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第一章绪论1．高分子材料分为哪几类？（高分子材料是一定配合的高分子化合物（由主要成分树脂或橡胶和次要成分添加剂组成）在成型设备中，受一定温度和压力的作用熔融塑化，然后通过模塑制成一定形状，冷却后在常温下能保持既定形状的材料制品。
分为塑料、橡胶、纤维三类）2．塑料、橡胶、纤维分类？3．名词解释：工程塑料通用塑料特种塑料化学纤维合成纤维4．生产塑料制品的完整工序有哪五个？原料准备、成型、机械加工、修饰和装配5. 热塑性高分子材料和热固性高分子材料得物理性质及加工性能比较（见讲义）。
第二章高分子材料成型原理1．高分子材料的熔融性能热传递三种方式：热传导、对流、辐射聚合物的加热与冷却都不易由于聚合物的表观粘度随摩擦升温而降低，使物料熔体烧焦的可能性不大2．聚合物的流动和流变性能拉伸流动和剪切流动，各类型流体的流动曲线，影响高聚物熔体粘度的因素，粘度、流动稠度、流动指数、流动性的关系，熔体流动速率熔体流动速率——在规定的温度、压力（2160×9.81×10-3N）下，每10min内通过国标指定尺寸（书P76装料筒直径φ9.55±0.025mm, 出料口直径φ2.095±0.005mm）毛细管的试样总质量（克数）单位：克/10分钟3．聚合物熔体的弹性流动缺陷：管壁上的滑移，端末效应，离模膨胀，弹性对层流的干扰，熔体破裂，鲨鱼皮，产生原因熔体破裂——当挤出速率逐渐增加，挤出物表面将出现不规则现象（畸变、支离和断裂），甚至使内在质量受到破坏。
离模膨胀——被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大，称为离模膨胀鲨鱼皮——挤出物周边具有周期性的皱褶波纹。
4．高分子材料的成型性能聚合物的聚集态:结晶态、玻璃态、高弹态、粘流态等聚集态可挤压性、可模塑性、可纺性、可延性概念5．成型过程中的取向作用拉伸取向（薄膜双向拉伸后，拉伸后的薄膜在拉伸方向上的拉伸强度和抗蠕变性能会提高。
6．高分子材料的降解与交联交联、交联度熟化降解——高分子材料化学键的断链、交联、主链化学结构改变、侧基改变以及上述四种作用的综合交联——线性大分子链之间以新的化学键连接、形成三维网状或体型结构的反应。
高分子材料的塑炼
一、实验目的
1、掌握塑炼方法；
2、正确掌握双辊塑炼机的操作，了解设备的基本结构。
二、实验机理
塑炼的目的是使物料在剪切作用下热熔，
三、实验仪器及样品
1、PE/PP混合料
2、塑炼所用的设备
双辊炼机，它由基座、辊筒、辊筒轴承、紧急刹车装置、调距装置及辅助设施等组成。
加热方式：电加热；
辊筒速比：1:1.35；
辊距可调。
四、实验步骤
1、经指导教师或实验室工作人员允许后，开机空转，加油，试紧急刹车等，经检查无异常现象，即可开始实验。
2、升温打开升温系统，将前后两辊加热，用弓形表面温度计测量辊筒温度，使辊筒温度稳定在160℃。
3、塑炼将辊距调至0.5-1mm范围内，将混合料投入两辊缝隙中使其包辊，经过5min的翻炼，将辊距调至压片厚度为1mm左右即可出片。
五．实验分析。
绪论1．简述塑料、化学纤维和橡胶的分类和主要品种。
2．简述塑料、化学纤维和橡胶所涉及的主要特异性品质指标名称。
3．简要说明化学纤维的线密度和相对强度概念。
4．简述超细纤维的特点和复合纺丝制造方法。
5．简要说明高分子材料成形基本过程和成形过程中的变化。
6．成形制品时选择材料及其成形工艺应遵循哪些基本原则？并简要说明。
第一篇高分子成形基础理论第一章高分子材料的成形品质1. 高分子的可挤出性受哪些因素的影响？通常如何评价高分子的可挤出性？2. 挤出细流类型有哪些类型？什么类型是正常纺丝的细流类型？如何实现？3. 可纺性与哪些因素相关？如何相关？4. 可纺性理论包括哪两种断裂机理？请简要说明。
5. 什么是模塑性？试画图并说明高分子的最佳模塑区域。
6. 评价模塑性通常采用什么方法？请简要说明方法原理。
7. 聚合物的拉伸曲线有哪三种基本类型？哪两种拉伸曲线具有可延性？如何获得该两种拉伸曲线？8. 什么是可延性？高分子为什么具有可延性？如何评价可延性？9. 可延性的影响因素有哪些？如何影响？10. 试分析高分子成形过程中应如何对待高分子的粘弹性。
11. 试说明高分子成形过程中应如何利用高分子的松弛特性？12. 高分子应变硬化的物理基础是什么？高分子成形中哪些工艺利用了应变硬化？13. 合成纤维的成形中经常采用多级拉伸，试问有什么意义？多级拉伸应如何实施？14. 高分子的热膨胀系数随温度的变化表现出什么样的规律？15. 简要说明高分子比热容随温度的变化关系？16. 为什么非晶聚合物的导热系数随温度的变化规律在玻璃态和高弹态不同？第二章高分子成形流变学基础1. 区别三组概念：①剪切流动和拉伸流动；②稳态流动与非稳态流动；③等温流动与非等温流动。
2. 非牛顿流体有几种类型？分别表现出怎样的流动行为？3. 高分子流体在宽剪切速率范围内为什么往往会出现第一牛顿区、非牛顿区和第二牛顿区三个区域的流变特征？4. 什么是宾汉流体？有什么样的流动特征？为什么表现出那样的流动特征？5. 什么是幂律方程？幂律方程的K 和n 有什么特征？6. 时间依赖性流体有哪两种？它们为什么会出现时间依赖性？7. 测得一种热塑性聚合物熔体在注射成形条件下的流体稠度K=64，n=0.65，该熔体通过直径4mm 、长75mm 圆形等截面喷孔时的体积流率为5×10-5m 3·s -1，试计算管壁处的剪应力、剪切速率和整个圆管中的流速分布函数。
高分子材料成型设备课程教学大纲课程名称：高分子材料成型设备课程编号：16118650学时/学分：24/1.5开课学期：6适用专业：材料科学与工程课程类型：专业方向选修课一、课程说明本课程是材料科学与工程专业的一门专业方向选修课，主要面对高分子材料方向。
学生在掌握工程制图、机械设计基础、工程力学和高分子物理的基础上，了解和掌握高分子材料成型设备的基本结构、基本原理和使用方法；获得进行综合性实践、毕业设计等环节所需的专业基本知识；为进一步学好后续专业课程奠定基础。
通过本课程的学习，使学生掌握混合搅拌设备、开炼机、密炼机、压延机、螺杆挤出机、注射成型机、液压成型机等高分子材料成型设备的工作原理、结构特点及其应用场合。
通过教学使学生具备基本的专业操作技能，了解设备的安装与维护技术；培养学生动手操作、解决实际问题的能力。
二、课程对毕业要求的支撑毕业要求1工程知识：具有数学、自然科学、工程基础和材料专业知识，并能够将其应用于解决本专业的复杂工程问题。
指标点1.4：掌握机械、电工、信息技术等工程基础知识和基本原理，能分析简单机电装备的工作原理，并对简单故障进行分析判断。
毕业要求2问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析材料复杂工程问题，以获得有效结论。
指标点2.3：能够应用工程力学理论、机械原理及电工学知识，分析判断构件受力情况和机电故障，应用绘图语言正确表达机械部件、设备结构。
毕业要求4研究：掌握材料结构和性能的分析方法、实验设计和材料的制备与加工工艺，具备设计和开展实验的能力，并能对实验结果进行有效分析并得到合理有效的结论。
指标点4.1：掌握材料制备与加工的方法和相关设备，能够根据材料研究的需求选择不同设备、工艺条件、操作过程，并能对结果进行分析，得到合理有效的结论。
三、课程的教学目标1.了解混合搅拌设备、开炼机、密炼机、压延机、螺杆挤出机、注射成型机、液压成型机的基本结构，掌握混合搅拌设备、开炼机、密炼机、压延机、液压成型机的主要零部件、主要性能参数和工作原理，掌握典型几种挤出机辅机结构，熟练掌握螺杆挤出机、注射成型机的主要零部件、主要性能参数和工作原理。
开炼机科技名词定义中文名称：开炼机英文名称：open mill，mixing mill定义：主要由两个平行排列辊筒构成的开放式塑胶间歇混炼设备。
根据用途不同又分为塑炼机、热炼机等。
open mill；mixing mill；mill开放式炼胶机的简称。
橡胶工厂用来制备塑炼胶、混炼胶或进行热炼、出型的一种辊筒外露的炼胶机械。
主要工作部件是两异向向内旋转的中空辊筒或钻孔辊筒，装置在操作者一面的称作前辊，可通过手动或电动作水平前后移动，借以调节辊距，适应操作要求；后辊则是固定的，不能作前后移动。
两辊筒大小一般相同，各以不同速度相对回转，生胶或胶料随着辊筒的转动被卷入两辊间隙，受强烈剪切作用而达到塑炼或混炼的目的。
开炼机也用于塑料加工等部门中。
开炼机是开放式炼塑机的简称，在塑料制品厂，人们又都习惯称它为两辊机。
开炼机是塑料制品生产厂应用比较早的一种混炼塑料设备。
在压延机生产线上，开炼机在压延机前、混合机后，作用是把混合均匀的原料进行混炼、塑化，为压延机压延成型塑料制品提供混合炼塑较均匀的熔融料。
生产电缆料时，开炼机能直接把按配方混合好的粉状料炼塑成熔融料，再压塑成片状带，使切粒机切成粒状。
在地板革生产线上，可直接为布基革提供混炼塑化均匀的底层涂料。
也可把回收的废旧塑料薄膜（片）在开炼机上重新炼塑回制。
开炼机结构简单，制造比较容易，操作也容易掌握，维修拆卸方便，所以，在塑料制品企业广泛应用。
不足之处是工人操作体力消耗很大，在较高温度环境中需要用手工混炼翻动混炼料，而手工翻转混炼塑料片的次数多少对原料混炼的质量影响较大。
开炼机的安全操作开炼机是橡胶厂的主要设备之一。
开炼机炼胶作业是易出事故的工序，这包括人身事故和设备事故。
近些年来，一方面由于橡胶企业迅猛增加，特别是大量开设了农村乡镇橡胶企业，使大批未经严格培训的青工走上炼胶工作岗位，违反安全操作情况普遍存在。
另一方面，由于炼胶机的生产能力不断强化，更由于有些钢丝子午胎和宽断面轮胎，要求胎面胶硬度增加，致使炼胶机横压力加大，导致安全片破坏频繁，并有辊筒断裂事故发生。
绪论习题与思考题 (1)第一章习题与思考题 (3)第四章习题与思考题 (5)第五章习题与思考题 (6)第六章习题与思考题 (9)第七章习题与思考题 (15)第八章习题与思考题 (17)第九章习题与思考题 (20)第十章习题与思考题 (22)绪论习题与思考题2．分别区分“通用塑料”和“工程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”，“简单组分高分子材料”和“复杂组分高分子材料”，并请各举2～3例。
答：通用塑料：一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。
通用塑料有：PE，PP，PVC，PS等；工程塑料：是指拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2 ,长期耐热温度超过100℃的，刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等，可代替金属用作结构件的塑料。
工程塑料有：PA，PET，PBT，POM等；工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。
日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料，耐热性在100℃以上，主要运用在工业上”。
热塑性塑料：加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行。
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚，氯化聚醚等都是热塑性塑料。
(热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动、冷却变硬的过程是物理变化；)热固性塑料：第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。
正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。
这种材料称为热固性塑料。
(热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三维的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。
)酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、不饱和聚酯、有机硅等塑料，都是热固性塑料。
1、开炼机的主要影响因素有辐速、速比与速度梯度、接触角与横压力。
密炼机的主要影响因素有转子转速与速比、上顶栓压力。
2、物料在螺槽中的运动是由四种类型的流动组成的，分别是正流、逆流、横流、漏流。
3、一般的挤出机螺杆可分为三段：加料段、压缩段、计量段。
加料段此段螺槽体积最大，作用是输送并开始压实物体，物料处于固态；压缩段的螺槽体积比加料段小并逐渐减小，作用是压实并熔融物体，物料处于固态和黏流态共存；均化段的螺槽体积最小且保持不变，作用是均化、挤出，物料处于黏流态。
4、注塑成型共有四个阶段，分别是冲模、保压、倒流、冷却。
5、注塑机的结构有注射装置、合模装置、液压传动系统和电器控制系统。
6、浇口的形状有潜伏式浇口、边缘浇口、针点浇口、扇形浇口、平缝式浇口、轮辐式浇口直浇口。
二、名词解释（25分5个题）1,混合：是一种操作，是一个过程，是一种趋向于减少混合物非均匀性的操作，是在整个系统的全部体积内各组分在其基本单元没有发生本质变化的情况下的细化和分布过程。
2,塑炼：把弹性生胶转变为可塑状态的工艺加工过程。
3,混炼：将各种配合剂混入生胶中制成质量均匀的混炼胶的工艺过程。
4,压片：根据工艺要求，在开炼机上把胶料压成一定宽度和厚度的工艺过程。
5,辐距：两辐筒表面的最小距离称为辐距。
6,速比：开炼机辐筒的速比即是主动辐（后辐）与其被动筒（前辐）的线速度之比。
7,速度梯度：由于开炼机两辐筒的线速度不等，所以胶料在辐隙间的运动是变化的，（即产生速度变化）与后辐接触的胶料比前辐接触的胶料运动快，所以我们把两辐线速度之差同辐距之比称为速度梯度。
8,接触角：是二辐筒断面中心的连线和胶料在辐筒上接触点至辐筒断面中心连线的夹角。
9,横压力：胶料通过辐隙时，胶料对辐筒产生径向作用力和切向作用力（接触应力）。
10,机头压缩比：机头压缩比表示黏流态塑料被压缩的程度，是分流器支架出口处流道环形面积与口模及管芯之间的环形截面积之比。
11,鲨鱼皮症：“鲨鱼皮症”是发生在挤出物表面上的一种缺陷。
开炼机塑炼的原理开炼机是一种常用于橡胶、塑料等高分子材料加工的设备，其主要作用是将原材料进行塑炼，使其达到一定的粘度和流动性，便于后续加工。
下面我们来详细了解一下开炼机的原理。
一、开炼机的结构开炼机主要由机架、减速器、电机、滚筒、传动装置、冷却装置等组成。
其中滚筒是开炼机的核心部件，它通常由两个相互转动的滚筒组成，分别称为前滚筒和后滚筒。
二、开炼机的工作原理开炼机通过两个相互转动的滚筒之间的摩擦力将高分子材料进行塑炼。
具体来说，当原材料被放入前滚筒中时，它会被夹在两个滚筒之间，并随着滚筒旋转而不断移动。
在这个过程中，原材料会受到来自两个滚筒之间摩擦力和挤压力的作用，使其逐渐软化并形成一个均匀的物质流。
当物质流经过前滚筒时，它会被送入后滚筒中，然后再次受到摩擦和挤压的作用。
这个过程不断重复，直到原材料达到所需的粘度和流动性为止。
三、开炼机的操作流程1. 准备工作：检查开炼机各个部件是否正常，准备好需要加工的原材料。
2. 开机：按下电源按钮，启动电机和减速器。
此时前滚筒开始转动。
3. 加料：将需要加工的原材料放入前滚筒中，并调整前滚筒与后滚筒之间的距离和压力。
4. 塑炼：当原材料被夹在两个滚筒之间时，通过摩擦和挤压力进行塑炼。
5. 冷却：当原材料达到所需粘度和流动性时，将冷却装置打开进行冷却处理。
6. 收尾工作：关闭电源按钮，清理设备并进行保养。
四、开炼机的应用范围开炼机广泛应用于橡胶、塑料等高分子材料加工领域。
例如，在橡胶制品生产中，开炼机可以将天然橡胶、合成橡胶等原材料进行塑炼，制成各种橡胶制品，如轮胎、密封件、管道等。
在塑料加工中，开炼机也可以将各种塑料原材料进行塑炼，制成各种塑料制品，如瓶子、桶子、管子等。
总之，开炼机是一种非常重要的高分子材料加工设备，在现代工业生产中具有广泛的应用前景。
