四川大学聚合物加工基础作业和答案
- 格式:pdf
- 大小:156.85 KB
- 文档页数:3
聚合物合成工艺学1聚合反应釜中搅拌器的形式有哪些适用范围如何①常用搅拌器的形式有平桨式、旋桨式、涡轮式、锚式以及螺带式等;②涡轮式和旋桨式搅拌器适于低粘度流体的搅拌;平桨式和锚式搅拌器适于高粘度流体的搅拌;螺带式搅拌器具有刮反应器壁的作用,特别适用于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合反应釜的搅拌。
2简述合成树脂与合成橡胶生产过程的主要区别。
—合成橡胶生产中所用的聚合方法主要限于自由基聚合反应的乳液聚合法和离子与配位聚合反应的溶液聚合法两种。
而合成树脂的聚合方法则是多种的。
合成树脂与合成橡胶由于在性质上的不同,生产上的差别主要表现在分离过程和后处理过程差异很大:①分离过程的差异:合成树脂,通常是将合成树脂溶液逐渐加入第二种非溶剂中,而此溶剂和原来的溶剂是可以混溶的,在沉淀釜中搅拌则合成树脂呈粉状固体析出。
合成橡胶的高粘度溶液,不能用第二种溶剂以分离合成橡胶,其分离方法是将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中,同时进行强烈搅拌,未反应的单体和溶剂与一部分水蒸气被蒸出,合成橡胶则以直径10—20mm左右的橡胶析出,且悬浮于水中。
经过滤、洗涤得到胶粒。
②后处理过程的差异:合成树脂后处理方框图:干燥干燥的粉状合成树脂包装粉状合成树脂商品潮湿的粉状稳定剂等合成树脂粒状塑料均匀化干燥干燥的粉状合成树脂混炼造粒包装粒状塑料制品合成橡胶后处理方框图:潮湿的粒状合成橡胶干燥压块包装合成橡胶制品3、高分子合成工业的“三废”是如何产生的怎样处理什么是“爆炸极限”①高分子合成工业所用的主要原料—单体和有机溶剂,许多是有毒的,甚至是剧毒物质。
由于回收上的损失或设备的泄漏会产生有害或有臭味的废气、粉尘污染空气和环境。
聚合物分离和洗涤排除的废水中可能有催化剂残渣、溶解的有机物质和混入的有机物质以及悬浮的固体微粒。
这些废水如果不经过处理排入河流中,将污染水质。
此外,生产设备中的结垢聚合物和某些副产物会形成残渣,因此高分子合成工业与其他化学工业相似,存在着废气、粉尘、废水和废渣等三废问题。
《高分子材料成型加工基础》复习题一、概念*挤出成型——是将物料送入加热的机筒与旋转着的螺杆之间进行固体物料的输送、熔融压缩、熔体均化,最后定量、定速和定压地通过机头口模而获得所需的挤出制品。
1、注射成型——将固态聚合物材料(粒料或者粉料)加热塑化成熔融状态,在高压作用下,高速注射入模具中,赋予熔体模腔的形状,经冷却(对于热塑性塑料)、加热交联(对于热固性塑料)或热亚硫化(对于橡胶)而使聚合物固化,然后开启模具,取出制品。
2、压延成型——利用压延机辊筒之间的挤压力作用,并配以相应的温度,使物料发生塑性流动变形,最终制成具有一定断面尺寸的片状聚合物材料或薄膜状材料。
3、螺杆的长径比——螺杆的有效长度L和直径D之比4、*几何压缩比——螺杆最初一个导程螺槽的容积和最终一个螺槽的容积之比。
5、泵比——挤出机的第二均化段螺槽深度hⅡ与第一均化段螺槽深度hⅠ之比。
6、挤出工作点p104:螺杆特性曲线和口模特性曲线两条直线的交点就是该机头口模和螺杆转速下的挤出机工作点7、反应挤出成型p212:8、反应注射成型p2949、*塑化能力p233、10、*注射量——指注射机的最大注射量或称公称注射量,以PS为标准,要以质量或体积表示。
11、注射过程p24012、保压过程p256:压实结束后柱塞或螺杆不立即退回,而必须在最大前进位置上再停留一段时间,使成型物在一定压力作用下进行冷却,产生保压流动。
13、背压p273、螺杆顶部熔体在螺杆后退时受到的压力,又称塑化压力,通常小于2MPa14、注射压力p27315、*硫化——线型聚合物在化学或物理作用下,通过化学键的连接,成为空间网状结构的化学变化过程称为硫化(交联)。
16、*压延效应p339:物料在压延过程中,在通过压延辊筒间隙时受剪切力作用,大分子作定向排列,以致制品物理力学性能会出现纵、横方向差异的现象,这种纵横方向性能差异的现象就叫做压延效应.17、*二次成型18、注射吹塑成型p36219、泡沫塑料p387:是以树脂为基质而内部具有无数微孔性气泡的塑料制品,又称为多孔性塑料。
第一章绪论1.试述高分子合成工艺学的主要任务。
高分子合成工业的基本任务:将简单的有机化合物(单体),经聚合反应使之成为高分子化合物。
2.简述高分子材料的主要类型,主要品种以及发展方向。
分类:天然、半合成、合成天然橡胶经硫化制备橡胶制品,蛋白质改性产品乳酪素,纤维改性产品赛璐珞。
向耐候性,耐热性,耐水性,功能性,环保性合成高分子发展。
3.用方块图表示高分子合成材料的生产过程,说明每一步骤的主要特点及意义。
1)原料准备与精制过程特点:单体、溶剂等可能含有杂质,会影响到聚合物的原子量,进而影响聚合物的性能,须除去杂质意义:为制备良好的聚合物做准备2)催化剂配制过程特点:催化剂或引发剂的用量在反应中起到至关重要的作用,需仔细调制意义:控制反应速率,引发反应3)聚合反应过程特点:单体反应生成聚合物,调节聚合物的分子量等,制取所需产品意义:控制反应进程,调节聚合物分子量4)分离过程特点:聚合物众位反应的单体需回收,溶剂、催化剂须除去意义:提纯产品,提高原料利用率5)聚合物后处理过程特点:聚合物中含有水等,需干燥意义:产品易于贮存与运输6)回收过程特点:回收未反应单体与溶剂意义:提高原料利用率,降低成本,防止污染环境4.如何评价生产工艺合理及先进性。
1)生产方式2)产品性能:产品系列化3)原料路线4)能量消耗与利用5)生产技术水平:降低生产技术费5.开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些?首先要了解材料应用的技术要求,提出聚合物的性能要求,根据性能要求明确聚合物分子组成及分子结构,然后拟定聚合配方及工艺措施,科学地解决合成性能及结构关系。
应注意高分子合成、结构及性能的关系;合成反应的理论和方法。
第二章生产单体的原料路线1.简述高分子合成材料的基本原料(即三烯、三苯、乙炔)的来源。
石油化工路线煤炭路线其他原料路线:主要是以农副产品或木材工业副产品为基本原料,直接用作单体或经化学方法加工为单体。
自农副产品中得到的最主要的单体是糠醛,以糠醛为原料可获得丙酮、苯酚、康醇和甲醛等。
第一章绪论聚合物生产过程1. 聚合物生产过程的基本内容包括什么?2. 聚合物制备工程的内容主要包括哪些方面?3. 举例说明如何选择某种聚合物的聚合实施方法?4. 如何评价生产工艺合理及先进性。
5. 思考题:开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些?6. 思考题:是否存在从聚合物单体到聚合物材料制品的最简化路线?举例说明。
聚合物工业与可持续发展1. 三烯、三苯是哪些化学品?简述三烯、三苯和乙炔的来源。
2. 聚合物工业的原料来源有哪些及其分类(是否属于可再生资源)?3. 思考题:如何实现聚合物工业的可持续发展?4. 思考题:可降解聚合物材料有哪些种类?此类材料的发展和使用具有哪些意义?参考答案聚合物生产过程1. 聚合物生产过程的基本内容包括什么?答: 任何聚合物的生产过程的都基本包括:生产准备,催化剂配制,聚合过程和后处理及回收四大过程。
①生产准备过程包括原料准备、公用工程的准备。
②催化剂的配制过程主要指催化剂的制备或配制与溶解;③聚合过程是聚合物生产过程的核心,是决定产品质量的重要工序或过程;④后处理过程相当复杂和繁多,尤其对于生产固体聚合物的生产过程,因采用的聚合实施方法不同,采用的后处理方式也不一样。
但归纳起来不外乎有:分离工序、脱挥工序、脱灰工序、干燥工序、添加助剂(防老剂、增塑剂、加工助剂等)、产品形状处理工序(造粒、压块、切片),对于直接使用乳液的场合还需加润湿剂、消泡剂。
除此之外聚合物后处理过程还包括,单体和溶剂的回收与精制工序。
2. 聚合物制备工程的内容主要包括哪些方面?答:聚合物制备工程是以高分子材料科学与化学工程学为理论基础的工程学科;其生产加工的对象包括对天然高分子材料的改性和人工合成高分子材料的工业化生产。
聚合物制备工程包括的内容是合理设计及选用最佳的聚合实施方法,合理设计及选用相应的反应器,合理选择原料、催化剂的制备或精制工序,合理地选择或设计后处理工序设备,过程的优化或系统化及其控制方法以及三废处理等工序设备的设计等。
聚合反应工程基础课后习题答案聚合反应工程基础课后习题是学生在学习课程过程中用来巩固所学知识的重要环节。
通过完成习题,学生可以检验自己对知识点的掌握程度,及时发现和纠正错误,提高学习效果。
下面是聚合反应工程基础课后习题的答案。
1. 考虑以下聚合反应的机理:A +B -> ABAB + C -> ABCABC + D -> ABCD请回答以下问题:a) 这个反应的总反应方程是什么?b) 这个反应的反应级数是什么?c) 这个反应的速率方程是什么?d) 如果初始浓度为[A]₀、[B]₀、[C]₀和[D]₀,那么在任意时刻t,聚合物的浓度是多少?答案:a) 总反应方程是A + B + C + D -> ABCDb) 反应级数是4c) 速率方程是v = k[A][B][C][D]d) 在任意时刻t,聚合物的浓度是[A]₀ - [A]t,[B]₀ - [B]t,[C]₀ - [C]t 和[D]₀ - [D]t。
2. 一个聚合反应的速率方程是v = k[A][B]^2,其中k为速率常数。
如果初始浓度为[A]₀和[B]₀,那么在任意时刻t,[B]的浓度是多少?答案:根据速率方程可知v = k[A][B]^2,将其变形为d[B]/dt = -2k[B]^2,然后分离变量并积分,得到∫[B]₀^t d[B]/[B]^2 = -2k∫0^t dt。
将其求解,得到[ B]t = 1/([B]₀ - 2kt)。
3. 考虑以下聚合反应的机理:A +B -> AB (快速平衡)AB + C -> ABC (慢速平衡)ABC + D -> ABCD (快速平衡)请回答以下问题:a) 这个反应的总反应方程是什么?b) 这个反应的反应级数是什么?c) 这个反应的速率方程是什么?d) 如果初始浓度为[A]₀、[B]₀、[C]₀和[D]₀,那么在任意时刻t,聚合物的浓度是多少?答案:a) 总反应方程是A + B + C + D -> ABCDb) 反应级数是4c) 速率方程是v = k[A][B][C][D]/([AB][ABC])d) 在任意时刻t,聚合物的浓度是[A]₀ - [A]t,[B]₀ - [B]t,[C]₀ - [C]t 和[D]₀ - [D]t。
一.填空题2. 热固性塑料的注射过程包括___________、______________和______________三个大阶段。
3. 挤出机的_______________和____________是管材挤出的关键部件。
6. 聚合物粘度主要由两方面内部因素来决定,聚合物熔体内的自由体积和大分子长链之间的缠结。
7. _______________型压延机在用于生产薄而透明薄膜的压延成型过程中,显示出明显优于__________型压延机的功能。
8. 双辊式压延机通常用于________ 和压片,目前以三辊式和四辊式压延机用得最为普遍。
一般_______压延用三辊式压延机较多,而_______压延较多用四辊式压延机进行压延。
9. 化学纤维制造可以概括为四个工序:。
10.橡胶制品成型前的准备工艺包括: 、、 、__________等工艺过程,在这些工艺过程中, 和 ________ 是最主要的两个工序。
11.随着高分子化合物相对分子质量的增加,高分子材料的 黏度 增加, 加工流动性 下降, 成型_困难。
○12.橡胶在开炼机中混炼时,配合剂是靠 堆积胶_夹带混入胶料中的。
(机械作用、辊筒)14.橡胶加工过程中的主要配合剂有 硫化剂、补强填充剂、软化剂、增塑剂、防老剂 等。
15.高分子材料制品生产中,聚合物与其它物料混合进行配料后才能进行成型加工。
混合设备是完成混合操作工序必不可少的工具。
混合设备品种很多,主要有: 间歇式、连续式、分布式、分散式、高强度、中强度和低强度混合设备_等。
○19.冷拉伸是指_室温至Tg 附近,热拉伸取向在___Tg-Tf 或Tm_范围内进行。
31. 高聚物的结构包括高分子_链_结构(它包括_高分子链的近程结构_和_高分子链的远程结构_)及高分子的_聚集态_结构,它由_晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构_和织态结构。
32. _热塑_性高分子能在适当的溶剂中溶解,加热时也能熔融,它的几何形态有 线型 和_支链型_;热固_性高分子既不能在溶剂中溶解,受热也不熔化,它的几何形态是_体型_。
聚合物合成工艺学1聚合反应釜中搅拌器的形式有哪些?适用范围如何?①常用搅拌器的形式有平桨式、旋桨式、涡轮式、锚式以及螺带式等;②涡轮式和旋桨式搅拌器适于低粘度流体的搅拌;平桨式和锚式搅拌器适于高粘度流体的搅拌;螺带式搅拌器具有刮反应器壁的作用,特别适用于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合反应釜的搅拌。
2简述合成树脂与合成橡胶生产过程的主要区别。
—合成橡胶生产中所用的聚合方法主要限于自由基聚合反应的乳液聚合法和离子与配位聚合反应的溶液聚合法两种。
而合成树脂的聚合方法则是多种的。
合成树脂与合成橡胶由于在性质上的不同,生产上的差别主要表现在分离过程和后处理过程差异很大:①分离过程的差异:合成树脂,通常是将合成树脂溶液逐渐加入第二种非溶剂中,而此溶剂和原来的溶剂是可以混溶的,在沉淀釜中搅拌则合成树脂呈粉状固体析出。
合成橡胶的高粘度溶液,不能用第二种溶剂以分离合成橡胶,其分离方法是将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中,同时进行强烈搅拌,未反应的单体和溶剂与一部分水蒸气被蒸出,合成橡胶则以直径10—20mm左右的橡胶析出,且悬浮于水中。
经过滤、洗涤得到胶粒。
②后处理过程的差异:合成树脂后处理方框图:干燥干燥的粉状合成树脂包装粉状合成树脂商品潮湿的粉状稳定剂等合成树脂粒状塑料均匀化干燥干燥的粉状合成树脂混炼造粒包装粒状塑料制品合成橡胶后处理方框图:潮湿的粒状合成橡胶干燥压块包装合成橡胶制品3、高分子合成工业的“三废”是如何产生的?怎样处理?什么是“爆炸极限”?①高分子合成工业所用的主要原料—单体和有机溶剂,许多是有毒的,甚至是剧毒物质。
由于回收上的损失或设备的泄漏会产生有害或有臭味的废气、粉尘污染空气和环境。
聚合物分离和洗涤排除的废水中可能有催化剂残渣、溶解的有机物质和混入的有机物质以及悬浮的固体微粒。
这些废水如果不经过处理排入河流中,将污染水质。
此外,生产设备中的结垢聚合物和某些副产物会形成残渣,因此高分子合成工业与其他化学工业相似,存在着废气、粉尘、废水和废渣等三废问题。
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)。
聚合物加工工程习题及答案绪论1,材料的四个要素是什么?高分子材料的定义是什么?制造高分子材料的关键因素是什么?四个要素: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融化,然后通过模塑成一定形状,冷却后在常温下能保持既定形状的材料制品。
关键因素是适宜的材料组成,正确的成型方法,合理的成型机械及模具。
2,结合形变温度曲线讨论高聚物的状态变化与成型加工的关系(影响状态变化的因素有哪些?温度是如何影响的?成型加工技术是如何从形变中出发进行选择的?)影响状态变化的因素:聚合物的分子结构,聚合物的体系组成,聚合物所受的压力以及环境温度。
第十页图73,高分子化合物的成型加工性能包括哪些性能?具体是什么?可挤压性:材料受挤压作用形变时,获取和保持形变的能力可模塑性:材料在温度和压力作用下,产生形变和在模具中模制成型的能力可延展性:材料在一个或两个方向上受到压延或拉伸的形变能力可纺性:材料通过成型而形成连续固体纤维的能力第一章6,聚合物在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?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。
5,何谓聚合物的二次结晶和后结晶?二次结晶:是指在一次结晶后,在残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程后结晶:是指一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程第五章1,材料的混合油哪三种基本运动形式?聚合物成型时熔融物料的混合以哪一种运动形式为主?为什么?有分子扩散,涡流扩散,体积扩散主要以体积扩散为主,体积对流混合通过塞流对物料进行体积重排,而不需要物料变形,这种重复的重新排列可以是无规的,也可以是有序的。
高分子材料加工工程过去、现在、未来四川大学高分子科学与工程学院1838年,A.Parker制备出了第一种人造塑料——硝酸纤维素,并在1862年伦敦的国际展览会上展出。
当时,人们希望该材料能替代象牙一类的天然材料,被称为Parkesine。
1840年,Goodyear和Hancock针对天然橡胶开发了“硫化”工序,达到消除粘性增加弹性的目的。
通过加入硫磺粉末在橡胶本体中产生了额外的化学键,从而使得天然橡胶性能发生改变。
1851年,硬质橡胶实现商品化。
1870年,纽约的J.Hyatt在高温高压下制备了低硝酸含量的硝酸纤维素,俗称赛璐珞,并申请了专利。
它是第一种具有商业价值的聚合物,也是在1907年Bakeland开发出酚醛塑料前唯一的商品塑料。
而由苯酚和甲醛反应制得酚醛塑料则是最古老的真正意义上的合成聚合物。
高分子的过去、现在和未来在Staudinger的理论出现之前,科学界对橡胶和其他分子量很高的材料的本质认识一直是不清楚的。
对19世纪的大多数研究学者来说,分子量超过10,000g/mol的物质似乎是难以置信的,他们把这类物质同由小分子稳定悬浮液构成的胶体系统混为一谈。
Staudinger否定了这些物质是有机胶体的观点。
他假定那些高分子量的物质,即聚合物,是由共价键形成的真实大分子,并在其大分子理论中阐明了聚合物由长链构成,链中单体(或结构单元)通过共价键彼此连接。
较高的分子量和大分子长链特征决定了聚合物独特的性能。
尽管一开始他的假设并不为大多数科学家所认可,但最终这种解释得到了合理的实验证实,为工业化学家们的工作提供了有力的指导,从而使得聚合物的种类迅猛地增长。
1953年,Staudinger被授予诺贝尔奖。
现在人们都已非常清楚:塑料以及橡胶、纤维素、DNA等很多物质都是大分子。
是钢的体积产量的2~3倍法国西德乐公司的DLC高效成型机正在成型的塑料瓶日精ASB公司的DLC高效成型机塑料管材的智能铺设精确厚度控制多层复合膜吹塑成型高分子材料工程未来发展热点高效化高速化精密化WP 公司的远程控制WP 公司的远程控制36吨/小时产量的设备36吨/小时产量的设备可注射万分之一克的精密注射机可注射万分之一克的精密注射机聚合物加工的概念聚合物加工(Polymer Processing)是将聚合物物料转变为实用制品的各种工艺和工程。
《聚合物加工工程试题集》塑料成型机械习题参考答案三、名词解释题(每题 2 分,共12 分)1、挤出成型——是将物料送入加热的机筒与旋转着的螺杆之间进行固体物料的输送、熔融压缩、熔体均化,最后定量、定速和定压地通过机头口模而获得所需的挤出制品。
4、接触角——即辊筒断面中心线的水平线和物料在辊筒上接触点与辊筒断面圆心连线的交角,以表示。
5、聚合物成型机械——所有能对高聚物原料进行加工和成型制品的机械设备。
6、螺杆的压缩比A——指螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽的容积之比。
7、注射量——是指注射机在注射螺杆(或柱塞)作一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量。
8、锁模力——是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。
9、空循环时间——是指在没有塑化、注射保压、冷却与取出制品等动作的情况下,完成一次动作循环所需的时间。
11、吹胀比——吹胀后膜管的直径与环形口模直径之比。
12、牵伸比——牵引辊的牵引速度和机头口模处物料的挤出速度之比。
13、移模力——注射机合模系统在启、闭模时,对动模板的推动力。
14、胀模力——注射机在注射时,因模腔内熔料压力作用而产生的欲使模具撑开的力。
17、螺杆长径比——指螺杆工作部分长度L(螺杆上有螺纹部分长度,即由加料口后壁至螺纹末端之间的长度)与螺杆外径D之比,用L/D表示。
18、液压传动——利用具有压力能的液体作为工作介质,传递能量和动力的装置。
19、液压马达——是将液压能转换为机械能的能量转换装置,是液压系统的执行元件。
21、渐变型螺杆——是指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡,是在一个较长的螺杆轴向距离内完成的。
22、突变型螺杆——是指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡是在较短的螺杆轴向距离内完成的。
23、机头和口模——机头是口模与料筒的过渡连接部分,口模——是制品的成型部件。
24、共挤复合——是使用两台或两台以上的挤出机,共同使用一个模头,从而生产出多层的复合薄膜或片材等的工艺方法。
聚合物加工工程答案【篇一:聚合物成型加工习题答案】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。
聚合工艺考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪种聚合反应属于加成聚合反应?A. 缩聚反应B. 阳离子聚合反应C. 阴离子聚合反应D. 自由基聚合反应2. 以下哪个因素不会影响聚合反应速率?A. 反应温度B. 反应压力C. 反应介质D. 反应时间3. 在聚合反应过程中,以下哪种现象称为凝胶效应?A. 聚合反应速率加快B. 聚合反应速率减慢C. 聚合物分子量分布变窄D. 聚合物分子量分布变宽4. 以下哪种聚合反应适用于生产高性能聚合物?A. 溶液聚合B. 悬浮聚合C. 乳液聚合D. 熔融聚合5. 在聚合反应过程中,以下哪种方法可以降低聚合物分子量分布?A. 提高反应温度B. 降低反应温度C. 增加引发剂用量D. 减少引发剂用量6. 以下哪种聚合反应过程中,单体转化率最高?A. 熔融聚合B. 溶液聚合C. 悬浮聚合D. 乳液聚合7. 以下哪种聚合反应过程中,聚合物分子量最高?A. 阳离子聚合B. 阴离子聚合C. 自由基聚合D. 缩聚聚合8. 以下哪种物质可以作为聚合反应的终止剂?A. 氧气B. 氢气C. 过氧化苯甲酰D. 硅烷偶联剂9. 以下哪种聚合反应过程中,反应速率最快?A. 熔融聚合B. 溶液聚合C. 悬浮聚合D. 乳液聚合10. 以下哪种聚合反应过程中,聚合物分子量分布最宽?A. 阳离子聚合B. 阴离子聚合C. 自由基聚合D. 缩聚聚合二、填空题(每题2分,共20分)11. 聚合反应过程中,单体分子通过共价键形成长链大分子的过程称为______。
12. 聚合反应中,引发剂的作用是______。
13. 聚合反应过程中,凝胶效应会导致______。
14. 聚合反应过程中,反应温度对聚合速率的影响表现为______。
15. 聚合反应过程中,引发剂的种类和用量对聚合物分子量及分布有重要影响,其中______引发剂用量可以降低聚合物分子量分布。
16. 聚合反应过程中,单体转化率与______有关。
聚合物合成工艺学复习笔记考题四川大学华南理工大学文档编制序号:[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]聚合物合成工艺学1聚合反应釜中搅拌器的形式有哪些适用范围如何①常用搅拌器的形式有平桨式、旋桨式、涡轮式、锚式以及螺带式等;②涡轮式和旋桨式搅拌器适于低粘度流体的搅拌;平桨式和锚式搅拌器适于高粘度流体的搅拌;螺带式搅拌器具有刮反应器壁的作用,特别适用于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合反应釜的搅拌。
2简述合成树脂与合成橡胶生产过程的主要区别。
—合成橡胶生产中所用的聚合方法主要限于自由基聚合反应的乳液聚合法和离子与配位聚合反应的溶液聚合法两种。
而合成树脂的聚合方法则是多种的。
合成树脂与合成橡胶由于在性质上的不同,生产上的差别主要表现在分离过程和后处理过程差异很大:①分离过程的差异:合成树脂,通常是将合成树脂溶液逐渐加入第二种非溶剂中,而此溶剂和原来的溶剂是可以混溶的,在沉淀釜中搅拌则合成树脂呈粉状固体析出。
合成橡胶的高粘度溶液,不能用第二种溶剂以分离合成橡胶,其分离方法是将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中,同时进行强烈搅拌,未反应的单体和溶剂与一部分水蒸气被蒸出,合成橡胶则以直径10—20mm左右的橡胶析出,且悬浮于水中。
经过滤、洗涤得到胶粒。
②后处理过程的差异:合成树脂后处理方框图:干燥干燥的粉状合成树脂包装粉状合成树脂商品潮湿的粉状稳定剂等合成树脂粒状塑料均匀化干燥干燥的粉状合成树脂混炼造粒包装粒状塑料制品合成橡胶后处理方框图:潮湿的粒状合成橡胶干燥压块包装合成橡胶制品3、高分子合成工业的“三废”是如何产生的怎样处理什么是“爆炸极限”①高分子合成工业所用的主要原料—单体和有机溶剂,许多是有毒的,甚至是剧毒物质。
由于回收上的损失或设备的泄漏会产生有害或有臭味的废气、粉尘污染空气和环境。
聚合物分离和洗涤排除的废水中可能有催化剂残渣、溶解的有机物质和混入的有机物质以及悬浮的固体微粒。
(已排版)聚合物合成工艺学课后习题全解聚合物合成工艺学课后习题全解1.三种主要的合成材料是什么?简要描述他们的特点。
答:(1)用合成的高分子化合物或称做合成的高聚物为挤出制造的有机材料,统称为合成材料。
其中以塑料、合成纤维、合成橡胶塑料、塑料合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料。
(2)特点:塑料以合成树脂为基础,具有重量轻、绝缘、耐腐蚀、美观、产品形式多样化等优点。
塑料主要是有机材料,所以它的主要缺点是大多数塑料制品都会燃烧。
在长期使用过程中,由于空气中光和氧的作用,以及环境条件和热量的影响,其产品的性能逐渐退化,甚至损坏到无法使用的程度,即发生老化。
合成橡胶是一种由化学合成而成的高弹性体。
硫化后可制成各种橡胶制品。
一些合成橡胶比天然橡胶具有更好的耐热性、耐磨性、耐老化性、耐腐蚀性或耐油性。
合成纤维是一种具有线性结构的高分子量合成树脂。
通过适当的方法纺丝得到的纤维称为合成纤维。
合成纤维成纤维与天然纤维相比较,具有强度高、耐摩擦、不被虫蛀、耐化学腐蚀等优点。
缺点是不易着色,未经过处理时易产生静电荷,多数合成纤维吸湿性差。
2.合成高分子化合物的两种主要聚合反应是什么?答:合成高分子化合物的聚合反应主要包括连锁聚合反应和逐步聚合反应两大类。
3.单体储存过程中应注意哪些问题并说明原因?答:单体储存时应达到防止单体自聚、着火和爆炸的目的。
(1)防止单体自聚合。
为了防止单体自聚合,在单体中加入少量阻聚剂。
(2)防火。
为防止火灾事故发生,单个储罐应远离反应装置,储罐区严禁明火,以降低火灾风险。
(3)防止爆炸,防止爆炸事故的发生,首先要防止单体泄露,因单体泄露后与空气接触产生易爆炸的混合物或过氧化物;储存气态单体或经压缩冷却后液化的单体的储罐应是耐压的储罐;高沸点的单体储罐应用氮气保护,防止空气进入。
4.聚合物反应产物的特性是什么?答:①聚合物的相对分子量具有多分散性。
② 聚合物的形式包括坚硬的固体、粉末、颗粒和高粘度溶液。
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——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——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2.掌握内力和应力的概念及二者的联系。
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。
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。
对于给定的流场,要求能够写出相应的应变速率、应力张量。
5. 为什么固体的变形可以用应变来描述,而流体的变形则需要用应变速率来描述?X3. 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。
应力张量的基本加减运算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。
对于给定的流场,要求能够写出相应的应变速率、应力张量。
5. 为什么固体的变形可以用应变来描述,而流体的变形则需要用应变速率来描述?6. 连续性方程、运动方程和能量方程分别与物理学中哪三个定律相对应?要求掌握连续性方程在直角坐标系下的数学表示式以及运动方程和能量方程的矢量微分式子。
7. 掌握连续性方程、运动方程和能量方程的物理意义,请写出特殊情况下(稳定流场或不可压缩流体)各个方程的矢量微分式子。
8. 自然界中的流动主要分哪几类?其流动曲线各有何特点?对于每一种流体,各试举出两个例子,其中多数聚合物熔体属于哪一类流体?9. 掌握牛顿流体和幂律流体的流变状态方程,清楚其中各个流变学量的物理意义。
高分子材料加工工程过去、现在、未来四川大学高分子科学与工程学院1838年,A.Parker制备出了第一种人造塑料——硝酸纤维素,并在1862年伦敦的国际展览会上展出。
当时,人们希望该材料能替代象牙一类的天然材料,被称为Parkesine。
1840年,Goodyear和Hancock针对天然橡胶开发了“硫化”工序,达到消除粘性增加弹性的目的。
通过加入硫磺粉末在橡胶本体中产生了额外的化学键,从而使得天然橡胶性能发生改变。
1851年,硬质橡胶实现商品化。
1870年,纽约的J.Hyatt在高温高压下制备了低硝酸含量的硝酸纤维素,俗称赛璐珞,并申请了专利。
它是第一种具有商业价值的聚合物,也是在1907年Bakeland开发出酚醛塑料前唯一的商品塑料。
而由苯酚和甲醛反应制得酚醛塑料则是最古老的真正意义上的合成聚合物。
高分子的过去、现在和未来在Staudinger的理论出现之前,科学界对橡胶和其他分子量很高的材料的本质认识一直是不清楚的。
对19世纪的大多数研究学者来说,分子量超过10,000g/mol的物质似乎是难以置信的,他们把这类物质同由小分子稳定悬浮液构成的胶体系统混为一谈。
Staudinger否定了这些物质是有机胶体的观点。
他假定那些高分子量的物质,即聚合物,是由共价键形成的真实大分子,并在其大分子理论中阐明了聚合物由长链构成,链中单体(或结构单元)通过共价键彼此连接。
较高的分子量和大分子长链特征决定了聚合物独特的性能。
尽管一开始他的假设并不为大多数科学家所认可,但最终这种解释得到了合理的实验证实,为工业化学家们的工作提供了有力的指导,从而使得聚合物的种类迅猛地增长。
1953年,Staudinger被授予诺贝尔奖。
现在人们都已非常清楚:塑料以及橡胶、纤维素、DNA等很多物质都是大分子。
是钢的体积产量的2~3倍法国西德乐公司的DLC高效成型机正在成型的塑料瓶日精ASB公司的DLC高效成型机塑料管材的智能铺设精确厚度控制多层复合膜吹塑成型高分子材料工程未来发展热点高效化高速化精密化WP 公司的远程控制WP 公司的远程控制36吨/小时产量的设备36吨/小时产量的设备可注射万分之一克的精密注射机可注射万分之一克的精密注射机聚合物加工的概念聚合物加工(Polymer Processing)是将聚合物物料转变为实用制品的各种工艺和工程。
聚合物合成工艺学课后习题全解本书教材配套题全部免费供大家学习1. 何谓三大合成材料?简要说明他们的特点。
答(1)用合成的高分子化合物或称做合成的高聚物为挤出制造的有机材料,统称为合成材料。
其中以塑料、合成纤维、合成橡胶塑料、塑料合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料。
(2)特点:塑料是以合成树脂为基本成分,具有质轻、绝缘、耐腐蚀、美观、制品形式多样化等。
塑料大多是有机材料,因此其主要的缺点是绝大多数塑料制品都可以燃烧,在长期使用过程中由于光线、空气中氧的作用以及环境条件和热的影响,其制品的性能逐渐变坏,甚至损坏到不能使用,即发生老化现象。
合成橡胶是用化学的合成方法产生的高弹性体。
经硫化加工可制成各种橡胶制品。
某些种类合成橡胶的橡胶具有较天然橡胶为优良的耐热、耐磨、耐老化、耐腐蚀或耐油等性能。
合成纤维,线型结构的高分子量合成树脂,经过适当方法纺丝得到的纤维称为合成纤维。
合成纤维成纤维与天然纤维相比较,具有强度高、耐摩擦、不被虫蛀、耐化学腐蚀等优点。
缺点是不易着色,未经过处理时易产生静电荷,多数合成纤维吸湿性差。
2. 合成高分子化合物的聚合反应主要包括哪两大类?答:合成高分子化合物的聚合反应主要包括连锁聚合反应和逐步聚合反应两大类。
3. 单体储存时应注意什么问题,并说明原因?答:单体储存时应达到防止单体自聚、着火和爆炸的目的。
(1)防止单体自聚,为了防止单体自聚,在单体中添加少量的阻聚剂。
(2)防止着火,为了防止着火事故发生,单体储罐要远离反应装置,储罐区严禁明火以减少着火的危险。
(3)防止爆炸,防止爆炸事故的发生,首先要防止单体泄露,因单体泄露后与空气接触产生易爆炸的混合物或过氧化物;储存气态单体或经压缩冷却后液化的单体的储罐应是耐压的储罐;高沸点的单体储罐应用氮气保护,防止空气进入。
4. 聚合物反应产物的特点是什么?答:①聚合物的相对分子量具有多分散性。
②聚合物的形态有坚韧的固体、粉状、粒状和高粘度的溶液。