聚合物加工工程习题与答案
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1、简述影响高分子材料性能的物理因素?1、相对分子质量及其分布;2、结晶性;3、粒径与粒度分布;4、成型过程中的取向;5、熔体黏度与成型性2、简述影响高分子材料性能的化学因素?1.构成的元素种类及其连接方式。
碳链高分子;杂链高分子;元素有机高分子;2、立构规整性;3、共聚物组成;4、交联。
是改善高分子材料力学性能、耐热性能、化学稳定性和使用性能的重要手段;5、端基。
对聚合物的热性能和光热稳定性有显著影响;6、结构缺陷。
支链;头-头结构;不稳定氯原子;不饱和双键;含氧结构;立构规整度;7、支链。
随支链数增加,分子堆积的紧密度下降,分子链的柔性增加,密度较低,拉伸强度、球压硬度和软化温度下降,断裂伸长率、冲击韧性和透气率增加。
3.简述混合过程的要素、混合的目的?答:粘性流体的混合要素有剪切、分流、和位置交换。
目的:使原来两种或两种以上各自均匀分散的物料从一种物料按照可接受的概率分布到另一种物料中去,以便得到组成均匀的混合物。
4、扩散的种类有哪些?(1)分子扩散。
是由浓度梯度驱使自发地发生的一种过程,各组分的为例由浓度较大的区域迁移到浓度较小的区域,从而达到各出组分的均化。
(2)涡流扩散。
即紊流扩散,在化工过程中,流体的混合一般是系统内产生紊流来实现的,但在聚合物加工过程中,由于物料的运动速度达不到紊流,且黏度又高,故很少发生涡流扩散。
(3)体积扩散。
即对流混合,是指液体质点、液滴或固体例子由系统的一个空间位置向另一空间位置的运动,或两种或多种组分在相互占有的空间内发生运动,以期到达各组分的均布。
5、什么是分散混合?什么是分布混合?1、分散混合,是指在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值,同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。
主要靠剪切应力和拉伸应力来实现,会发生各种物理-机械和化学作用。
2、分布混合,属于非分散性混合,在混合中仅增加粒子在混合物中空间分布均匀性而不减小粒子初始尺寸。
主要发生在固体与固体、固体与液体、液体与液体之间,可能是无规的,也可能是有序的。
高分子聚合物加工原理试题聚合物加工原理试题一、名词解释:1、高聚物的成型加工通常是在一定温度下使聚合物变形或熔融,经过模具或口模流道的压塑,形成所需的形状,通过定型得到能保持所取得形状的制品的工艺过程。
2、热塑性塑料塑料的一大类。
以热塑性树脂为基本成分的塑料,一般具有链状的线型结构,受热软化,在成型过程中是物理变化过程,成型冷却后便成为成品。
可反复塑制。
4、异型材的挤出成型通过挤出成型将聚合物材料制成横向截面非圆形、环形的各种异型形状的连续型材的工艺过程。
二、填空4、在粉料的制备过程中,首先要做好原料的准备工作,准备工作的第一项是原料的预处理,原料的预处理通常是指树脂过筛、吸磁、固体助剂粉碎、粉状助剂磨浆、母料的配制等工作。
6、挤出理论概括为固体输送理论、熔融理论、熔体输送理论三个理论,其意义在于寻求在聚合物加工中提高产量、提高塑化质量、降低能量消耗的有效途径。
10、常见双螺杆挤出机的类型:异向旋转平行啮合型双螺杆挤出机、同向旋转平行啮合型双螺杆挤出机、异向旋转锥型啮合双螺杆挤出机。
三(判断题: (每题1分)1.降低物料与螺杆的摩擦系数,有利于提高固体输送率。
( )3.如果有几种非牛顿流体,其中非牛顿指数n最小者,其流动行为必定与牛顿流体偏离最远。
()4.在评定固体物料的混合状态时,不仅要比较取样中各组分的比率与总体比率间的差异大小,而且还要考查混合料的分散程度。
( )5.拉伸后的薄膜或单丝,在重新加热时,将会延着分子定向方向发生较大的收缩。
()10.在塑料成型操作中,对一种表观粘度随温度变化不大的聚合物来说,可以仅凭增加温度来增加其流动性而成型。
( )四(计算题一台单螺杆挤出机,加料段螺杆的几何参数为:料筒内径D,90mm,螺距S,90mm,螺杆根部直径Ds,62mm,螺纹宽度e??,9mm,螺纹头数i,1;求:这台挤出机的最大挤出量。
已知:Db,90,Ds,62,h1,(Db-Ds)/2, ( 90-62)/2,14mm解:(φb,arctan(s/πDb),arctan(90/3.14×90),17.67?(φs,arctan(s/πDs),arctan(90/3.14×62),24.81?(φ,arctan(s/πD),arctan(90/3.14×76),20.66?sinφb,sin17.67?,0.30 cosφ,cos17.67?,0.95n Wb,s/i cosφb- e,=90× cos17.67?-9 = 90× 0.95-9=76.5 n Ws,s/icosφs-e,=90× cos24.81?-9= 90× 0.91-9=72.9 n W,s/i cosφ-e,=90×cos20.66?- 9= 90× 0.93-9=74.7 n Q=Qmax= π2??h1??Db(Db-h1) n (W/W, e,) sinφ??cosφn = 3.142×14×90(90-14)×1×(74.7/74.7,9)sin17.67?×cos17.67? n=9.86×14×90×76×0.89×0.30×0.95=239×103mm3/min 答:这台挤出机的最大挤出量239×103mm3/min.六、问答题2、为什么要对一些成型物料进行(干燥)预处理,举例说明,并列出工艺条件。
《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。
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_。
1.螺杆的压缩比,结晶物无定形物所使用压缩比对于等距变深螺杆,压缩比可视为螺杆压缩段末端螺槽深度和起始端螺槽深度之比。
对于结晶物料,有明显熔限,体积变化较大,故选用较大压缩比,约为3-5;非结晶物料没有明显熔限,体积变化小,选用较小压缩比,约2-3。
2.λ物理意义λ=H/H0-1,H为物料成品厚度,H0为压片机两辊筒间距,λ反映了物料在厚度上的膨胀能力,反映了材料的弹性大小。
材料弹性越大,H越大,λ越大。
此外λ还是物料在压片过程中出片点和压力最大点时的无量纲横坐标。
3.一般单螺杆挤出机螺旋升角φ范围,一般设计角度一般φ的角度取17-20之间,对于一般高聚物而言,f s在0.25-0.5之间时,tgθ×tgφ/(tgθ+tgφ)最大,此时φ值在17-20之间,一般为计算方便,令螺距等于螺杆外径,此时φ=17度41分。
增大φ可以让固体输送率增加,反之减小。
4.润滑近似概念两固体表面作相对运动时,其间被一层很薄的粘性流体隔开,当间隙随位置变化率<<1时,可将粘性流体的二维运动视为一维处理。
以数学方式表达:V x>>V y,V y≈0,Vx≠0;dV x/dx<<dV x/dy,dV x/dx≈0。
5.排气挤出机泵比,稳定操作时泵比范围泵比χ=H II/H I,为第二计量段槽深与第一计量段槽深比,范围为1.5~2.0。
当χ接近1时,两螺杆操作线靠近,容易冒料。
当χ>1时,χ越大,冒料可能越小,但缺料严重,成品质量差。
对于牛顿流体χ=1.56.同向平行双螺杆和异向平行双螺杆挤出机的应用领域同向平行双螺杆挤出机的剪切作用和混合作用强,适合于聚合物的共混,填充。
异向平行双螺杆挤出机剪切作用小,适合热敏材料的挤出,如PVC。
7.为了解决中高两低问题采用方法工程上一般采用中高度法、轴交叉法和预应力法。
8.注射机的规格参数,运动和结构方面说明注射机螺杆和挤出机螺杆的区别注射机的规格主要由1.注射量,即注射熔体体积或以PS为基准,注射的PS熔体质量表示;2.合模力这两个参数表示。
第一章单元测试1【单选题】(20分)下列哪个属于模面成型()。
A.涂覆成型B.注射成型C.吹塑薄膜D.双轴拉伸薄膜2.【多选题】(20分)正确答案:AD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()。
A.挤出B.吹塑C.压延D.注塑3【判断题】(20分适宜的材料组成、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。
()A.错B.对4【判断题】(20分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。
()A.对B.错5【判断题】(20分同样的聚合物材料,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。
()A.对B.错第二章单元测试1【单选题】(20分)有剪切变稀特性的是()。
A.假塑性流体B.膨胀性流体C.牛顿流体D.宾汉流体2【单选题】(20分)随温度升高,下列聚合物粘度降低最快的是()。
A.PCB.HDPEC.LDPED.PP3【判断题】(20分要减轻聚合物熔体挤出表面粗糙,可将熔体温度降低。
()A.对B.错4.【多选题】(20分)正确答案:CD下列高分子熔体加工时随剪切强度增加,粘度不变的有()。
A.膨胀性流体B.假塑性流体C.宾汉流体D.牛顿流体5【单选题】(20分)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()。
A.增大B.先减小后增大C.减小D.不变第三章单元测试1【判断题】(20分高分子熔体中大分子之间缠结后就无法解开。
()A.错B.对2【判断题】(20分带有体积庞大侧基的聚合物,其黏度受压力的影响较大。
()A.对B.错3【单选题】(20分)分子量分布增宽,高分子熔体的粘度将()。
A.不变B.减小C.增大D.先减小后增大4【单选题】(20分)橡胶中加入炭黑,橡胶的粘度将()。
A.不变B.增大C.先减小后增大D.减小5【判断题】(20分有支链的聚合物熔体,更容易呈现非牛顿流动。
()A.对B.错第四章单元测试1【判断题】(20分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。
绪论作业1. 材料的分类,材料的四要素以及它们之间的关系?答:材料一般分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料(高分子材料)2. 画图说明制造高分子材料的三个关键因素以及它们之间的关系。
3. 区别塑料与橡胶的主要物理参数是什么?答:主要在于玻璃化温度,塑料的玻璃化温度高于室温,在室温下处于玻璃态,呈现塑性; 橡胶的玻璃化温度低于室温,在室温下处于高弹态,呈现弹性。
4. 热塑性弹性体的结构与性能特点,试举几种常用品种。
答:热塑性弹性体的分子结构中一部分或全部由具有橡胶弹性的链段所组成,大分子链之间存在化学或物理交联而成的网状结构,起补强作用,常温下显示橡胶的弹性;而高温下,受 热的作用这种网状结构消失,呈现塑性,可按热塑性塑料的成型方法塑化成型,冷却下这种网状结构又复原。
很多场合可以取代橡胶应用。
主要品种有 SBS 、SIS 、SEBS 、聚烯烃共混物、热塑弹性体、弹性体合金,热塑性聚氨酯,热塑性共聚酯和热塑性聚酰胺弹性体等。
5. 涤纶、锦纶、晴纶和丙纶所对应的化学名称或英文缩写。
答:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET ,涤纶),聚酰胺纤维(PA ,锦纶或尼龙),聚乙烯醇醛甲 醛纤维(维纶),聚丙烯腈纤维(腈纶),聚乙烯纤维,聚丙烯纤维(丙纶) ,聚氯乙烯纤维 (氯纶),聚氨酯弹性体纤维(氨纶) 6..添加剂选用的基本原则。
答:1)与高分子化合物的配伍性.2)耐久性.3)加工适应性.4)制品性能的制约性.5)不同添加剂 之间的相互作用性.6)经济性7.润滑剂属于何种添加剂?可以改善聚合物的何种性能? 答:润滑剂属于功能性添加剂的改善表观形成的添加剂,主要是降低摩擦副的摩擦阻力、减缓其磨损的润滑介质。
润滑剂对摩擦副还能起冷却、清洗和防止污染等作用。
中心问题8.高分子材料的制造及成型加工流程;高分子化合物的成型加工过程。
-------- 高分子村料的刑造戚型加工CRIM9.高分子材料的特定温度包括哪些?各温度时,高分子材料所处的状态及特点怎样?答:玻璃化温度(T g)、粘流温度(Tf)――无定型聚合物、熔融温度(Tm)――结晶性聚合物、分解温度(Td )当高分子材料在T g以下时,处于普弹性状态(玻璃态),为坚硬的固体,受外力作用形变(普弹形变)很小,外力消失,形变可以立即恢复。
习题集(348)第一章绪论(37)一、判断(10)1、由于塑料包装物大多呈白色,它们造成的环境污染被称为白色污染。
(+ )2、连续聚合特点是聚合反应条件是稳定的,容易实现操作过程的全部自动化,机械化,便于小批量生产。
(_ )3、进行聚合反应的设备叫做聚合反应器。
根据聚合反应器的形状主要分为管式、塔式和釜式聚合反应器。
(+ )4、本体聚合与熔融缩聚得到的高粘度熔体不含有反应介质,如果单体几乎全部转化为聚合物,通常不需要经过分离过程。
如果要求生产高纯度聚合物,应当采用真空脱除单体法。
(+)5、乳液聚合得到的浓乳液或溶液聚合得到的聚合物溶液如果直接用作涂料、粘合剂,也需要经过分离过程。
(_ )6、合成橡胶是用物理合成方法生产的高弹性体。
经硫化加工可制成各种橡胶制品。
(_ )7、合成纤维通常由线型高分子量合成树脂经熔融纺丝或溶液纺丝制成。
加有少量增光剂、防静电剂以及油剂等。
(+ )8、合成树脂生产中回收的溶剂。
通常是经离心机过滤与聚合物分馏得到的。
(+ )9、高分子合成工厂中最易发生的安全事故是引发剂、催化剂、易燃单体、有机溶剂引起的燃烧与爆炸事故。
(+ )10、塑料具有取材容易,价格低廉,加工方便,质地轻巧等优点。
(+ )二、填空(10)1、根据产量和使用情况合成橡胶可分为通用合成橡胶与特种合成橡胶两大类。
2、离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合与溶液聚合两种方法。
3、在溶液聚合方法中,如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为非均相溶液聚合。
4、塑料的原料是合成树脂和助剂。
5、塑料成型重要的有:注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。
6、高分子合成工业的产品形态可能是液态低聚物、坚韧的固态高聚物或弹性体。
7、高分子合成工业的基本原料为石油、天然气、煤炭等。
8、为使釜式聚合反应器中的传质、传热过程正常进行,聚合釜中必须安装搅拌器。
9、自由基悬浮聚合得到固体珠状树脂在水中的分散体系。
可能含有少量反应单体和分散剂。
《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。
绪论(xùlùn)作业1.材料的分类,材料的四要素以及(yǐjí)它们之间的关系?答:材料一般(yībān)分为金属材料、无机非金属材料、有机(yǒujī)高分子材料(高分子材料)2.画图说明制造高分子材料的三个关键因素以及它们之间的关系。
3.区别塑料与橡胶的主要物理参数是什么?答:主要在于玻璃化温度,塑料的玻璃化温度高于室温,在室温下处于玻璃态,呈现塑性;橡胶的玻璃化温度低于室温,在室温下处于高弹态,呈现弹性。
4.热塑性弹性体的结构与性能特点,试举几种常用品种。
答:热塑性弹性体的分子结构中一部分或全部由具有橡胶弹性的链段所组成,大分子链之间存在化学或物理交联而成的网状结构,起补强作用,常温下显示橡胶的弹性;而高温下,受热的作用这种网状结构消失,呈现塑性,可按热塑性塑料的成型方法塑化成型,冷却下这种网状结构又复原。
很多场合可以取代橡胶应用。
主要品种有SBS、SIS、SEBS、聚烯烃共混物、热塑弹性体、弹性体合金,热塑性聚氨酯,热塑性共聚酯和热塑性聚酰胺弹性体等。
5.涤纶、锦纶、晴纶和丙纶所对应的化学名称或英文缩写。
答:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,涤纶),聚酰胺纤维(PA,锦纶或尼龙),聚乙烯醇醛甲醛纤维(维纶),聚丙烯腈纤维(腈纶),聚乙烯纤维,聚丙烯纤维(丙纶),聚氯乙烯纤维(氯纶),聚氨酯弹性体纤维(氨纶)6..添加剂选用的基本原则。
答:1)与高分子化合物的配伍性.2)耐久性.3)加工适应性.4)制品性能的制约性.5)不同添加剂之间的相互作用性.6)经济性7.润滑剂属于何种添加剂?可以改善聚合物的何种性能?答:润滑剂属于功能性添加剂的改善表观形成(xíngchéng)的添加剂,主要是降低摩擦副的摩擦阻力、减缓其磨损的润滑介质。
润滑剂对摩擦副还能起冷却、清洗和防止污染(wūrǎn)等作用。
8.高分子材料的制造及成型(chéngxíng)加工流程;高分子化合物的成型加工过程。
一、填空:1. 热塑性塑料分子结构是线状或支链状,常称为线性聚合物,而热固性塑料在加热成型之前呈网状或片状,但受热后逐渐结为体状结构。
2. 塑料中的添加剂之一的稳定剂按其作用分为热稳定剂、光稳定剂和抗氧化剂。
3. 注射成型时熔体充型与冷却过程可分为充模__、_保压补缩_ 、__ 倒流和_冻结冷却_ 四个阶段4. 注射机按塑化方式可分为柱塞式式螺杆式式两种,其中螺杆式式注射机的塑化效果较好。
5中空吹塑方法成型。
6、塑料由树脂和助剂组成,但各组分的作用各不相同,若一塑料材料成型性能差,则可加入增塑剂改善。
7、铸塑成型常用的高分子材料的形态是熔融态。
8、9工对应不同的状态,中空成型应是高弹态状态;挤出成型应是粘流态状态;注射成型是粘流态状态。
10、粘度是塑料熔体内部抵抗流动的阻力,其值一般是随剪切应力的增加而减少,随温度升高而降低,但每种材料对两值的敏感程度不同,PC对温度敏感,而POM对剪切应力敏感。
黏度大则流动性小。
11. 塑料按合成树脂的分子结构及热性能可分为热固性和热塑性塑料两种12. 在注射成型中应控制合理的温度,即控制料筒、喷嘴和模具温度。
13. 注射模塑过程需要控制的压力有塑化压力和注射压力。
14. 注射模塑成型的注射机类型很多,但其基本作用有合模和注射两个。
15.聚合物在成型过程中的物理变化有结晶、取向化学变化有降解、交联。
16.分子定向会导致塑件力学性能的各向异性,顺着分子定向的方向上的机械强度总是____大于____与其垂直方向上的。
17.分子定向会导致塑件力学性能的各向异性,顺着分子定向的方向上的机械强度总是_____大于___与其垂直方向上的。
18、ABS塑料学名为丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚物,是由丙烯晴、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚的产物。
二、选择1、注射机的规格性能通常用一些参数表示,下列反映注射机加工能力的参数是(③)①注射压力②合模部分尺寸③注射量2、在一个模塑周期中,要求注射机动模板移动速度是变化的,合模时,速度(②)①由慢变快②由快变慢③先慢变快在慢3、热塑性塑料流动性用熔体流动速率来衡量,其测定用熔体指数仪,单位为(③)①g/min②mm/min③g/10min4、柱塞式注射机的注射装置中,设置分流梭的主要目的是(①)①增加传热面积②增加剪切应力③改变料流方向5、螺杆式注射机中的螺杆头有些带有止逆结构,其目的是(②)①注射时打开,熔体可通过;预塑时关闭,防止熔体倒流。
1.介绍热塑性塑料的成型方法,以及成型加工过程中影响产品()和()的因素是本课程的主要研究内容。
2.()是材料的内因,是设计和生产制品时选材的主要依据。
3.要成型合格的产品,选择()和()是前提。
4.由于在T g<T<T f 发生的变形是可回复的,因此,将制品()到T g以下是确保制品形状和尺寸稳定的关键。
5.T f是聚合物一次成型的()6.温度越高,高/粘比例越()。
降温速率越大,即降温越快,高/粘形变比例越()。
聚合物成型过程中考虑到制品的因次稳定性,总是希望高/粘比例(),因此,在工艺上可以采用诸如()、()等措施达到这一目的。
7.内应力的检验在工厂中常采用()8.结晶过程最主要的变化可概括为:(),( ),( ),( )9.影响结晶的成型条件:()、( )、( )。
10.发生取向后的材料呈现明显的()。
取向是一种热力学的()11.根据外力的作用方式不同,可将取向分为()和()。
12.根据取向的方式不同,取向可分为()和()。
13.根据取向过程中聚合物的温度分布和变化情况,取向可分为()和()。
14.在进行塑料制品和模具设计时应尽量避免在成型过程中()的形成。
15.属于热力学非平衡态的取向在条件合适时会自动发生(),从而造成制品形状和尺寸的不稳定。
较典型的表现就是沿取向方向(直向)的热收缩率()垂直取向方向(横向)的热收缩率。
16.( )具有促使聚合物分子取向的作用,是聚合物分子取向的( );而另一方面取向是一种热力学非平衡状态,在分子无规热运动的影响下会自动发生( ),所以,分子热运动具有破坏取向的作用,而分子热运动的强弱取决于( )的高低。
17.制品中任一点最终的取向状态和结构都是( )和( )这两个主要因素综合作用的结果。
18.( )的取向在塑料制品的使用过程中,一般不会由于聚合物分子的热运动而发生解取向。
19.因为粘流形变在发生时间上总是()高弹形变。
所以在拉伸取向时合理控制各种参数,使总形变中粘流形变的比例(),也就是说链段沿外力方向取向而造成的高弹形变占据主导地位,则拉伸取向后的制品取向程度( )。
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。
在固体掺混机中混合是无规的,而在静态混合器中的混合则是有序的。
层流对流混合是通过而使物料变形,物料受到剪切、伸长和挤压。
2,什么是非分散混合,什么事分散混合,两者主要通过何种物料运动和混合操作来实现?非分散混合:在混合物中仅增加粒子在混合物中空间分布均匀性,而不减小粒子初始尺寸的过程分散混合:在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值,同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程非分散混合运动基本形式是通过对流来实现的,可以通过包括塞形流动和不需要物料连续变形的简单体积排列和置换来达到分散混合主要是靠剪切应力和拉伸应力作用实现的。
3,为什么在评定固体物料的混合状态时不仅要比较取样中各组分的比率与总体比率的差异大小而且还要考察混合料的分散程度?答:衡量混合效果需从物料的均匀程度和组分的分散程度两方面来考虑。
均匀程度指混入物所占物料的比率与理论或总体比率的差异。
但就是相同比率的混合情况也是十分复杂的。
在取样分析组成时,若一次抽取的试样的量足够多,或者,一次取样量虽不多,但取样的次数足够多,虽然每次抽取的试样分析结果有所出入,但(取多个试样分析结果的平均值时,)仍可得出混合情况相同的结论。
然而从混合料中各组分的分散程度来看,则可能相差甚远。
因此,在判定物料的混合状态时,还必须考虑各组分的分散程度。
5,天然橡胶的低温机械塑炼的目的以及其原理与聚氯乙烯塑料中添加邻苯二甲酸二丁酯的目的以及其原因有何异同?天然橡胶:机械塑炼以机械力作用使大分子链断裂,氧对橡胶分子起化学降解的作用。
非晶态橡胶分子的构象是卷曲的,分子间以范德华力相互作用。
塑炼时,由于受到机械的剧烈摩擦、挤压和剪切作用,使卷曲缠结的大分子链相互缠结,容易使机械应力局部集中。
当应力大于分子链上某一个链断裂能时,造成大分子链断裂,相对分子质量降低,因而获得可塑性。
聚氯乙烯:PVC分子间存在极性,分子链僵硬,当其仅加稳定剂和润滑剂时,得到的是刚性的硬质PVC塑料制品。
邻苯二甲酸二丁酯作为增塑剂使用。
加入增塑剂后,削弱了PVC分子间作用力,增加了其塑性。
7,何谓胶料混炼过程中产生的结合橡胶?橡胶与炭黑混炼时,由于炭黑表面具有一定的活性,因而与混炼时产生的R•生成一定数量的化学形式和物理形式的结合体,形成一种不溶于橡胶溶剂的产物,称结合橡胶(炭黑凝胶)9,什么叫塑料的混合和塑化?其主要区别在哪里?塑料的混合:这是物料的初混合,是一种简单混合,在低于流动温度和较为缓和的剪切速率下进行的一种混合。
混合后,物料各组份的物理和化学性质无变化。
只是增加各组份颗粒的无规则排列程度,没有改变颗粒的尺寸。
设备:捏合机、高速混合机。
塑料的塑化:再混合,是高一级的混合,在高于流动温度(Tf或Tm)和较强烈的剪切速率下进行。
混合后,物料各组份的物理和化学性质有所变化。
塑化的目的是使物料在一定温度和剪切力下熔融,驱出其中的水份和挥发物。
使各组份的分散更趋均匀,得到具有一定可塑性的均匀物料。
设备:密炼机、开炼机、挤出机。
11,塑料的塑化与橡胶的塑炼二者的目的和原理有何异同?答:塑化:再混合,是高一级的混合。
在高于流动温度(Tf或Tm)和较强烈的剪切速率下进行。
混合后,塑料各组份的物理和化学性质有所变化。
其目的是使物料在一定温度和剪切力下熔融,驱出其中的水份和挥发物。
使各组份的分散更趋均匀,得到具有一定可塑性的均匀物料。
塑炼:使生胶由强韧的弹性转变为柔软的便于加工的塑性状态的过程。
目的是使生胶获得一定的可塑性,使之适合于混炼、压延、压出、成型等工艺操作;使生胶的可塑性均匀化,以便得到质量均匀的胶料。
(目的是降低弹性,增加可塑性,获得流动性;混炼时配合剂易于分散均匀,便于操作;使生胶分子量分布变窄,胶料质量均匀一致。
)10,哪些机械通常用于塑料初混合?哪些机械用于塑炼?转鼓式混合机,螺带式混合机,捏合机,高速混合机用于初混合开炼机,密炼机,挤出机用于塑炼第六章补充:1,简述压缩模塑成型的工艺流程2,模压成型中的预压有什么优点?(1)加料快、准确、无粉尘(2)降低压缩率,可减小模具装料室和模具高度(3)预压料紧密,空气含量少,传热快,又可提高预热温度,从而缩短了预热和固化的时间,制品业不容易出现气泡(4)便于成型较大或带有精细嵌件的制品3,预热的方式有哪几种?预热方式很多,常用的有电热板加热,烘箱加热,红外线加热,高频电热4,在热固性塑料模压成型中,提高模温应相应地降低还是升高模压压力才对模压成型工艺有利?为什么?在热固性塑料模压成型中,提高模温一般应相应地升高模压压力才对模压成型工艺有利。
在一定范围内模温提高能增加塑料的流动性,模压压力可降低;但模温提高也会使塑料的交联反应速度加速,从而导致熔融物料的粘度迅速增高,因而需更高的模压压力。
综合以上因素,提高模温一般应相应地提高模压压力。
9,生胶和硫化胶在分子结构及性能上有何不同?硫化前:结构:线性大分子,分子与分子之间无价键力;性能:可塑性大,伸长率高,具可溶性。
硫化后:结构:1)化学键;2)交联键的位置;3)交联程度;4)交联性能:1)力学性能(定伸强度、硬度、拉伸强度、伸长率、弹性);2)物理性能;3)化学稳定性10,橡胶的硫化历程分为几个阶段?各阶段的实质和意义是什么?答:(1)焦烧期-硫化起步阶段,是指橡胶在硫化开始前的延迟作用时间,在此阶段胶料尚未开始交联,胶料在模型内有良好的流动性。
(对于模型硫化制品,胶料的流动、充模必须在此阶段完成,否则就发生焦烧.出现制品花纹不清,缺胶等缺陷。
)意义:焦烧期的长短决定了胶料的焦烧性及操作安全性。
这一阶段的长短取决于配合剂的种类和数量。
(2)欠硫期-预硫阶段,焦烧期以后橡胶开始交联的阶段。
在此阶段,随着交联反应的进行,橡胶的交联程度逐渐增加,并形成网状结构.橡胶的物理机械性能逐渐上升,但尚未达到预期的水平.但有些性能如抗撕裂性、耐磨性等却优于正硫化阶段时的胶料。
意义:预硫时间的长短反映了硫化反应速度的快慢(,主要取决于配方)。
(3)正硫期-正硫化阶段,正硫化是胶料的各项性能在一个阶段基本上保持恒定或变化很少,也称硫化平坦期。
意义:这个阶段橡胶的综合性能最好,是选取正硫化时间的范围。
(硫化平坦期的宽窄取决于:配方、温度等)(4)过硫期-过硫阶段,橡胶的交联反应达到一定的程度,此时的各项物理机械性能均达到或接近最佳值,其综合性能最佳。
此时交联键发生重排、裂解等反应。
意义:过硫阶段的性能变化情况反映了硫化平坦期的长短,不仅表明了胶料热稳定性的高低,而且对硫化工艺的安全性及制品硫化质量有直接影响。
13,何谓硫化三要素?对硫化三要素控制不当会造成什么后果?答:硫化三要素是指硫化的压力、温度和时间。
模型硫化时必须施以压力。
压力过低,胶料流动性差,不能充满模腔,制品容易产生泡,胶料不够致密,机械性能下降;但过高压力对橡胶的性能也不利,高压会对橡胶分子链的热降解有加速作用;对于含纤维织物的胶料,高压会使织物材料的结构被破坏,导致耐屈挠性能下降。
硫化温度是橡胶发生成化反应的基本条件,它直接影响硫化速度和产品质量。
硫化温度太高,硫化速度太快,胶料刚受热即交联而流动性下降,得不到所需要的产品,且高温易引起橡胶分子链裂解,乃至发生硫化返原现象,结果导致强伸性能下降;反之,硫化温度低,硫化速度慢,生产效率低,直至不硫化。
在一定的硫化温度和压力下,橡胶有一最适宜的硫化时间,时间太长则过硫,时间太短则欠硫,对产品性能都不利。
14,何谓正硫化和正硫化时间?正硫化时间的测定方法有哪几种?各有何特点?答:正硫化是胶料的各项性能在一个阶段基本上保持恒定或变化很少,也称硫化平坦期。
理论正硫化:从硫化反应动力学原理来说,正硫化应是胶料达到最大交联密度时的硫化状态,正硫化时间应由胶料达到最大交联密度所需的时间来确定比较合理。
工艺正硫化:橡胶处在正硫化时,其物理机械性能或综合性能达到最佳值,预硫或过硫阶段胶料性能均不好。
达到正硫化所需的时间为正硫化时间,而正硫化是一个阶段。
在实际应用中是根据某些主要性能指标(与交联密度成正比)来选择最佳点,确定正硫化时间。
(1)物理机械法麻烦,不经济;(2)化学法简单、方便,但误差较大,适应性不广,有一定限制,不适于非硫黄硫化的胶料;(3)专用仪器法不仅具有方便、精确、经济、快速和重现性好等优点,并且能够连续测定与加工性能和硫化性能等有关的参数而且只需进行一次试验即可得到完整的硫化曲线。