吉林大学聚合物加工成型最终答案答案

聚合物成型加工基础练习题(总44页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--基础部分1、简述引起熔体破碎的主要的原因。

熔体破裂是液体不稳定流动的一种现象。

产生熔体破裂的原因主要是熔体中的弹性回复所引起。

熔体在管道中流动时剪切速率分布的不均匀性使熔体中弹性能不均匀分布。

当熔体中产生的弹性应力一旦增加到与滞流动阻力相当时，粘滞阻力就不能再平衡弹性应力的作用，而弹性效应所致熔体流速在某一位置上的瞬时增大形成“弹性湍流”，即“应力破碎”现象。

在园管中，如果产生弹性湍流的不稳定点沿着管的周围移动，则挤出物将呈螺旋状，如果不稳定点在整个圆周上产生，就得到竹节状的粗糙挤出物。

产生不稳定流动和熔体破裂现象的另一个原因是熔体剪切历史的波动引起的。

即剪切应力不同，熔体所产生的弹性效应不同，从而使其弹性回复产生差异，形成熔体破裂。

2、将聚丙烯丝抽伸至相同伸长比，分别用冰水或90℃热水冷却后，再分别加热到90℃的二个聚丙烯丝试样，哪种丝的收缩率高，为什么用冰水的聚丙烯丝收缩率高，因为冰水冷却时，冰水的温度远远低于聚丙烯的最佳结晶温度，此时，聚丙烯丝的结构更多的保持了其纺丝过程中分子的取向状态，而用90℃热水冷却时，聚丙烯分子具有较为充分的解取向时间，当聚丙烯丝再次分别加热到90℃时，前者才进行较高程度的解取向，表现出较高的收缩率。

3、简述高聚物熔体流动的特点。

由于高聚物大分子的长链结构和缠绕，聚合物熔体、溶液和悬浮体的流动行为远比伤分子液体复杂。

在宽广的剪切速率范围内，这类液体流动时剪切力和剪切速率不再成比例关系，液体的粘度也不是一个常此因而聚合物液体的流变行为不服从牛顿流动定律。

即非牛顿型流动。

4、举例说明高聚物熔体粘弹性行为的表现。

聚合物流动过程最常见的弹性行为是端末效应和不稳定流动。

端末效应包括入口效应和模口膨化效应(离模膨胀)即巴拉斯效应。

不稳定流动即可由于熔体弹性回复的差异产生熔体破碎现象。

吉林大学2004-2005第1学期材料成形技术基础课程考试试题答案页专业______ ___班级_______ ___学号__________姓名___ ______成绩____ ___三、填空（每空0.5分，共26分）1.( ) ( ) ( )2.( )3.( ) ( )4.( ) ( )5.( )6.( )7.( ) ( )8.( ) ( )9.( )10.( )( )11.( )12.( ) ( )13.( )14.( ) ( )15.( )16.( ) ( )17.( )18.( )( )19.( )20.( ) ( )21.( )22.( )23.( ) ( )24.( )25.( ) ( )26.( )( )27.( )28.( ) ( )29.( )30.( )31.( )32.()33.( ) ( )( )34.( )四、综合题（19分）1、绘制铸造工艺图（6分）图7手弧焊钢板焊接结构（2分）修改原因2、绘制自由锻件图，（5分）按顺序选择自由锻基本工序图8手弧焊不同厚度钢板焊接结构（2分）修改原因图9钢管与圆钢的电阻对焊（2分）修改原因图10管子的钎焊（2分）修改原因吉林大学2004-2005第1学期材料成形技术基础课程考试试题注：答案一律写在答卷页中规定位置上，写在其它处无效。

一、判断题（32分，每空1分。

正确的画“O”，错误的画“×”）1．过热度相同时，结晶温度范围大的合金比结晶温度范围小的合金流动性好。

这是因为在结晶时，结晶温度范围大的合金中，尚未结晶的液态合金还有一定的流动能力。

2．缩孔和缩松都是铸件的缺陷，在生产中消除缩孔要比消除缩松容易。

3．采用同时凝固的原则，可以使铸件各部分的冷却速度趋于一致，这样既可以防止或减少铸件内部的铸造应力，同时也可以得到内部组织致密的铸件。

4．铸造应力包括热应力和机械应力，铸造应力使铸件厚壁或心部受拉应力，薄壁或表层受压应力。

铸件壁厚差越大，铸造应力也越大。

一、填空题：1.影响聚合物流变行为的主要因素有温度、压力、剪切速率、聚合物结构和组成。

2.对塑料制品进行热处理的主要目的是消除制品的内应力、提高尺寸稳定性。

热处理应该在高于玻璃态转化温度低于粘流温度的温度范围内进行。

此过程中聚合物的结晶度增高，取向度降低。

3.在处于粘流温度以上较小区域的温度范围，聚合物的粘度符合ln= lnA + E/RTη，其中Eη为聚合物的粘流活η化能（千卡/克分子）。

5.螺旋流动试验被广泛地用来判断聚合物的可模塑性。

7.在平均分子量相同时，随分子量分布变宽，聚合物熔体的粘度迅速下降，流体的非牛顿性更强。

8.混合过程一般是靠扩散、对流、剪切作用来完成的，在初混合过程中起主要作用的是对流作用，塑炼过程中起主要作用的是剪切作用。

9.固体物料的混合效果可以用分散程度和均匀程度来评定。

11.在聚合物成型加工中，流动和拉伸会使聚合物产生取向。

13.用于物料的塑炼的常用设备有开炼机、密炼机、螺杆挤出机等。

14.“五大合成树脂”是指聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）和ABS树脂，其中，热15.某PP熔体的粘度为4000Pa·s，若其平均分子量增加一倍，在同样条件下，熔体的粘度约为42224Pa·s。

16.聚合物熔体在园管中流动，在管壁处所受的剪切应力最大。

17.某PVC配方为（以PVC为100份计）：邻苯二甲酸二辛酯40，二盐基亚磷酸铅3，石蜡0.8，氯化石蜡5。

各组分的主要作用分别为：邻苯二甲酸二辛酯是增塑剂，二盐基亚磷酸铅是热稳定剂，石蜡是润滑剂，氯化石蜡是增塑剂。

19.注射成型时充模不满的可能原因有树脂塑化量不足、模温过低、流道部分堵塞、注射压力过低、注射速度太低等。

20.单螺杆挤出机的螺杆可分为加料段、压缩段、均化段等基本功能段。

其中，压缩段的螺槽容积逐渐变小，料筒中的压力在均化段提升最大。

21.为了提高物理机械性能和尺寸稳定性，初生纤维要进行后拉伸和热定型等后处理。

第一章聚合物流变学基础1. 了解“连续介质模型”的内容，清楚分子与质点的区别。

连续介质模型（1） 定义：不考虑微观分子结构，把流体视为由无数多个充满流体所在空间、 彼此间无任何间隙的质点所组成，相邻质点宏观物理量的变化是连续的。

（2） 质点的概念：I.宏观上无限小一一只有位置，没有大小（几何点）每个质点的物理量只能有唯一确定值（物理点） 避免了分子的不连续性II.微观上无限大一一每个质点均包含许多分子，质点的物理参数是许多分子运动的平均表现 避免了分子的不均匀性（3）物理意义：流体是连续的，依附在流体上的物理参数也是连续的， 可用 连续函数的概念来描述流体的流动和变形。

欧拉法的质点导数可对任F 理疑求导2. 掌握内力和应力的概念及二者的联系。

二应力删K 作用在卿上的力二曲ft#迷3. （W 谓一点处的应烟酗什么物理量表征？掌握该物理量在直角坐标系中的数; 学表示式及各分量M 勺含义。

对于给定微元体，能够标出各个应力分量。

'3.内帖应力 ⑴应力概 ■义。

对于给定的流场，巍求能够写出相应的应变速率、 酬或矗动■期料内輔质点间产生 軸［力“低（iF 卿g Vnr-Pa5.为什么固体的变形可以用应变熾述，辅流体的变形则需要用应变速率来描™州 述？ 外力TEA 内力W 料内辭生SO 驸力） 方向朋DB B Dt tV z 上z d + VWDt Ct随体导静子?V B+(15 “"3.何谓一点处的应力？用什么物理量表征？掌握该物理量在直角坐标系中的数球应力张&与偏斜血力张呈■■_■■JJ0 0B “ 一 JJ『圖b 上y=J+疔恺_ Jr rfT0 ur rCT = Cf-L 罰石F■pJH F衣*2,单轴【扌「£仲引起村料旳匀膨胀、 旳匀收细汕何廿血体 枳的改尘学表示式及各分量的含义。

对于给定微元体, 能够标出各个应力分量。

■ ■" ■TJEF■— r ff r.J jr ITL * J■zzZXxx应丿J 张量球应丿」哝M偏斜应力张眾应力张量的基本加减运算 1抄水用力1、 rO <>—P 0(»一戸 »■1 • <>■ 01 o f>• 1 =一5咗:二：T6OOIk I* (1册1O OoHl>15 ""<1<)1 Ta “2 mfTn OU13 6”1> 1 _=<T也M FI 彤卷U 吆整 —D 4) 33、简单労切流动_■0 ■-P 0 0Jn叶=0 一 P 0+1)-p"蕊-4.掌握应变张量和应变速率张量在直角坐标系中的数学表达式及各分量的含义。

作业1: 钢铁材料的基本知识专业_________班级________学号________姓名___________1-1 判断题（正确的画O，错误的画×）1．纯铁在升温过程中，912℃时发生同素异构转变，由体心立方晶格的α-Fe转变为面心立方晶格的γ-Fe。

这种转变也是结晶过程，同样遵循晶核形成和晶核长大的结晶规律。

（）2．钢和生铁都是铁碳合金。

其中，碳的质量分数（又称含碳量）小于0.77%的叫钢，碳的质量分数大于2.11%的叫生铁。

（）3．珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，珠光体的力学性能介于铁素体和渗碳体之间。

（）4．为了改善低碳钢的切削加工性能，可以用正火代替退火，因为正火比退火周期短，正火后比退火后的硬度低，便于进行切削加工。

（）5．淬火的主要目的是为了提高钢的硬度。

因此，淬火钢就可以不经回火而直接使用。

（）1-2选择题1．纯铁分别按图1-1所示三种不同的冷却曲线冷却。

其中，沿（）冷却，过冷度最小；沿（）冷却，结晶速度最慢；沿（）冷却，晶粒最细小。

2．铁碳合金状态图中的合金在冷却过程中发生的（）是共析转变，（）是共晶转变。

A．液体中结晶出奥氏体；B．液体中结晶出莱氏体；C．液体中结晶出一次渗碳体；D．奥氏体中析出二次渗碳体；E．奥氏体中析出铁素体；图1-1F．奥氏体转变为珠光体。

3．下列牌号的钢材经过退火后具有平衡组织。

其中，（）的σb最高，（）的HBS最高，（）的δ和a k最高。

在它们的组织中，（）的铁素体最多，（）的珠光体最多，（）的二次渗碳体最多。

A．25；B．45；C．T8；D．T12。

4．成分相同的钢，经过不同的热处理，可以得到不同的组织，从而具有不同的力学性能。

对于碳的质量分数（含碳量）为0.45%的钢，当要求具有高的硬度和耐磨性时，应进行（）；当要求具有较高的综合力学性能时，应进行（）；当要求具有低的硬度和良好的塑性时，应进行（）。

A．完全退火；B．正火；C．淬火；D．调质处理；E．淬火十中温回火；F．淬火十低温回火。

高分子材料加工工艺第一章绪论1.材料的四要素是什么？相互关系如何？答：材料的四要素是：材料的制备(加工)、材料的结构、材料的性能和材料的使用性能。

这四个要素是相互关联、相互制约的，可以认为：1)材料的性质与现象是新材料创造、发展及生产过程中，人们最关注的中心问题。

2)材料的结构与成分决定了它的性质和使用性能，也影响着它的加工性能。

而为了实现某种性质和使用性能，又提出了材料结构与成分的可设计性。

3)材料的结构与成分受材料合成和加工所制约。

4)为完成某一特定的使用目的制造的材料(制品)，必须是最经济的，且符合社会的规范和具有可持续发展件。

在材料的制备(加工)方法上，在材料的结构与性能关系的研究上，在材料的使用上，各种材料都是相互借鉴、相互渗透、相互补充的。

2.什么是工程塑料？区分“通用塑料”和“工程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”。

答：按用途和性能分，又可将塑料分为通用塑料和工程塑料。

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、耐腐蚀性优良等的、可替代金属用作结构件的塑料。

但这种分类并不十分严格，随着通用塑料工程化(亦称优质化)技术的进展，通过改性或合金化的通用塑料，已可在某些应用领域替代工程塑料。

热塑性塑料一般是线型高分子，在溶剂可溶，受热软化、熔融、可塑制成一定形状，冷却后固化定型；当再次受热，仍可软化、熔融，反复多次加工。

例如：PE、PP、PVC、ABS、PMMA、PA、PC、POM、PET、PBT。

热固性塑料一般由线型分子变为体型分子，在溶剂中不能溶解，未成型前受热软化、熔融，可塑制成一定形状，在热或固化剂作用下，一次硬化成型；一当成型后，再次受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工。

如PF（酚醛树脂）、UF（脲醛树脂）、MF（三聚氰胺甲醛树脂）、EP（环氧树脂）、UP（不饱和树脂）等。

3.与其它材料相比，高分子材料具有那些特征（以塑料为例）？答：与其他材料相比，高分子材料有以下特性(以塑料为例)。

聚合物加工工程知到章节测试答案智慧树2023年最新陕西理工大学第一章测试1.下列哪个属于模面成型（）。

参考答案:涂覆成型2.塑料的各种加工方法在工业上的应用比例最大的有哪两种（）。

参考答案:挤出;注塑3.适宜的材料组成、正确的成型加工方法和合理的成型机械及模具是制备性能良好高分子材料及制品的三个关键因素。

（）参考答案:对4.聚合物材料的成型加工过程是多外场协同作用的复杂过程。

（）参考答案:对5.同样的聚合物材料，采用不同加工工艺方法、加工工艺条件，可得到性能不同的聚合物制品。

（）参考答案:对第二章测试1.有剪切变稀特性的是（）。

参考答案:假塑性流体2.随温度升高，下列聚合物粘度降低最快的是（）。

参考答案:PC3.要减轻聚合物熔体挤出表面粗糙，可将熔体温度降低。

（）参考答案:错4.下列高分子熔体加工时随剪切强度增加，粘度不变的有（）。

参考答案:宾汉流体;牛顿流体5.挤出LDPE熔体时，加工温度升高，挤出时LDPE熔体的离模胀大程度（）。

参考答案:减小第三章测试1.高分子熔体中大分子之间缠结后就无法解开。

（）参考答案:错2.带有体积庞大侧基的聚合物，其黏度受压力的影响较大。

（）参考答案:对3.分子量分布增宽，高分子熔体的粘度将（）。

参考答案:减小4.橡胶中加入炭黑，橡胶的粘度将（）。

参考答案:增大5.有支链的聚合物熔体，更容易呈现非牛顿流动。

（）参考答案:对第四章测试1.流体流动时在管壁上出现滑移是导致挤出熔体破碎的原因之一。

（）参考答案:对2.非牛顿性愈强，挤出熔体破碎现象愈严重。

（）参考答案:对3.聚合物分子量越小，聚合物熔体的弹性效应越明显。

（）参考答案:错4.剪切速率大的区域，分子的弹性形变和弹性能的储存（）。

参考答案:较多5.温度较低时，聚合物分子的松弛时间（）。

参考答案:较长第五章测试1.聚合物的可挤压性是指聚合物通过挤压作用形变时获得形状和保持形状的能力。

（）参考答案:对2.韦森堡效应是高分子熔体具有（）的表现。

材料成形技术基础习题答案作业1：1-1 判断题：○、×、×、×、×；1-2 选择题：1．Ｄ、Ｄ、Ａ； 2．Ｆ、Ｂ；3．Ｃ、Ｄ、Ａ、Ａ、Ｃ、Ｄ；4．Ｆ、Ｄ、Ａ。

作业2：2-1判断题：×、○、○、○、×、×、○。

2-2 选择题：1．Ｄ；2．Ｄ、Ｂ； 3．Ｄ、Ｃ；4．Ｂ、Ｃ；5．Ｄ、Ｄ、Ｂ；6．Ｈ、Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｄ；7．Ｆ、Ｃ。

-1-作业3：3-1 判断题：×、×、×、○、○。

3-2 选择题：1．Ｄ； 2．Ｃ； 3．Ｂ、Ａ； 4．Ｂ。

3-3 1．参考教材26页图2-15。

40mm要得到珠光体灰口铸铁，需要加冷铁。

2．1）用户意见不对，力学性能符合HT200要求；2）铸件壁厚不一样，强度不一样，壁厚小一些，珠光体多一些，强度高一些。

作业4：4-1 判断题：1．×、×、×。

4-2 选择题：1．Ｃ、Ｄ、Ｂ、Ｂ、Ⅳ；2．Ａ。

-2-作业5：5-1判断题：×、×、○、×、×。

5-2选择题：1．Ｃ；2．Ａ；3．Ｂ；4．Ｃ；5．Ｄ。

作业6：6-1 判断题：○、×、×、○、○、×、○、×、○。

6-2 选择题：1．Ｂ；2．Ｃ；3．Ｄ；4．Ｄ；5．Ａ、Ｂ；6．Ｃ。

作业7：7-1判断题：1．○；3．○。

7-2选择题：1．Ｃ；2．Ａ。

-3-作业8：8-1判断题：×、○、×、×、×、×。

8-2选择题：1．C； 2．C； 3．B、C； 4．C； 5．C； 6．A。

8-3应用题：1．⑴模锻锤或曲柄压力机加辊锻机；⑵模锻锤或曲柄压力机加辊锻机；⑶平锻机；⑷平锻机。

作业9：9-1判断题：×、×、○、×、×、○。

9-2选择题：1．Ｄ、Ｅ、Ａ、Ｅ、Ａ、Ａ、Ｂ；2．Ｃ、Ｅ；3．Ｄ；4．Ｃ； 5．Ｃ。

第一章1.简述高分子化合物的生产过程。

答：(1)原料准备与精制过程; 包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程和设备。

(2)催化剂(引发剂)配制过程; 包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存。

调整浓度等过程与设备。

(3)聚合反应过程；包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备.(4)分离过程；包括未反应单体的回收、脱出溶剂、催化剂，脱出低聚物等过程与设备。

(5)聚合物后处理过程；包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。

(6)回收过程；主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。

2 简述连续生产和间歇生产工艺的特点答：间歇生产是聚合物在聚合反应器中分批生产的，经历了进料、反应、出料、清理的操作。

优点是反应条件易控制，升温、恒温可精确控制，物料在聚合反应器中停留的时间相同，便于改变工艺条件，所以灵活性大，适于小批量生产，容易改变品种和牌号。

缺点是反应器不能充分利用，不适于大规模生产。

连续生产是单体和引发剂或催化剂等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物则连续不断的流出聚合反应器的生产。

优点是聚合反应条件稳定，容易实现操作过程的全部自动化、机械化，所得产品质量规格稳定，设备密闭，减少污染。

适合大规模生产，因此劳动生产率高，成本较低。

缺点是不宜经常改变产品牌号，不便于小批量生产某牌号产品。

3.合成橡胶和合成树脂生产中主要差别是哪两个过程，试比较它们在这两个生产工程上的主要差别是什么？答:合成树脂与合成橡胶在生产上的主要差别为分离工程和后处理工程。

分离工程的主要差别：合成树脂的分离通常是加入第二种非溶剂中，沉淀析出；合成橡胶是高粘度溶液，不能加非溶剂分离，一般为将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中，以胶粒的形式析出。

后处理工程的主要差别：合成树脂的干燥，主要是气流干燥机沸腾干燥；而合成橡胶易粘结成团，不能用气流干燥或沸腾干燥的方法进行干燥，而采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥剂进行干燥。

第一章1.什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际意义？答：热的饱和溶液冷却后，溶质以晶体的形式析出这一过程叫结晶。

高聚物的取向意味着其内部的结构单元（如分子或晶粒等）的空间指向遵循一些择优的方向，而不是完全随机的。

高聚物取向时，它的性能会呈现各向异性。

适当调节取向状况，可在很大范围内改变高聚物的性能。

一般说，取向时物体在取向方向上的模量和强度会明显增大。

在纤维和薄膜的生产中取向状况的控制显得特别重要。

通过液晶态加工而获得高度取向的刚性链高分子纤维的模量和强度已能达到钢丝和玻璃纤维的水平。

其他高分子材料或制品中的取向状况也是影响性能的一种因素。

（取向能提高材料的各向异性，也就是高分子链向一个方向规整的排列能提高材料的一个方向强度。

结晶能提高材料的熔点和韧性。

）2.请说出晶态与非晶态聚合物熔融加工温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。

答：晶态聚合物：Tm～Td；非晶态聚合物：Tf～Td。

对于作为塑料使用的高聚物来说，在不结晶或结晶度低时，最高使用温度是Tg；当结晶度达到40%以上时，晶区互相连接，形成贯穿整个材料的连续相，因此在Tg 以上仍不会软化，其最高使用温度可提高到结晶熔点。

3.聚合物成型过程中为什么会发生取向？成型时的取向产生的原因及形式有哪几种？取向对高分子材料制品的性能有何影响？答：在成型加工时，受到剪切和拉伸力的影响，高分子化合物的分子链会发生取向。

原因：由于在管道或型腔中沿垂直于流动方向上的各不同部位的流动速度不相同，由于存在速度差，卷曲的分子力受到剪切力的作用，将沿流动方向舒展伸直和取向。

高分子化合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用沿受力方向排列。

主要包括单轴拉伸取向和双轴拉伸取向。

非晶态高分子取向包括链段的取向和大分子链的取向；结晶性高分子的拉伸取向包括晶区的取向和非晶区的取向高分子材料经取向后，拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性增加。