高分子材料基本加工工艺第三章第一节第二节

度，类似凝胶；当外部τ作用而破坏暂时的交联点时，粘度即随 和剪切时间的增加而降低。 摇凝性液体
A.含义：在定温下表观粘度随剪切持续时间延长而增大的液体称为摇凝性液体。 B.原因：主要原因是溶液中不对称的粒子（椭球形线团）在剪切应力场的速度作用下取向排列形成暂时 次价交联点所致，这种绨合使粘度不断增加，最后形成凝胶状，只要外力作用一停止，暂时交联点就消除，粘 度重新降低。
应变：材料在应力作用下产生的形变和尺寸的改变称为应变。（单位长度的形变量） 根据受力方式不同，通常有三种类型：剪切应变（γ）、拉伸应变（ε）和流体静压力的均匀压缩
剪切速率
表示单位时间内的剪切应变
拉伸速率 牛顿粘度
表示单位时间内的拉伸应变
为比例常数，称为牛顿粘度。是液体自身所固有的性质，其表征液体抵抗外力 引起流动变形的能力。液体不同，粘度值不同与分子结构和温度有关，单位（
高分子材料加工工艺聚合物流 变学基础
流变学 流动+形变
高分子材料加工流变学？
第一节 高分子熔体流变行为
• 1 非牛顿型流动 • （1）牛顿流体 • 服从牛顿流动定律的流体称为牛顿流体 • （2）非牛顿流体 • 凡不服从牛顿流动定律的流体称为非牛顿流体
应力：单位面积上所受的力称为应力。 根据受力方式不同，通常有三种主要类型：剪切应力（τ）、拉伸应力（б）和流体静压力（P）
• 高分子流动不是简单的整个分子的迁移，而是链段的相继蠕动来实现的。类似于蛇的蠕动。链段的尺寸大 小约含几十个主链原子。
• 流动不复合牛顿流体的运动规律。粘度随剪切速率或剪切应力的大小而改变。 • 这个优点利于我们通过改变螺杆转速、压力等工艺参数调节熔体的粘度、改善其流动性。
• 聚合物在流动过程中所发生的形变一部分是可逆的，因为聚合物的流动并不是高分子链之间简单的相对滑 移的结果，而是链段分段运动的总结果，这样在外力作用下，高分子链不可避免地要顺外力方向有所伸展 ，聚合物进行黏性流动时，必然伴随高弹形变。在外力消除后，高分子链又要卷曲起来。

例4的解题过程（1）
（1） 平板表面温度：平壁表面的最初差余温度θ’与最终差 余温度θw，分别为： θ’=200-20=180℃ θw =Tw-20 其中Tw为平板表面温度，所以θw/θ’=（Tw-20）/180 又 F0=a×t /δ2 式中： t=18min=0.3h 板的厚度δ=20/2mm=0.01m(因两面传热)； PP的λ=11.718J／（cm· ℃）=0.4183kJ／（m· ℃）； s· h· Cp=2.928kJ/（kg· ℃） ρ=900kg／m3 α=k/（ρ· p）=0.4183/(2.928×900)=1.6×14-4m2/h,将数据 C 代入上式,得 F0=1.6×14-4×0.3/0.012=0.48
1、不同频率下，温度与变形的关系：P64 图 2-11 在橡胶加工中的应用 2、滞后现象引起的内耗，使温度上升 （1）应力和应变的相位角 P65 图2-12 （2）滞后所消耗的功：W=πζ0ε0sinδ （3）内耗峰的出现及其分析：P65 图2-13
三、高分子材料在成型加工中的化学反应 热
高分子材料在加工过程中，凡发生化学反应 之时，都伴随着热效应。用有化学发泡剂生产 泡沫塑料时，有生产热的产生或吸收热量。 在橡胶硫化过程中，生胶与硫磺之间的化学 反映也是放热反应。实验证明，在184℃硫化时， 含4%硫磺胶料的反应热为+41.8J/g。这在硫化 工艺中是不能忽视的一个因素，尤其是硬质橡 胶制品硫化时所产生的热量更大。在制订工艺 条件时，必须对生成热的量有正确的估算，以 便在工艺上采取相应的措施。
二、热容
1、热的物理概念：热也可以按类似的二象性处理。 可以把热作为向周围传递的波，也可以作为具 有一定能量的粒子-声子。 2、热容和比热容的概念： 热容是材料的温度提高1℃（或1K）所需的 能量,单位为J/℃（或J/K）。 比热容是将单位质量材料的温度提高1℃ （或J/K）所需的能量,单位为J/（kg· ℃）。 3、比热容的数据：P53 表2-2 这些数据说明什 么？

膜的形式可以是固态的，也可以是液态的。 被膜分割的流体物质可以是液态的，也可以是气 态的。膜至少具有两个界面，膜通过这两个界面 与被分割的两侧流体接触并进行传递。分离膜对 流体可以是完全透过性的，也可以是半透过性的， 但不能是完全不透过性的。
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膜分离技术是利用膜对混合物中各组分的选 择渗透性能的差异来实现分离、提纯和浓缩的新 型分离技术。
◆ 第四道：RO逆渗透系统 美国高科技的RO逆渗透膜，去 除重金属离子杂质，有效去除过滤性病毒及细菌等有害物 质：
◆ 第五道：后置活性炭系统 高密度活性炭（T33）提高和增 加活净水口感，使水质更加甘甜可口，补充人体所需微量 元素和矿物质。
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开发膜组件的几个基本要求：
◆ 适当均匀的流动，无静水区； ◆ 具有良好的机械稳定性、化学稳定性和热稳
分离的类型包括同种物质按不同大小尺寸的 分离；异种物质的分离；不同物质状态的分离等。
在化工单元操作中，常见的分离方法有筛分、 过滤、蒸馏、蒸发、重结晶、萃取、离心分离等。 然而，对于高层次的分离，如分子尺寸的分离、 生物体组分的分离等，采用常规的分离方法是难 以实现的，或达不到精度，或需要损耗极大的能 源而无实用价值。
纤维素酯类材料易受微生物侵蚀，pH值适应 范围较窄，不耐高温和某些有机溶剂或无机溶剂。 因此发展了非纤维素酯类（合成高分子类）膜。
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二、聚砜类
O
聚砜结构中的特征基团为 S
O
聚砜类树脂常用的制膜溶剂有：二甲基甲 酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲 基亚砜等。
聚砜类树脂具有良好的化学、热学和水解 稳定性，强度也很高，pH值适应范围为1～13， 最高使用温度达120℃，抗氧化性和抗氯性都十 分优良。因此已成为重要的膜材料之一。

第一章1.高分子材料的定义以高分子材料为主要组分的材料2.高分子材料成型加工的定义高分子材料是通过成型加工工艺得到具有实用性的材料或制品过程的工程技术3.高分子材料工程特征的含义高分子材料制品的性能既与材料本身的性质有关，有很大程度上受成型加工过程所产生的附加性质的影响第三章2. 热稳定剂是一类能够防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂分类：铅盐类稳定剂，有机锡类稳定剂，有机锑类稳定剂，有机辅助稳定剂，复合稳定剂，稀土类稳定剂用于食品：有机锡类稳定剂，复合稳定剂，稀土类稳定剂3.Pvc塑料因为PVC是一种极现在高温下的加工成型。

？？/、？性高分子，分子间的作用力很强，导致加工温度超过其分解温度，只有加入热稳定剂才能实4.抗氧剂是指可抑制或延缓高分子材料自动氧化速度，延长其使用寿命的物质。

抗臭氧剂是指可以阻止或延缓高分子材料发生臭氧破坏的化学物质。

不同：抗氧剂是抑制扩散到制品内部的氧，而抗臭氧只是在制品表面上发挥作用。

5.光稳定剂是可有效地抑制光致降解物理和化学过程的一类添加剂。

？/、？/8.润滑剂是降低熔体与加工机械或成型模具之间以及熔体内部相互直接按的摩擦和黏附，改善加工流动性，提高生产能力和制品外观质量的一类添加剂。

因为其可以调节PVC树脂熔化速率和降低熔体黏度9.10.硫化促进剂：提高硫化速度，缩短硫化时间，降低硫化温度，减少了硫化剂用量，提高或改善硫化胶物理机械性能硫化活性剂：提高胶料中硫化促进剂的活性，减少硫化促进剂的用量，缩短硫化时间防焦剂：少量加入即可防止或延迟胶料在加工和贮存时产生焦烧12. 着色剂，发泡剂，阻燃剂，抗静电剂，偶联剂，防霉剂第四章1.高分子材料制品设计中，成型加工方法选择的依据是什么？制品形状，产品尺寸，材料特征，公差精度，加工成本2.？？3.？？4.高分子材料进行配方设计的一般原则和依据各是什么？制品的性能要求：抓住主要矛盾，用其所长，避其所短，必要时可共混或复合改性成型加工性能的要求：各种成型加工方法的工艺和设备各有其特点，对材料的要求也不同，故需充分考虑。