨著螺桿的傳動，來自料筒的外加熱和熔膜的剪切熱不斷傳至未熔融的固體床，使與熔膜接觸的固體粒子熔融。這樣，在沿螺槽向前移動的過程中，固體床的寬度逐漸減小，直至所有消失，即完畢熔化過程。計量泵熔體分派泵供量:計量泵單位時間內(nèi)傳送熔體的重量,單位g/min?；緟?shù)含水率：密度：熔點(diǎn);PET1.38-1.40267PP0.03%PA3%1.14210-215PE例題：（1）PET濕切片含水率為0.4%-0.5%，干燥后下降至0.01%（常規(guī)紡）或0.003%-0.005%（高速紡）。（2）純PET熔點(diǎn)為267℃，工業(yè)生產(chǎn)的PET熔點(diǎn)略低，一般為255-264℃，這重要是由于在酯互換（酯化）或縮聚反映過程中副反映產(chǎn)生DEG，致使PET分子中具有醚鍵，破壞了分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，并增長了大分子柔性的緣故。（3）PET屬于結(jié)晶性聚合物，其Tm溫度低于Td,因此常采用熔體紡絲方法。螺桿擠出機(jī)參數(shù)（P333）螺桿擠出機(jī)的組成和各部分作用。螺桿擠出機(jī)由螺桿、套筒、傳動部分、加料裝置、加熱和冷切裝置構(gòu)成螺桿：進(jìn)料段輸送預(yù)熱切片，經(jīng)壓縮段壓實排氣并熔化，在計量段進(jìn)一步混合塑化，到達(dá)一定溫度后以一定壓力定量輸送至計量泵進(jìn)行紡絲。套筒：壓力容器和加熱室傳動部分：保證整個螺桿機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并調(diào)節(jié)加工速度。加料裝置：加入聚酯切片的容器和管道。加熱和冷切裝置：控制和穩(wěn)定螺桿不同區(qū)域的溫度，保證進(jìn)料、壓縮、熔化和計量輸出的連續(xù)進(jìn)行。FDY和POY在設(shè)備上有何不同？FDY紡絲機(jī)是在POY紡絲設(shè)備中配置一對拉伸輥，增長拉伸作用FDY紡絲在拉伸輥后裝有空氣網(wǎng)絡(luò)噴嘴，使絲束各單絲抱合纏結(jié)熔體紡絲、濕法紡絲、干法紡絲凝固過程有何區(qū)別？熔體紡絲：吹風(fēng)冷卻固化成型。濕法紡絲：從凝固浴的噴絲板小孔噴出，通過雙擴(kuò)散作用成型干法紡絲：熱氮?dú)馀c噴絲板噴出的原液細(xì)流并流下行，絲束中溶劑不斷揮發(fā)而逐漸成型。(非)熔體紡絲與溶液紡絲的區(qū)別？合用條件？熔體紡絲就是將聚合物熔融后并定量從噴絲孔擠出形成細(xì)流，經(jīng)空氣或水冷卻固化，以一定的速度卷繞成纖維的紡絲方法。溶液紡絲是將將高聚物濃溶液定量從噴絲孔擠出，溶液細(xì)流經(jīng)凝固浴或熱空氣或熱惰性氣體固化成纖維的方法。一般只要Tm<Td,均可熔體紡絲，分解溫度低于粘流溫度，聚乙烯醇，不能熔體紡絲。但假如粘流溫度太高如聚丙烯晴，加工不劃算，并且聚丙烯晴是極性聚合物，即使熔融粘度也很大，不利于加工。溶液紡絲的話，能找到合適的溶劑的都能溶液紡絲，一般來講非極性結(jié)晶高聚物不太合用于溶液紡絲，由于其熔融需要加熱到熔點(diǎn)，很難找到這么高沸點(diǎn)的溶劑且還要接近的溶度參數(shù)。拉伸的作用：使纖維中大分子取向，并規(guī)整排列，提高纖維強(qiáng)度，減少伸長率。加捻的目的：纖維條成紗線的必要手段加捻前：散纖維要凝聚成纖維條加捻后：外層纖維向內(nèi)層擠壓產(chǎn)生向心壓力,使須條沿纖維長度方向獲得摩擦力，具有一定的外觀結(jié)構(gòu)和物理性能聚酯纖維的性能：結(jié)構(gòu)致密，沒有極性基團(tuán)，吸濕性差；染色性差；抗靜電性差維綸縮醛化的定義及其方式所謂縮醛化，就是用醛解決乙烯醇纖維，使大分子鏈上的羥基與醛分子發(fā)生縮醛化反映，羥基部分地被封閉，并在PVA分子內(nèi)和分子間形成交聯(lián)點(diǎn)，從而進(jìn)一步提高纖維對熱水的穩(wěn)定性。分子內(nèi)縮合分子間縮合聚酰胺例題：1、聚酰胺纖維是耐磨性最佳的纖維寫出PA6、PA66、對位、間位芳香族聚酰胺分子式。尼龍6：-氨基酸為單體尼龍66：二元酸和二元胺為單體聚對苯二甲酰對苯二胺金黃色聚間苯二甲酰間苯二胺白色水在PA6聚合中的作用。開環(huán)劑，使己內(nèi)酰胺水解成氨基乙酸，使聚合反映成功完畢鏈引發(fā)過程。（將己內(nèi)酰胺水解成氨基乙酸，相稱于引發(fā)劑；）尼龍6聚合是可逆反映，排除水以提高分子量。（在平衡階段有水解作用，調(diào)節(jié)PA6的分子量和分子量分布，水過多會減少分子量，使分子量分布變寬。）丙綸紡絲為什么免干燥？聚丙烯大分子鏈不含極性基團(tuán)，吸水性差，含水率極低，且水分對聚丙烯熱氧化降解影響不大，故不必干燥。聚丙烯腈纖維作為碳纖維的原絲重要有纖維素纖維，聚丙烯腈纖維、瀝青纖維。解釋聚丙烯腈吸取紫外光強(qiáng)的因素。聚丙烯腈分子中具有氰基，氰基以三鍵連接（一個σ鍵，兩個π鍵）這種結(jié)構(gòu)可吸取能量較多的光子，并能轉(zhuǎn)化成熱能，從而保護(hù)了主鍵，克制降解。為什么聚丙烯腈有兩個玻璃化溫度？聚丙烯腈具有三種不同的聚集態(tài)，即非晶相低序態(tài)、非晶相中序態(tài)、準(zhǔn)晶相高序態(tài)。Tg是表征大分子鏈段熱運(yùn)動的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，因此Tg必然與鏈段所處的聚集狀態(tài)有關(guān)。聚丙烯腈三種不同聚集態(tài)必然有三個與之相相應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度。這種轉(zhuǎn)變溫度對非晶相是玻璃化溫度，對晶相則是熔點(diǎn)，故聚丙烯腈有兩個玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。粘膠纖維從漿粕到粘膠溶液的制備過程，了解每個重要環(huán)節(jié)。浸漬：漿粕浸在一定濃度、一定溫度的堿液中，生成堿纖維素壓榨：漿粕浸漬后把多余的堿液壓出粉碎：將堿纖維素撕碎的過程老成：粉碎后的堿纖維素在一定的溫度下保持一定期間，在空氣中氧化降解，聚合度下降至工藝規(guī)定。黃化：纖維素與CS2反映生成堿纖維素黃原酸酯溶解：把纖維素黃原酸酯柔性鏈高聚物制備高性能纖維最成功的是超高分子量聚乙烯纖維，工業(yè)上一般通過聚乙烯凝膠紡絲超倍拉伸方法制備得到。（UHMWPE）高強(qiáng)高模量PE的制備過程？將超高分子量聚乙烯溶解于特定的溶劑中制成半稀溶液，將纏結(jié)點(diǎn)密度控制在適當(dāng)限度，紡絲原液由噴絲孔噴出，依次通過空氣層，凝固浴得到凝膠絲，凝膠絲經(jīng)萃取解決后進(jìn)行超倍拉伸即可得到高性能的纖維。塑料塑料由哪兩種成分構(gòu)成，分別說明其作用？合成樹脂和添加劑合成樹脂的作用：合成樹脂是塑料的重要成分，是決定制品特性最重要的因素添加劑作用：改善塑料成型加工性能和制品使用性能，還可以減少成本。增塑劑：能減少樹脂的熔融溫度或熔體黏度，從而改善其成型加工性能，并能增長產(chǎn)品柔韌性、耐寒性的一類物質(zhì)。（硬質(zhì)PVC：增塑劑少軟質(zhì)PVC:增塑劑多）填充劑：為了提高塑料制品的物理—力學(xué)性能或賦予制品某些特殊性能，同時也提高加工性能，減少樹脂單耗或減少成本而加入的物質(zhì)。通用塑料：產(chǎn)量大、用途廣、價格低、日用品和一般工農(nóng)業(yè)品：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛工程塑料：具有很強(qiáng)耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度、和耐磨損性的塑料。產(chǎn)量小，性能高，用于制造軸承、齒輪、替代金屬和陶瓷等：聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS、聚四氟乙烯、聚砜、聚酰亞胺、高密度聚乙烯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮塑料按其受熱行為分為哪兩類，說明各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？塑料按其受熱行為分為熱塑性塑料和熱固性塑料。熱塑性塑料中樹脂分子鏈都是線型或帶支鏈的結(jié)構(gòu)，加熱時軟化流動．冷卻后可成型。假如再次加熱又可熔化成型為另一形狀。上述過程一般只有物理變化。塑料中樹脂具有體型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一般在成型前是預(yù)聚體，大分子呈線型結(jié)構(gòu)，具有熱可塑性，加熱成型后轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，樹脂變得不熔不溶。此后，再次加熱時，不再具有可塑性。上述過程既有物理變化，又有化學(xué)變化，具有不可逆性。熱塑性塑料，熱固性塑料都可注射成型，它們有什么區(qū)別？熱固性塑料和熱塑性塑料注射成型的重要不同之處：預(yù)塑化的熔體溫度低，流動性不高；充模的流動過程也是熔體經(jīng)受進(jìn)一步塑化的過程；熔體取得模腔形狀的進(jìn)一步定型是依靠高溫下的固化反映完畢。塑料原料的混合是通過哪幾種方式如何混合均勻的？塑料、橡膠、纖維的擠出成型的相同點(diǎn)和區(qū)別塑性塑料、熱固性塑料、橡膠都可以注射成型，他們有什么區(qū)別橡膠生膠按來源可分為天然橡膠、合成橡膠（和再生橡膠）。天然橡膠的結(jié)構(gòu)和重要性能和用途，合成橡膠根據(jù)性能和用途分哪兩類，舉例。（1）天然橡膠是以異戊二烯為單元鏈節(jié)，以共價鍵結(jié)合而成的長鏈分子，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：天然橡膠在空間的排列位置有順反兩種異構(gòu)體，順式在室溫下具有彈性和柔軟性；反式在室溫下無彈性，可作塑料使用。（2）重要性能：a密度0.91—0.93g/cm3,b能溶于苯和汽油中，耐油耐溶劑性差c天然橡膠的生膠及交聯(lián)度不高的硫化膠具有高彈性d天然橡膠的生膠、混煉膠和硫化膠的強(qiáng)度都比較高e天然橡膠為極性大分子，具有優(yōu)良的介電性能f具有不飽和雙鍵，易氧化‘加成，故耐老化性能不佳。（3）用途：天然橡膠是最佳的通用橡膠，用途廣泛，是制造輪胎等工農(nóng)業(yè)橡膠制品的重要原料，也是制造電器用品等高級橡膠制品的重要原料。（4）合成橡膠按性能和用途分為通用合成橡膠和特種合成橡膠舉例：通用合成橡膠：丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠等特種合成橡膠：丁基橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠、聚氨酯橡膠、丙烯酸橡膠等硫化：在加熱和加壓條件下，膠料中的生膠與硫化劑發(fā)生化學(xué)反映，使橡膠由線型結(jié)構(gòu)的大分子交聯(lián)成為立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的大分子，使膠料的物理—力學(xué)性能及其他性能有明顯的改善，這個過程稱為硫化。概念的發(fā)展：線性高分子通過交聯(lián)作用而形成的網(wǎng)狀高分子的工藝過程。硫化的目的：同上橡膠的組成：生膠和配合劑配合劑：為便于加工、改善產(chǎn)品的使用性能和減少制品成本，加入的各種化學(xué)輔助原料。如硫化劑，硫化促進(jìn)劑，防老劑，填充劑等?；鞜挘簩⒏鞣N配合劑混入生膠中，制得質(zhì)量均勻的混煉膠的工藝過程?；鞜挼哪康模簽榱颂岣呦鹉z制品的使用性能，改善橡膠加工性能和減少成本合成橡膠分類噴絲頭拉伸比合成橡膠用途分類涂料：涂料是一種涂覆在物體表面同時能形成牢固附著的連續(xù)薄膜的配套性工程材料。膠黏劑：通過界面的黏附和內(nèi)聚等作用，能使兩種或兩種以上的制件或材料連接在一起的天然的或合成的、有機(jī)的或無機(jī)的一類物質(zhì)。（涂料和膠黏劑組成【1】涂料：涂料是由基料或成膜物質(zhì)，溶劑，顏料和助劑等成分組成的基料：是構(gòu)成涂料的基礎(chǔ)。它決定了涂料的基本特性，能使涂料牢固附著于被涂物表面上形成連續(xù)薄膜，俗稱涂膜顏料.:使涂膜呈現(xiàn)色彩,增長厚度,提高涂膜機(jī)械強(qiáng)度,耐磨性.咐著力個耐腐蝕性等.

溶劑:是為減少成膜物質(zhì)的粘調(diào)度.

助劑:是為改善涂膜或涂料的各種性能.【2】膠黏劑：基料（粘料），固化劑和固化促進(jìn)劑

，稀釋劑，溶劑，

增塑劑和增韌劑。

基料：是使兩個被粘物結(jié)合在一起時其重要作用的組分，他決定著膠黏劑的基本性能。溶劑：可