1、什么叫混合、混炼？并指出各自的特点。
混合是一种趋向于减少混合物非均匀性的操作。
混炼是指用炼胶机将生胶或塑炼生胶与配合剂练成混炼胶的工艺。
混合：温度低（一般低于聚合物熔点），剪切速率小；混炼：温度高（一般高于聚合物熔点），剪切速率大。
2、试述捏合机、高速混合机、开炼机、密炼机的基本结构、工作原理和机器的规格型号。
（1） Z形捏合机
基本结构：带有加热（冷却）夹套的鞍形混合室、一对Z形搅拌器、电气传动装置等。捏合机除了通过夹套加热和冷却外，还可在搅拌器中心开设通道，通加热或冷却载体，以便准确及时地控制捏合时物料的温度。
工作原理：混合时，物料借助于相向转动的一对搅拌器沿着混合室的侧壁上翻,而后在混合室的中间下落，再次为搅拌器所作用。这样重复循环，物料得到多次折叠和撕捏作用，从而得到均匀混合。
(2)高速混合机
基本结构：附有加热或冷却夹套的圆筒形混合室、一个装在混合室底部的高速转动的搅拌叶轮、排料装置、折流板（挡板）以及电气传动装置等。
工作原理：高速混合机工作时，高速旋转的叶轮借助表面与物料的摩擦力和侧面对物料的推力使物料沿叶轮切向运动。同时，由于离心力的作用物料被抛向混合室内壁，并且沿内壁面爬升，当升到一定高度后，由于重力的作用，物料又落回到叶轮中心，接着又被抛起。物料的表面不断得到更新，由于叶轮的转速很高，物料运动速度很快，快速运动的物料粒子之间相互碰撞、摩擦，使得团块破碎，物料因摩擦升温，同时迅速地进行着交叉混合，这些作用促进了各组分的均匀分布和对液态添加剂的吸收。规格型号：GH200，GH表示高速混合机，200表示工作容量200升。实际加料量为工作容量的50～75％。
（3）开炼机
基本结构：两只辊筒、辊距调节装置、安全装置、加热冷却系统和传动系统等。辊筒为中空结构，内部可通加热或冷却载体，也可直接放置电加热棒加热。
工作原理：开炼机工作时，两个辊筒相向旋转，且速度不等。放在辊筒上的物料由于与辊筒的摩擦和粘附作用以及物料之间的粘结力而被拉入辊隙之间，在辊隙内物料受到强烈的挤压和剪切，这种剪切使物料产生大的形变，从而增加了各组分之间的界面，产生了分布混合。该剪切也使物料受到大的应力，当应力大于物料的许用应力时，物料会分散开，即分散混合。所以提高剪切作用就能提高混合塑炼效果。
规格型号：SK-160；SK表示塑料开炼机，160表示辊筒直径160mm。 XK橡胶双辊开炼机。
3、决定开炼机正常工作的条件是什么？
开炼机正常工作时的两个条件：
①物料与辊筒的摩擦角应大于接触角；
②两个辊筒之间存在速比。减小辊筒间距和加大辊筒速比，可以加大剪切作用。
4、高速混合机中折流板的作用是什么？
改变混合时物料的流型；内部安装测温传感器，测试物料的温度。
5、常见的连续混合设备有哪几种，各有什么特点？
连续混合设备主要有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、行星螺杆挤出机和连续混炼机。
6、生胶在成型加工前为什么要进行塑炼？
塑炼主要是为了降低生胶的弹性，增加可塑性，获得适当流动性，使橡胶与配合剂在混炼过程中易于混合分散均匀，也利于胶料进行各种成型操作。此外，还要使生胶的可塑性均匀一致，从而使制得的胶料质量也均匀一致。
模压成型部分
1、试简述热固性塑料的模压成型（压缩模塑）工艺过程。
模压成型通常称压缩模塑，是将模塑塑料在已加热到指定温度的模具中加压，使物料熔融流动并均匀地充满模腔，在加热和加压的条件下，经过一定的时间，使其发生化学交联反应而变成具有三维体型结构的热固性塑料制品。
2、为什么热塑性塑料较少采用模压成型的方法加工？
热塑性塑料模压成型时，必须将模具冷却到塑料固化温度以下才能定型为制品，为此需交替加热与冷却模具，生产周期长，故生产中很少采用。
3、什么是BMC、SMC？它们常采用何种方法成型？
BMC:块状模塑料，用预混法制成的聚酯树脂模塑料，模塑料成团块状，故也称料团。
SMC:片状模塑料，用预浸法制成的片状聚酯树脂模压料。
4、热固性塑料、热塑性塑料、橡胶的模压成型有什么不同？
成型过程中热塑性塑料不发生化学变化，而后两者有物理和化学变化。
1、挤出成型生产线一般由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
挤出系统、加料装置、传动系统、加热和冷却系统及控制系统等。
挤出系统通常包括：加料装置、料筒、螺杆、机头和口模等。
2、常规三段全螺纹螺杆的主要参数有那些？如何选择这些参数的大小？
a.螺杆直径DS 指其外径，通常在30～200mm之间，最常见的是45～150mm。螺杆的直径大，挤出机的产量高，所以挤出机的规格型号常一螺杆的直径表示。如挤出机型号SJ－45，表示塑料挤出机螺杆直径45mm。
b.螺杆的长径比L/DS 指螺杆工作部分的有效长度与直径DS之比。
L/DS大能提高挤出机的生产能力，有利于物料的混合，螺杆的适应性强，但加工安装困难，不适于热敏性物料的加工。
L/DS小对塑料的混合塑化不利。
c.螺杆的压缩比A
几何压缩比：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。一般约等于H1/H3（H1，H3分别为加料段和均化段槽深）。
物理压缩比：是指塑料在熔融状态下的密度与固体松散状态下的密度之比。
挤出机的几何压缩比应大于物理压缩比
d.螺槽深度H
一般螺槽的深度H1、H2、H3分别表示固体输送段、熔融段、熔体输送段等三段的槽深。
H3小时挤出机对物料的剪切速率大，有利于传热和塑化，但挤出生产率低。H3大则反之。 H3大适于加工热敏性物料（如HPVC）的加工；H3小的浅槽螺杆可用于熔体粘度低和热稳定性好的塑料的挤出成型。
e.螺旋角θ是螺纹与螺杆横截面之间的夹角。
θ角大，挤出机的产量高，但螺杆对塑料的挤压和剪切作用减小。
f.螺棱部分宽度E 螺棱宽度E太小会使漏流增加，产量降低；E太大会增加螺棱上的功率消耗，螺棱上的物料过热的危险（传热量大，剪切热大）。
g.螺杆与料筒的间隙δδ的大小影响挤出机的生产能力和物料的塑化。δ值大，生产效率低，不利于热传导，剪切速率低，不利于物料的熔融和混合；δ过小，剪切速率大，易引起物料过热降解，对螺杆、料筒的加工和安装要求高。
3、何谓螺杆的几何压缩比、物理压缩比？两者关系如何？
几何压缩比：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。一般约等于H1/H3（H1，H3分别为加料段和均化段槽深）。
物理压缩比：是指塑料在熔融状态下的密度与固体松散状态下的密度之比。
挤出机的几何压缩比应大于物理压缩比
4、挤出机内物料的压力是如何产生的？为什么物料必须有一定的压力？
压力由机头阻力、螺杆的压缩比和螺杆、料筒对物料的输送作用等产生。为了使挤出的物料密实，挤出机料筒内必须有一定的压力
5、挤出机加料斗料斗座为什么必须冷却？
防止高温料筒的热量传向料斗，避免料斗中的料因受热而产生“架桥”现象。
6、普通挤出机螺杆有几种型式？各适用于什么场合？
根据压缩段（熔融段）长度的大小，普通螺杆又分为通用型螺杆、渐变型螺杆和突变型螺杆三种。
（a）渐变型螺杆的压缩段较长，有的螺杆（如加工聚氯乙烯的螺杆）螺杆全长均起压缩作用，这样的螺杆即为渐变型螺杆。这种螺杆适于加工非晶型塑料。
（b）突变型螺杆的压缩段很短，压缩段长度为3～5DS。这种螺杆适于加工熔融温度范围窄的结晶型塑料。
（c）通用型螺杆的压缩段长度介于渐变型和突变型螺杆之间。适于大多数物料的加工。
7、提高固体输送效率的方法有那些？
a) 增大物料与料筒的摩擦系数，减小物料与螺杆的摩擦系数。具体措施是：对螺杆表面进行抛光，降低表面粗糙度；螺杆中心通冷却水，适当降低螺杆的表面温度。在加料段的料筒内壁开设一些纵向沟槽，以增加物料与料筒间的径向摩擦力。
b) 适当增加螺槽深度H1和螺旋角。
8、物料在常规挤出机的熔体输送段的流动类型有哪几种？其产生这几种流动的原因是什么？试画出流动类型的速度分布图（特别注意流动方向）。
a) 正流是物料沿螺槽方向（Z向）向机头的流动，是均化段熔体的主流，它起到挤出物料的作用。（这种流动是由物料在螺槽中受料筒摩擦拖曳作用而产生的故也称为拖曳流）。
b)逆流沿螺槽与正流方向相反的流动，它是由机头口模、过滤网等对料流的阻碍所引起的反压流动，故又称压力流动，它将引起挤出生产能力的损失。
正流和逆流的综合流称为净流。
c) 横流物料沿x轴和y轴两方向在螺槽内往复运动，也是螺杆旋转时螺棱的推挤作用和阻挡作用所造成的，仅限于在每个螺槽内的环流。
d) 漏流物料在螺杆和料筒的间隙沿着螺杆的轴向往料斗方向的流动，它也是由于机头和口模等对物料的阻力所产生的反压流动。
挤出机的生产能力＝正流-逆流-漏流
9、何谓螺杆特性曲线、机头（口模）特性曲线？它们的斜率大小代表何种意义？
螺杆特性曲线 n4>n3>n2>n1
螺杆特性线的倾斜程度主要取决于均化段螺槽深度H3。
H3越大特性线越倾斜，意味着挤出机的产量对机头阻力（挤出压力）敏感，我们称该螺杆特性
软；
H3越小螺杆特性线越平，意味着挤出机的产量对机头阻力（挤出压力）不敏感，我们称该螺杆
特性硬。
图中D3斜率大为低阻力机头，D1斜率小为高阻力机头
10、简述并图示挤出机的综合工作图。
高阻力机头(D1)配特性曲线硬的螺杆(H3′)可获得较高的产量，而低阻力机头(D2)配特性线软的螺
杆(H3)能得到较高的产量。
11、影响挤出机生产率的因素有那些？
（1）机头压力与生产率的关系
（2）螺杆转速与生产率的关系
（3）螺杆几何尺寸与生产率的关系
（4）机头口模的阻力与生产率的关系
12、常规螺杆存哪些问题？
a.熔融段固体床与熔池同处一个螺槽中，降低了熔融效率，挤出产量不高。（熔池不断增宽，固体床逐渐变窄，减少了固体床与料筒的接触面积，从而减少了料筒传给固体床的热量）。
b.固体床过早解体形成固体床碎片（固体床破碎），造成熔融速度缓慢。
c.固体床过早破碎，还造成一部分物料得不到彻底熔融，另一部分物料过热，导致物料温度不均匀。
d.压力波动、温度波动和产量波动大。
e.普通螺杆往往不能适应一些特殊物料的加工或进行混炼、着色等工艺。
13、新型螺杆中的分离型螺杆、屏障型螺杆、分流型螺杆的工作原理是怎样的？
A.分离型螺杆：
熔融段采取措施（采用主附螺纹，开设熔体槽等），将已熔物料与未熔的固相尽早分离，促使未熔物料更快地熔融，已熔物料不再承受导致过热的剪切。
B.屏障型螺杆：
螺杆工作时，物料从熔融段进入均化段后，含有未熔融的固体颗粒到达屏障型混炼段时，被分成若干股料进入屏障混炼段的进料槽，熔融料和粒度小于Δ的故相碎片才能越过间隙进入出料槽，粒度较大的固相碎片被屏障挡住并继续熔融。塑化不良的小颗粒在通过间隙Δ时受到强烈的剪切作用，而完全熔融。进入出料槽的物料在槽中产生涡流而得到混合。
C.分流型螺杆：
在螺杆的某一部位设置许多突起部分或沟槽或孔道将螺槽内的料流分割，以改变物料的流动状况，以促进熔融、增强混炼和均化的一类螺杆。
14、挤出管材的定径方法有哪几种？如何选择定径方法？
管材的定径方式有内定径和外定径两种。
若管材的外径尺寸要求高则选用外定径法，国内要求管材外径带公差，所以常用外定径法；反之，则采用内定径法。
15、热固性塑料挤出机与热塑性塑料挤出机的主要差别在哪些方面？
(1)热固性塑料制品的形状在离开机头后几乎不发生变化，因此对每一种制品必须使用专用的机头，且机头须精确地与制品的断面形状一致。而热塑性塑料挤出时，制品离开机头，仍可有许多方法改变和校正其断面形状。因此热塑性机头并不需要精确地与制品所要求的断面形状相匹配。
(2)两种塑料挤出的生产率也有较大差别。热固性塑料挤出速度很低，只能以每秒几毫米的速度进行，而且挤出速度还受物料固化速度的限制。而热塑性塑料挤出速度可达每秒数厘米。
16、反应性挤出的定义是什么？
17、橡胶压出机螺杆与塑料挤出机螺杆的主要差别在哪些方面？
a. 橡胶压出机螺杆长径比要比塑料挤出机螺杆小得多。
b. 橡胶压出机螺杆的槽深要比塑料挤出机螺杆槽深大。
18、双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比有什么特点？
（1）物料的输送方式
在单螺杆挤出机中，物料的输送是靠摩擦、拖曳完成的。而在双螺杆挤出机中，特别是啮合型双螺杆挤出机，物料的输送在某种程度上是正向位移，正向位移的程度取决于一根螺杆的螺棱与另一根螺杆的相对接近程度。
（2）物料的流动速度场
双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比：混合充分、热传递良好、熔融能力强、排气效果好及对物料温度控制良好等。
（3）物料的停留时间分布
双螺杆挤出机中物料的停留时间分布窄。所有物料在料筒内所经历的物理、化学过程大体相同，因此混合物各部分的性能会更均匀。此外，双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比：混合充分、热传递良好、熔融能力强、排气效果好及对物料温度控制良好等。
注射成型部分
1．何谓注射成型，它有何特点？请用框图表示一个完整的注射成型工艺过程。
将粒状或粉状塑料加入到注射机的料筒。经加热熔（融）化呈流动状态，然后在注射机的柱塞或移动螺杆快速而又连续的压力下，从料筒前端的喷嘴中以很高的的压力和很快的速度注入到闭合的模具内。充满模腔的熔体在受压的情况下，经冷却或加热固化后，开模得到与模具型腔相应的制品。
特点：①生产周期短，生产效率高，易实现生产自动化②间歇生产过程③适应范围广：可加工大多数热塑性塑料，复合材料，增强树脂，泡沫塑料等。除管、板和棒之外均可生产。
合模→注射座前移→注射→保压→预塑→制品冷却→开模→顶出制品→合模
2．塑料挤出机的螺杆与移动螺杆式注射机的螺杆在结构特点和各自的成型作用上有何异同？
相同点：对塑料起输送、压实、塑化、传递压力作用
不同点：1、注射螺杆长径比较小2、注射螺杆压缩比比较小3、注射螺杆均化段长度较短，但螺槽深度较深以提高生产效率，加料段长4、注射螺杆头呈尖形，与喷嘴很好吻合，螺杆头结构特殊，注射螺杆间歇工作5、注射螺杆既能旋转又能轴向运动，挤出机螺杆智能旋转运动。
3．请从加热效率出发，分析柱塞式注射机上必须使用分流梭的原因。
安装分流梭，可减小料层厚度，使塑料产生减切和收敛流动，加强热扩散作用。并增大加热面积，增强塑化。
4．注射机的喷嘴有哪几种类型？各适合何种聚合物材料的注射成型？
1）通用式喷嘴：粘度大，热稳定性差的物料，采用大口径直通式。如用于：PS、PE、PVC等的加工
2）延伸式喷嘴：有加热装置，注射压力损失小。可用于：PMMA、POM、PC等的加工
3）弹簧针阀式喷嘴：自锁式喷嘴，结构复杂，注射压力降较大。如用于：PA、PET等低粘度塑料的加工
5．试分析注射成型中物料温度和注射压力之间的关系，并绘制成型区域示意图。
料温高时注射压力减小；反之，需要的注射压力加大。
6．保压在热塑性塑料注射成型过程中的作用是什么？保压应有多少时间？何谓凝封？
作用：保证制品的致密性，尺寸精度及强度，螺杆对熔体保持一定压力，对塑件进行补缩直到冻结。
保压时间：保压直到浇口冻结为止凝封：浇口冻结
7．试述晶态聚合物注射成型时温度（包括料温和模温）对其结晶性能和力学性能的影响。
料温：料温越高，如熔融时间长则残余的晶核少，熔体冷却时主要以均相成核形成晶核，故结晶速度慢，结晶尺寸大，力学性能和热性能相应提高，冲击强度下降，透水性透氧性变小。
料温越低，如熔融时间短则残余的晶核多，熔体冷却时主要以异相成核形成晶核，故结晶速度快，结晶尺寸小而均匀，力学性能和热性能相应提高，冲击强度下降，透水性透氧性变小。
模温：模温高，结晶速率大，结晶率高，晶体尺寸大，制品成型收缩率较大，刚度大，力学性能较高，伸长率和冲击强度下降。模温低，结晶速率小，结晶率低，晶体尺寸小，韧性较好，分子取向作用和内应力较大。
8．聚丙烯和聚苯乙烯注射成型时，考虑到产品的性能和生产效率，它们的模具温度应分别控制在哪个温度范围最适宜？为什
模具低于70℃时塑件不光滑，易产生熔接不良，流痕，90℃以上容易发生翘曲变形
PS：30～60℃
因PS熔体粘度较低，较低的模温可以缩短冷却时间，提高成型效率。
9．试述注射成型制品易产生内应力的原因及解决的办法。
原因：熔体流动速率过大，保压压力过高，保压时间长，模具温度低
解决办法：退火处理
10．试分析注射成型过程中快速充模和慢速充模各有什么利弊。
快速充模：当从浇口进入模腔的熔体流速很高时，熔体流首先射向对壁，使熔体流成湍流，严重的湍流引起喷射而带入空气，模底先被熔体充满，空气无法排除而被压缩，这种高压高温气体会引起熔体的局部烧伤及分解，使制品质量不均匀，内应力也较大，表面有裂纹。
慢速充模：熔体以层流形式自浇口向模腔底部逐渐扩展，能顺利排出空气，制品质量较均匀。但过慢速度会延长充模周期，易使熔体在流道内冷却降温，造成熔体粘度上升，流动性下降，充模不完全，或出现分层、结合不好的熔接痕，影响制品强度。
11．简述热固性塑料和橡胶的注射成型原理。
热固性塑料：物料加入料筒中，受热转变为粘流态而成为有一定流动性的熔体，注入加热的模腔中后在一定的温度和时间下，因发生化学反应而使粘度加大，交联硬化为固体。
橡胶注射成型：是将胶料通过注射系统进行加热，然后在压力作用下从料（机）筒注入密闭的模具中，经热压硫化而成为制品的生产方法。在橡胶行业也称为注压，注出。
12．注射成型过程中，螺杆预塑为什么要按排在保压结束后进行？
保压过程是少量熔体被挤入模腔，以弥补体积收缩，预塑是固体物料加热熔融的过程。
注塑机塑化物料时压力难以保持，螺杆要旋转，保压后预塑不能同时进行，预塑只能在保压后进行。
13．螺杆在预塑时，注射螺杆作何种运动？
螺杆边旋转边水平向后运动
14．为什么说对于小压缩比的螺杆，通过调节背压对温度的影响更明显？
压缩比小，物料在全过程中收到的挤压作用小，通过调节背压物料受到剪切作用，压缩比小的有利于升温，温度影响更明显。
15．背压可以调节吗？
可以，即调节注射油缸的回油节流阀
16．螺杆预塑结束的标记是什么?
螺杆停止旋转
17.注射机液压-机械式合模机构的调模机构的作用是？
1、调节锁模力的大小
2、适应不同模具厚度
18.注射成型机塑化时根据喷嘴与模具接触情况其加料方式可分那几种？各适用于哪些物料的加工？
1、固定加料：加工温度范围宽的物料，热流道模具
2、前加料：加工温度范围宽的物料，开式喷嘴大部分物料
3、后加料：闭式喷嘴，高结晶物料
19.注射机的操作方式有那几种？主要适用于哪些场合？
操作方式有调整、手动、半自动、全自动
1、调整操作：在模具的安装工作实验检查某一部位的正常工作运动及维修拆卸螺杆的应用
2、手动操作：模具安装好后调试生产时使用
3、半自动操作：注射机各部位工作零件质量完好，能够准确完成各自的工作动作，批量生产某些制品时使用。
4、自动操作：大批量生产
20.橡胶注射成型机与热塑性塑料注射成型机的主要差别有哪些？
特殊性（与普通热塑性塑料注射机相比）
（1）胶料塑化温度低，为防止停留时间过长而焦烧。机筒（夹套式）用水和油作为加热介质，注射模用电或蒸汽加热，以保证工艺和硫化所要求的温度。
（2）合模机构：供硫化模具进行合模、注射、硫化、开模等操作之用。单合模机构注射机的模台是固定的；多模台注射机的模台则有多种形式（一种模台安装在转台上，注射装置固定；一种是模台固定，注射装置是旋转注胶的）。
（3）模具：因要开设流道，所以结构复杂，经受高温和高压，所以用特殊钢制造，精度高，价格昂贵。
21.简述反应注射成型技术的特点。
（1）直接采用液态单体(或预聚体）和各种添加剂作为成型原料而不是用已聚合好的塑料，且不经塑化加热即注入模腔，从而省去了聚合、配料和塑化等操作，简化了制品的成型工艺过程。
（2）由于液体原料粘度低，流动性好，易于输送和混合，充模压力和锁模力低，这不仅有利于降低成型设备和模具的造价，而且适宜生产大型及形状复杂的制品。
22简述气辅注射成型技术的特点，常见的气辅注射成型有哪几种方法？
特点：将结构发泡成型和注射成型的优点结合在一起，既可降低模具型腔内熔体的压力，又可避免结构发泡产生的表面粗糙等缺点。生产厚壁制品可解决产品收缩不良，保证质量的前提下，大幅降低成本。
气辅注射成型方法1、标准成型法 2、副腔成型法 3、熔体回流法
压延成型部分
1．何谓横压力？对压延制品的质量有何影响？在生产上应采取那些措施确保压延制品的尺寸精确。
横压力是指物料在辊隙受压延时对辊筒施加的横向压力，该力使辊筒产生弹性弯曲，造成制品厚度不均
补偿方法：中高度法，轴交叉法，预应力法
2．压延成型工艺能生产哪些橡胶和塑料制品，以软质PVC薄膜的生产过程为例，画出生产工艺流程，配以相应的工艺条件，并提出控制制品尺寸的措施
橡胶的压延：是橡胶制品生产的基本工艺过程之一，可以是制成胶片或者与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程，包括压片、压型、贴胶和擦胶等工序。
塑料的压延：其中以非晶型的聚氯乙烯及其共聚物最多，其次是ABS，乙烯—醋酸乙烯共聚物以及改性聚苯乙烯等塑料。近年来也有聚丙烯、聚乙烯等结晶型塑料。
控制制品尺寸措施：中高度法，轴交叉法，预应力法
3．若供压延用的混炼胶的粘度偏高（主要原因是相对分子质量偏高引起），如何改变工艺条件使之顺利压延。
1、增加混炼时间或剪切力使其分子量降低分布变宽
2、提高辊温和辊速
3、增大速比
4、减小辊距
高分子材料成型加工 考试重点内容及部分习题答案 第二章高分子材料学 1、热固性塑料: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。受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。在溶剂中不溶。化学结构就是由线型分子变为体型结构。举例:PF、UF、MF 2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。在溶剂中可溶。化学结构就是线型高分子。举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC聚氯乙烯。 3、通用塑料:就是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。 4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC 5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。透明度不好,强度较大。 6、骤冷(淬火):Tc
A 卷 一、 填空题:(30X1) 1、高分子或称聚合物分子或大分子 由许多重复单元通过 键有规律地连接而成的分子,具有高的分子量。 2、添加剂包括工艺添加剂与功能添加剂请任意写出四种添加剂的名称: 、 、 、 。 3、 聚合物物理状态有 、 、 。所对应的温度有: 、 、 。 4、写出四种聚合物成型方法: 、 、 、 。 5、通常单螺杆挤出机由 、 、 组成。 6、据实现功能的不同,可将双螺杆元件分为 (由正向螺纹元件组成,不同的螺杆头数与导程)、 (主要就是指反向螺纹元件)、 (就是捏合盘及其组合)、 (主要就是指齿形盘元件)等。 注塑机性能的基本参数有: 、 、 、 。等。 8、压延辊表面应该具有高的光洁度、机械 与 精度。 9、锁模力的校核公式: 中,p 就是 A 分就是 。 二、简答题(3X10) 1、聚合物成型过程中降解？ 分锁pA F
2、什么单螺杆的几何压缩比？长径比？ 3、什么就是双螺杆传动过程中的正位移移动？ 三、说明题:(2X10) 1、注塑成型的一个工作周期？(以生产一产品为例) 2、在单螺杆设计过程中,采用那些方法可实现对物料的压实？(从螺杆的结构上说明) 四、分析题:(20) 1、简述管材成型机头的组成(1-10的名称)及工作过程？ B卷 一、填空题:(40X1) 1、高分子或称聚合物分子或大分子由许多重复单元通过键有规律地连接而成的分子,具有高的分子量。
2、热塑性塑料的挤出成型工艺过程可分为3个阶段,其分别就是: 、 、 。 3、添加剂包括工艺添加剂与功能添加剂请任意写出四种添加剂的名称: 、 、 、 。 4、 聚合物物理状态有 、 、 。所对应的温度有: 、 、 。 5、写出四种聚合物成型方法: 、 、 、 。 6、通常单螺杆挤出机由 、 、 与温控系统组成。 7、注塑机的基本参数有: 、 、 、 。等。 8、压延辊表面应该具有 、 、 。 9、锁模力的校核公式: 中,p 就是 A 分就是 。 二、简答题(3X10) 1、什么就是聚合物成型过程中入口效应？ 2、什么就是单螺杆的几何压缩比？长径比？物料的物理压缩比？ 3、什么就是双螺杆传动过程中的正位移移动？ 三、说明题:(2X15) 1、高速高效单螺杆挤出机就是如何来实现的？ 分 锁pA F
高分子材料成型加工考 试试题 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
A 卷 一、 填空题：（30X1） 1、高分子或称聚合物分子或大分子 由许多重复单元通过 键有规律地连接而成的分子，具有高的分子量。 2、添加剂包括工艺添加剂和功能添加剂请任意写出四种添加剂的名 称： 、 、 、 。 3、 聚合物物理状态有 、 、 。所对应的温度有： 、 、 。 4、写出四种聚合物成型方法： 、 、 、 。 5、通常单螺杆挤出机由 、 、 组成。 6、据实现功能的不同，可将双螺杆元件分为 (由正向螺纹元件组成，不同的螺杆头数和导程)、 (主要是指反向螺纹元件)、 (是捏合盘及其组合)、 (主要是指齿形盘元件)等。 注塑机性能的基本参数有： 、 、 、 。等。 8、压延辊表面应该具有高的光洁度、机械 和 精度。 9、锁模力的校核公式： 中，p 是 A 分是 。 二、简答题（3X10） 1、聚合物成型过程中降解 2、什么单螺杆的几何压缩比长径比 3、什么是双螺杆传动过程中的正位移移动 分 锁pA F
三、说明题：（2X10） 1、注塑成型的一个工作周期（以生产一产品为例） 2、在单螺杆设计过程中，采用那些方法可实现对物料的压实（从螺杆的结构上说明） 四、分析题：（20） 1、简述管材成型机头的组成（1-10的名称）及工作过程 B卷 一、填空题：（40X1） 1、高分子或称聚合物分子或大分子由许多重复单元通过键有规律地连接而成的分子，具有高的分子量。 2、热塑性塑料的挤出成型工艺过程可分为3个阶段，其分别是： 、、。 3、添加剂包括工艺添加剂和功能添加剂请任意写出四种添加剂的名称：、、、。 4、聚合物物理状态有、、。所对应的温度有：、、。 5、写出四种聚合物成型方法：、、、。 6、通常单螺杆挤出机由、、和温控系统组成。 7、注塑机的基本参数有：、、、。等。
1.高分子材料成型加工：通常是使固体状态(粉状或粒状)、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形，经过模具形成所摇的形状并保持其已经取得的形状，最终得到制品的工艺过程。 2.热塑性塑料：是指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料(如:ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等),它可以再回收利用。具有可塑性可逆 热固性塑料：是指受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料(如:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚胺酯、发泡聚苯乙烯、不饱和聚酯树脂等)具有可塑性,是不可逆的、不能再回收利用。 3. 通用塑料：一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料 工程塑料：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°C 的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等的、可代替金属用作结构件的塑料. 4.可挤压性：材料受挤压作用形变时，获取和保持形状的能力。 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：材科在一个或两个万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态纤维的能力。 5.塑化效率：高分子化合物达到某一柔软程度时增塑剂的用量定义为增塑剂的塑化效率。定义DOP的效率值为标准1,小于1的则较有效,大于1的较差. 6.稳定流动：凡在输送通道中流动时，流体在任何部位的流动状况及一切影响流体流动的因素不随时间而变化，此种流动称为稳定流动。 不稳定流动：凡流体在输送通道中流动时，其流动状况及影响流动的各种因素都随时间而变化，此种流动称之不稳定流动。 7. 等温流动是指流体各处的温度保持不变情况下的流动。（在等温流动情况下，流体与外界可以进行热量传递，但传入和输出的热量应保持相等） 不等温流动：在塑料成型的实际条件下，由于成型工艺要求将流道各区域控制在不同的温度下:而且由于粘性流动过程中有生热和热效应，这些都使其在流道径向和轴向存在一定的温度差，因此聚合物流体的流动一般均呈现非等温状态。 8. 熔体破裂: 聚合物在挤出或注射成型时，在流体剪切速率较低时经口模或浇口挤出物具有光滑的表面和均匀的形状。当剪切速率或剪切应力增加到一定值时，在挤出物表面失去光泽且表面粗糙，类似于“橘皮纹”。剪切速率再增加时表面更粗糙不平。在挤出物的周向出现波纹，此种现象成为“鲨鱼皮”。当挤出速率再增加时，挤出物表面出现众多的不规则的结节、扭曲或竹节纹，甚至支离和断裂成碎片或柱段，这种现象统称为熔体破裂. 9. 离模膨胀:聚合物熔体挤出后的截面积远比口模截面积大。此种现象称之为巴拉斯效应，也成为离模效应。离模膨胀依赖于熔体在流动期间可恢复的弹性变形。有如下三种定性的解释：取向效应、弹性变形效应（或称记忆效应）、正应力效应。 10. 均匀程度指混人物所占物料的比率与理论或总体比率的差异。 分散程度指混合体系中各个混人组分的粒子在混合后的破碎程度。破碎度大。粒径小，起分散程度就高；反之。粒径大，破碎程度小，则分散的不好 11. 塑炼：为了满足各种加工工艺的要求，必须使生胶由强韧的弹性状态变成柔软而具有可塑性的状态，这种使弹性生胶变成可塑状态的工艺过程称作塑炼。 混炼就是将各种配合剂与可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶在机械作用下混合均匀，制成混炼胶的过程。 12. 固化速率：是以热固性塑料在一定的温度和压力下，压制标准试样时，使制品的物理机械性能达到最佳值所需的时间与标准试件的厚度的比值（s/mm厚度）来表示，此值愈小，固化速率愈大。 13.成型收缩率：在常温常压下，模具型腔的单向尺寸L 。和制品相应的单向尺寸L之差与
高分子材料加工成型原理题库 一、填空： 1．聚合物具有一些特有的加工性质，如有良好的可模塑性，可挤压性，可纺性和可延性。 正是这些加工性，正是这些加工性质为聚合物材料提供了适于多种多样加工技术的可能性。 2．熔融指数是评价聚合物材料的可挤压性这一加工性质的一种简单而又实用的方法，而螺旋流动试验是评价聚合物材料的可模塑性这一加工性质的一种简单而又实用的方法。3．在通常的加工条件下，聚合物形变主要由高弹形变和粘性形变所组成。从形变性质来看包括可逆形变和不可逆形变两种成分，只是由于加工条件不同而存在着两种成分的相对差异。 4．PS、PP、PVC、PC、HDPE、PMMA和PA分别是聚合物聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、高密度聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚酰胺的缩写。 5．聚合物的粘弹性行为与加工温度T有密切关系，当T>Tf时，主要发生粘性形变，也有弹性效应，当Tg 绪论 聚合物加工转变包括：（形状转变）、（结构转变）、（性能转变）。（选择或填空）第一章材料的加工性质 1、熔融指数：热塑性塑料在一定温度和压力下，熔体在10钟内通过标准毛细管的重量值，以（g/10min）来表示。（名词解释） 2、判断聚合物可模塑性的方法是螺旋流动试验。（判断） 3、图形-熔融指数测量仪结构示意图（填空） 5、聚合物一些特有的加工性质:(可模塑性)、(可挤压性)、(可纺性)、(可延性)。（选择题或填空题） 6、聚合物在加工过程中的形变都是在（外力）和（温度）共同作用下，大分子(形变)和(进行重排)的结果。（填空、判断） 7、聚合物大分子松弛过程的速度（即松弛时间）与分子间相互作用能和热运动能的比值有关。(可判断) 8、聚合物成型加工松弛时间与温度非常相关。（可判断） 9、制品收缩的原因主要是熔体成型时骤冷使大分子堆积的较松散（即存在“自由体积”）之故。（判断） 10、在（Tg~Tf温度）对成型制品进行热处理，可以缩短大分子形变的松弛时间， 加速结晶聚合物的结晶速度，使制品的形状能较快的稳定下来。（判断或填空）11、按照经典的粘弹性理论，线形聚合物的总形变由（普弹性变）、（推迟高弹形变）、（粘弹性变）三部分组成。（填空题） 12、滞后效应（或弹性滞后）：由于松弛过程的存在，材料的形变必然落后于应力的变化，聚合物对外力响应的滞后现象称为。。。。（可名词解释） 13、通常把在室温至Tg附近的拉伸称为“冷拉伸”，在Tg附近的拉伸称为“热拉伸”。（判断） 第二章聚合物的流变性质 1、图形-非牛顿流体的应力-应变关系（P17必考选择或填空） 结论：非牛顿流体受到外力作用时，其流动行为有以下特征：i）剪应力和剪切速率间通常不呈比例关系，因而剪切粘度对剪切作用有依赖性；ii）非牛顿性是粘性和弹性行为的综合，流动过程中包含着不可逆形变和可逆形变两种成分。 2、切力变稀：如果因为剪切作用使液体原有结构破坏，液体的流动阻力减小， 以致引起液体表观粘度随 . γ增大而降低，这种现象称为“切力变稀”。（名词解释） 3、切力增稠：若因新结构形成而导致表观粘度随 . γ增大而增加的现象则称为“切 力增稠”。“切力增稠”现象起因： 剪切速率或剪应力增加到某一数值时液体中有新的结构形成，引起阻力增加，以 致液体的表观粘度 . γ或τ的增加而增大，这一过程并伴有体积的胀大。 第一章绪论 1.按所属成型加工阶段划分，塑料成型加工可分为几种类型？分别说明其特点。 (1)一次成型技术 一次成型技术，是指能将塑料原材料转变成有一定形状和尺寸制品或半制品的各种工艺操作方法。目前生产上广泛采用的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和涂覆等。 (2)二次成型技术 二次成型技术，是指既能改变一次成型所得塑料半制品(如型材和坯件等)的形状和尺寸，又不会使其整体性受到破坏的各种工艺操作方法。 目前生产上采用的只有双轴拉伸成型、中空吹塑成型和热成型等少数几种二次成型技术。 (3)二次加工技术 这是一类在保持一次成型或二次成型产物硬固状态不变的条件下，为改变其形状、尺寸和表观性质所进行的各种工艺操作方法。也称作“后加工技术”。大致可分为机械加工、连接加工和修饰加工三类方法。 2.成型工厂对生产设备的布置有几种类型？ (1)过程集中制 生产设备集中； 宜于品种多、产量小、变化快的制品； 衔接生产工序时所需的运输设备多、费时、费工、不易连续化。 (2)产品集中制 一种产品生产过程配套； 宜于单一、量大、永久性强的制品、连续性强； 物料运输方便，易实现机械化和自动化，成本降低。 3.塑料制品都应用到那些方面？ (1)农牧、渔业(2)包装(3)交通运输(4)电气工业 (5)化学工业(6)仪表工业(7)建筑工业(8)航空工业 (9)国防与尖端工业(10)家具(11)体育用品和日用百货 4.如何生产出一种新制品？ (1)熟悉该种制品在物理、机械、热、电及化学性能等方面所应具备的指标； (2)根据要求，选定合适的塑料，从而决定成型方法； (3)成本估算； (4)试制并确定生产工艺规程、不断完善。 第二章塑料成型的理论基础 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？ 2.请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。 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接相，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。 中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述： 高分子成型加工是研究将聚合物转变成实用材料或制品的工程技术，是一门实践性、综合性很强的课程。课程内容包括高分子材料的成型原理、配方、加工方法、工艺过程等，测重研究实现转变的方法及所获得的产品质量与材料性质和工程技术因素的关系。通过本课程的学习，学生掌握高分子材料成型加工的主要原理以及一些重要的成型加工方法，熟悉高分子材料加工过程中的工艺调节以及高分子制品的质量控制等。 “Form and process of polymer” is a practical and comprehensive course which will introduce the engineering technology of transforming polymer into practical materials or products. The contents of this course are including that: the forming principle, formula, processing method and processing procedure of polymer materials. This course will focus on the method of transformation and the relationship between product quality and engineering factors. Through this course, students will master the main principles and some important processing methods of polymer materials, and be familiar with the processing adjustment and quality control of polymer products. 2.设计思路： 高分子材料的成型加工是高分子科学体系的一个重要组成分支，是建立在高分子化学和高分子物理基础上的。本课程的内容十分庞杂，包括了成型加工原理、成型加工工艺、加工设备、成型模具等几方面。同时本课程也是一门实践性很强的课程，不仅需要学生掌握基础理论知识，更需要培养学生的实际操作能力和知识运用能力。本课程从高分子材料的角度学习成型加工方法，主要内容包括塑料的成型加工方法，橡胶的成型加工方法及纤维纺丝成型。学生通过课程学习，可以明确材料的适用成型方法，具备对高分子材料生产过程的宏观调控的能力。 3. 课程与其他课程的关系： 先修课程：高分子物理、高分子化学。后置课程：专业实习。高分子成型加工是一门处于承上启下枢纽地位的重要专业课程，一方面要应用高分子物理、高分子化学方面的知识，另一方面更要注重在实践教学中对课程知识的巩固。 一、填空 1、聚合物具有一些特有的加工性质，如有良好的__可模塑性__，__可挤压性__，__可纺性__和__可延性__。 2、__熔融指数__是评价聚合物材料的可挤压性的指标。 3、分别写出下列缩写对应的中文：PS: 聚苯乙烯, PMMA: 聚甲基丙烯酸甲酯, PE:聚乙烯, PP:聚丙烯 , PVC 聚氯乙烯, PC 聚碳酸酯 , SBS: 苯乙烯丁二烯苯乙烯共聚物 , PA: 聚酰胺,POM 聚甲醛 4、按照经典的粘弹性理论，线形聚合物的总形变由普弹性变、推迟高弹形变、粘弹性变三部分组成。 5、晶核形成的方法：均相成核、异相成核。 6、单螺杆挤出机的基本结构：传动部分、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模、辅助设备。 7、生胶按物理性状通常分为捆包胶、颗粒胶、粉末胶、乳胶和液体胶。 1.聚合物加工转变包括：（形状转变）、（结构转变）、（性能转变）。 2.写出熔融指数测量仪结构示意图各个结构的名称：（热电偶测温管）、（料筒）、 （出料孔）、（保温层）、（加热器）、（柱塞）、（重锤）。 3.按照塑料塑化方式的不同，挤出工艺可分为（干法）和（湿法）二种；按照加 压方式的不同，挤出工艺又可分为（连续式）和（间歇式）两种。 4.填充剂按用途可分为两大类：（补强填充剂）、（惰性填充剂）。 5.测硫化程度的硫化仪：（转子旋转振荡式硫化仪）。 6.合成纤维纺聚合物的加工方法：（熔融法）和（溶液法）。 2 、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。 3、注射过程包括加料、塑化、注射、冷却和脱模五大过程。 5、开放式炼胶机混炼通常胶料顺序：生胶（或塑炼胶）、小料、液体软化剂、补强剂、填充剂、硫黄 6、常用的硫化介质有：饱和蒸汽、过热蒸汽、过热水、热空气以及热水。 7、螺杆结构的主要参数：t、W、h分别指的是螺距、螺槽宽度、螺槽深度。 1、非牛顿流体受到外力作用时，其流动行为有以下特征：（剪应力）和（剪切速率）间通常不呈比例关系，因而剪切粘度对剪切作用有依赖性；非牛顿性是(粘性)和(弹性)行为的综合，流动过程中包含着不可逆形变和可逆形变两种成分。 2、制造泡沫塑料的发泡方法可分为（机械发泡）、（物理发泡）、（化学发泡）三种。 3、聚合物的粘弹性行为与加工温度T有密切关系，当T>Tf时，主要发生(粘性形变)，也有弹性效应，当Tg 第二章 要点 1. 塑料和橡胶的区别： T g 塑料>室温，室温下处于玻璃态，呈现塑性 T g 橡胶<<室温，室温下处于高弹态，呈现弹性 PE 、PP 的T g <室温，为何是塑料？ 因为结晶度高，刚性，柔韧性不佳，主要作为塑料使用。橡胶要求材料必须常温下具备高弹性，而聚乙烯常温下由于结晶的原因不具备这一特点，所以聚乙烯常温下不能单独作为橡胶来使用。 2. 工程塑料的特点： 拉伸强度>50 MPa 冲击强度>6 KJ/m 2 长期耐热温度>100 ℃ 特种工程塑料： 热固性塑料：分子链中有可反应的活性基团！ ：PE PP PA POM PET （非100%结晶） 非晶态塑料：PS PVC PC PSF 7. 8. 11. 聚氯乙烯PVC 本体聚合法、悬浮法、乳液法 市售85%以上为悬浮法PVCor 乳液法PVC 乳液法PVC ：糊树脂。 开发最早，用量最大；高强度高刚性；制作织物 19.顺丁橡胶BR=高顺式-1,4-聚丁二烯 弹性：BR>NR>SBR 21.氯丁橡胶CR=氯丁二烯的 均聚物 =反式1,4结构80%+顺式1,4 结构10% 三元乙丙橡胶EPDM 24. PE 的结晶性与性能 随结晶度提高，密度、熔点、拉伸强度、硬度增高，但伸长率、冲击韧性下降，透明性下降。 相容的共混聚合物：ΔG M=ΔH M-TΔS M≤0 玻璃化温度转变法：T gM=W1T g1+W2T g2部分相容：两个T g相互靠拢 完全不相容：两个T g，分别为两聚合物的T g 34. <0.005% <0.05% <0.02% <0.2% 35.高分子材料热-机械特性与成型加工的关系 36.成型时剪切速率范围与成型方法定义 1.生胶：无配合剂且尚未交联，线型大分子or带支链 的线型，可溶于有机溶剂 2.混炼胶：生胶与配合剂经加工混合均匀，且未被交 联 3.硫化胶：已交联 4.橡胶：（硫化胶）是一种在室温下具有高弹性的高分 子材料。在外力作用下橡胶可以伸长几倍甚至几十倍，外力撤除后几乎可以恢复到原状。 5.通用橡胶：指性能与天然橡胶相近，物理性能和加 工性能较好，可广泛用作轮胎和其他一般橡胶制品的橡胶。 6.特种橡胶：指具有特殊性能，可用于制备各种耐热、 耐寒、耐油、耐溶剂、耐化学腐蚀、耐辐射等特殊使用要求的橡胶。 7.热塑性弹性体：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。具有塑料和橡胶的加工性和使用性。 8.熔体流动指数MFI=熔体流动速率MFR（melt flow rate）=熔融指数MI：用一定温度、一定压力下，10min 内聚合物从出料孔挤出的重量（g）来表示，单位为g/10min。 9.均相成核:指分子链的初始集聚并达到一定的尺寸， 其他的分子链可以在这些初始集聚体上进行排列增长。 10.异相成核：指体系中杂质提供分子链进行有序排列 的场所。 11.二次结晶：指一次结晶后，在一些残留的非晶区和 结晶不完整的部分区域内，继续结晶并逐步完善的过程。 12.后结晶：指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的 区域，在成型后继续结晶的过程。在这过程中，不形成心的结晶区域，而在球晶界面上使晶体进一步长大，是初结晶的继续。 13.后收缩：二次结晶和后结晶造成的制品性能和尺寸 发生变化的现象，包括晶粒变粗、产生内应力，制品翘曲、开裂，冲击韧性变差。 14.退火：（热处理）将试样在Tg~Tm温度范围内的某一 合肥学院 Hefei University 高分子成型加工论文 学号： 1203012024 姓名：安绵伟 专业：粉体材料科学与工程 系别：化工系 摘要：高分子复合材料的制备和加工方法繁多，不同的材料有不同的加工方 法，同一种材料也可能对应好几种方法。本文主要讨论了塑料成型加工技术的现状，介绍了挤出成型加工工艺原理与技术特点，综述了高分子材料成型加工技术的新进展。 关键词：塑料，挤出，成型 1 前言 随着工业化技术的发展和人民生活水平的提高，人们对塑料产品种类和质量的需求也越来越高。高分子材料是通过制造成各种制品来实现其使用价值的，因此从应用角度来讲，以对高分子材料赋予形状为主要目的成型加工技术有着重要的意义。高分子材料的主要成型方法有挤出成型、注射成型、吹塑成型、压延成型等，本文主要介绍了挤出成型加工技术的最新进展。 2 挤出成型 挤出成型在塑料加工中又称为挤塑，在非橡胶挤出机加工中利用液压机压力于模具本身的挤出称压出。是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。该工艺主要用于热塑性塑料制品的成型。挤出工艺流程如图1所示[1]。 图1热固性塑料模压成型工艺流程 挤出成型主要包括加料、塑化、成型、定型等过程。要获得外观和内在质量均优良的型材制品，是与原材料配方、挤出设备水平、机头模具设计与加工精度、型材断面结构设计及挤出成型工艺条件等分不开的。挤出成型工艺参数的控制包括成型温度、挤出机工作压力、螺杆转速、挤出速度、牵引速度、排气、加料速度及冷却定型等。挤出工艺条件又随挤出机的结构、塑料品种、制品类型、产品的质量要求等的不同而改变[2]。 2.1 共挤出技术 共挤出技术是用两台或者两台以上单螺杆挤出机或双螺杆挤出机将两种或 EP（环氧树脂）、CR（氯丁橡胶）、BR（顺丁橡胶）、EPM（氟橡胶）、EPDM（三元乙丙橡胶）、EPR（乙丙橡胶）、IBR（）、IR（异戊橡胶）、IIR（丁基橡胶）、NBR（丁晴橡胶）、 NR（天然橡胶）、PA（聚酰胺）PB（聚丁烯）、PC（聚碳酸酯）、PCL（聚-ε己内酯）、PE （聚乙烯）、PF（酚醛树脂）、PI（聚酰亚胺）、PLA（聚乳酸）、PMMA（聚甲基丙烯酸甲 脂）、POM（聚甲醛）、PP（聚丙烯）、PPO（聚苯醚）、PS（聚苯乙烯）、PST（聚砜）、PTFE （聚四氟乙烯）、PU（聚氨酯）、PV A（聚乙烯醇）、PVC（聚氯乙烯）、SBR（丁苯橡胶）、 UF（尿醛树脂）、UP （不饱和树脂） 高分子材料成型加工：指使固体状态，糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形，经过模具形成所需要的形状，并保持已经取得的形状，最终得到制品的工艺过程 高分子材料：一定配合的高分子化合物在成型设备中，受一定温度和压力的作用熔融塑化，然后通过模具制成一定形状，冷却后在常温下能保持既定形状的制品 第一章 在成型加工时，高分子材料的结晶（晶核，晶核增长）来实现的。 在成型加工时，高分子化合物的分子链易发生取向，依受力情况，取向作用可分（流动取向，拉伸取向） 淬火（是指熔融状态或半熔融状态的结晶性高分子，在该温度下保持一段时间后，快熟冷却使其来不及结晶，以改善制品的冲击性能） 、退火（是将试样加热到熔点一下某一温度（一般控制在只适用温度温度一下10—20度为宜）以等温和缓慢变温的方式使结晶逐步完善化过程） 高分子合金 二次结晶（是指一次结晶后，在残留的非晶区和结晶区不完整的部分区域，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） 第二章 增塑剂/润滑剂——作用和作用机理 增塑剂：用以使高分子材料制品塑性增加，改善其柔性、延伸性加工性的物质 作用：降低塑料软化范围，玻璃化转变温度，提高加工性、柔顺性或延展性 作用机理：①外增塑一是隔离作用，非极性增塑剂加人到非极性聚合物中增塑时，非极性增塑剂的主要作用是通过聚合物-增塑剂间的“溶剂化”作用来增大分子间的距离，削弱它们之间本就很小的作用力。二是相互作用，极性增塑剂加入到极性聚合物中增塑时，增塑剂分子的极性基团与聚合物分子的极性基团“相互作用”，破坏了原聚合物分子间的极性连接，减少了连接点，削弱了分子间的作用力，增大了塑性。三是遮蔽作用，非极性增塑剂加到极性聚合物中增塑时，非极性的增塑剂分子遮蔽了聚合物的极性基团。使相邻聚合物分子的极性基团不发生或很少发生“作用”，从而削弱聚合物分子间的作用力，达到增塑目的。 ②内增塑是通常为共聚树脂，即在均聚物Tg较高的单体中引入Tg较低的第二种单体，进行共聚，降低高分子化合物的有序程度，增加分子柔性，氯乙烯醋酸乙烯共聚树脂即为典型的一种 润滑剂 作用：减少分子间、聚合物粒子间、树脂和填料之间的摩擦，以及熔体和设备，制品和模具之间的摩擦，以改善加工流动性和脱模性 作用机理：①内润滑：利用其与高分子的相容性，少量可进入高分子化合物分子链之间，削弱链间的相互作用，引起滑动和旋转，同时又不过分降低高分子化合物Tg。②外润滑：与高分子化合物相容性极差，只能附着在熔体或加工机械的表面，形成润滑界面，降低熔体与加 熔体破裂：聚合物熔体在导管中流动时，如剪切速率大于某一极限值，往住产生不稳定流动，挤出物表面出现凹凸不平或外形发生竹节状、螺旋状等畸变．以至支离、断裂，统称为熔体破裂 塑化：通过热能和(或)机械能使热塑性塑胶软化并赋予可塑性的过程 假塑性流体：假塑性流体是指无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体 固化：固化是指物质从低分子转变为高分子的过程。 增塑剂：指用以是高分子材料制品塑性增加，改进其柔韧性、延展性和加工性的物质 1、高分子材料的定义和分类 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）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。分类：橡胶、塑料、化学纤维、涂料、粘合剂 2 交联能影响高分子材料的哪些性能哪些材料或产品是经过交联的 力学性能、耐热性能、化学稳定性能、使用性能。PF可用于电器产品EP可用于高强度的增强塑料、优良的电绝缘材料、具有优秀黏结强度的黏结剂UP可用于性能优良的玻璃纤维增强塑料UF MF PE PVC PU 3、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：①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。②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。 形式：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 4、高分子材料添加助剂的目的： 添加剂是实现高分子材料成型加工工艺过程并最大限度的发挥高分子材料制品的性能或赋予其某些特殊功能性必不可少的辅助成分。 5、试述增塑剂的作用机理： 增塑剂的作用机理是增塑剂分子插入到聚合物分子链间， 削弱了聚合物分子间的应力。结果增加聚合物分子链的稳定性，降低了聚合物的结晶度， 削弱了分子间的极性，从而使聚合物的塑性增加。 6、高分子材料进行配方设计的一般规则和依据各是什么 规则：①制品的性能要求②成型加工性能的要求③选用的原材料来源容易，产地较近，质量稳定可靠，价格合理④配方成本应在满足上述三条的前提下，尽量选用质量稳定可靠、价格低的原材料；必要时采取不同品种和价格的原材料复配；适当加入填充剂，降低成本。依据：7、物料的混合有哪三种基本运动形式7，物料的混合有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 分子扩散、涡旋扩散、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层流而使物料变形，发生在熔体之间的混合，物料受到剪切、伸长和挤压。 8，何为橡胶的混炼，用开炼机和密炼机分别进行混炼时应控制的工艺条件有哪些有何影响 混炼就是将各种配合剂与可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶在机械作用下混合均匀， 制成混炼胶的过程。 开炼机混炼时应控制的工艺条件:装胶容量、辊距、混炼温度、混炼时间、辊速和速比、加料顺序； 密炼机进行混炼时应控制的工艺条件:装胶容量、上顶栓压力、转子转速和混炼时间、混炼温度、加料顺序 添加剂:就是实现高分子材料加工过程,最大限度地发挥制品的性能或赋予某些特殊性能,便于加工,可降低成本的重要辅助成分。 二次成型:指在一定条件下将高分子材料一次成型所得的型材通过再次成型加工,以获得制品的最终型样的技术。 注射成型——就是将固体聚合物加热塑化成熔融体,并高压、高速注射入模具中,赋予模腔的形状,经冷却(或交联、硫化)成型的过程。注射成型又叫注塑成型(=注射+模塑)。 压延成型——就是利用压延机的辊筒之间的挤压力作用并在适当的温度(接近粘流温度)条件下,使聚合物发生塑性变形,制成薄膜或片状材料的加工工艺。就是加工塑料薄膜、片材如地板胶及胶布、人造革、等制品的主要方法。 挤出成型就是指物料通过挤出机料筒与螺杆间的作用,边受热塑化,边被螺杆向前推送,连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。 压制成型:就是指借助外压实现成型物料造型的一次成型技术。可分为层压成型与模压成型。 稳定剂:能防止或抑制高分子材料由光、热、氧、霉菌等引起的老化作用的助剂的总称 润滑剂:能降低熔体与加工机械或模具之间与熔体内部相互之间的摩擦与粘附,改善流动性,促进加工成型,利于脱模,提高生产能力与制品外观质量及光洁度的物质 交联剂及相关添加剂:提高交联效率,改善工艺性能,提高制品质量 填充剂;能降低成本并(或)提高制品某些性能而添加到高分子材料基质中的固体物质。 2 .请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围,并讨论两者作为材料的耐热性好坏。 答:晶态聚合物:T m～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,最高使用温度就是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。熔点(Tm):就是晶态高聚物熔融时的温度。表征晶态高聚物耐热性的好坏。 7 .要使聚合物在加工中通过拉伸获得取向结构,应在该聚合物的什么温度下拉伸？ 答:应该在聚合物的玻璃化温度与熔点之间进行,因为分子在高于Tg 时才具有足够的活动, 这样在拉应力的作用下,分子才能从无规线团中被拉伸应力拉开、拉直与在分子彼此之间发 生移动。 7 .何谓胶料混炼过程中产生的结合橡胶(炭黑凝胶)？ 答: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与物理形式的结合体,形成一种不溶于橡胶溶剂的产物,称结合橡胶(炭黑 凝胶)。 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/m 2 ,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。 简单组分高分子材料：主要由高聚物组成(含量很高，可达95%以上)，加入少量(或不加入)抗氧剂、润滑剂、着色剂等添加剂。如：PE、PP、PTFE。 复杂组分高分子材料：复杂组分塑料则是由合成树脂与多种起不同作用的配合剂组成，如填充剂、增塑剂、稳定剂等组成。如：PF、SPVC。 用天然或合成的聚合物为原料，经过人工加工制造的纤维状物质。可以分类两类 1）人造纤维：又称再生纤维，以天然聚合物为原料，经过人工加工而改性制得。如：粘胶纤维、醋酸纤维、蛋白质纤维等 2）合成纤维：以石油、天然气等为原料，通过人工合成和纺丝的方法制成。如：涤纶、尼龙、腈纶、丙纶、氨纶、维纶等 3．高分子材料成型加工的定义和实质。 高分子材料成型加工是将聚合物(有时还加入各种添加剂、助剂或改性材料等)转变成实用材料或制品的一种工程技术。 大多数情况下，聚合物加工通常包括两个过程:首先使原材料产生变形或流动，并取得所需要的形状，然后设法保持取得的形状(即硬化)，流动-硬化是聚合物工过程的基本程序。 高分子材料加工的本质就是一个定构的过程，也就是使聚合物结构确定，并获得一定性能的过程。 第一章习题与思考题 2．请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围，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。 熔点（Tm）：是晶态高聚物熔融时的温度。表征晶态高聚物耐热性的好坏。 3．为什么聚合物的结晶温度范围是Tg～Tm？ 答：T>Tm 分子热运动自由能大于内能，难以形成有序结构 T 高分子成型加工习题答 案 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN] 添加剂：是实现高分子材料加工过程，最大限度地发挥制品的性能或赋予某些特殊性能，便于加工，可降低成本的重要辅助成分。 二次成型：指在一定条件下将高分子材料一次成型所得的型材通过再次成型加工，以获得制品的最终型样的技术。 注射成型——是将固体聚合物加热塑化成熔融体，并高压、高速注射入模具中，赋予模腔的形状，经冷却（或交联、硫化）成型的过程。注射成型又叫注塑成型（=注射+模塑）。 压延成型——是利用压延机的辊筒之间的挤压力作用并在适当的温度（接近粘流温度）条件下，使聚合物发生塑性变形，制成薄膜或片状材料的加工工艺。是加工塑料薄膜、片材如地板胶及胶布、人造革、等制品的主要方法。 挤出成型是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。 压制成型：是指借助外压实现成型物料造型的一次成型技术。可分为层压成型和模压成型。 稳定剂：能防止或抑制高分子材料由光、热、氧、霉菌等引起的老化作用的助剂的总称 润滑剂：能降低熔体与加工机械或模具之间和熔体内部相互之间的摩擦和粘附，改善流动性，促进加工成型，利于脱模，提高生产能力和制品外观质量及光洁度的物质 交联剂及相关添加剂：提高交联效率，改善工艺性能，提高制品质量 填充剂；能降低成本并(或)提高制品某些性能而添加到高分子材料基质中的固体物质。 2 ．请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。 答：晶态聚合物：T m～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。熔点（Tm）：是晶态高聚物熔融时的温度。表征晶态高聚物耐热性的好坏。 7 ．要使聚合物在加工中通过拉伸获得取向结构，应在该聚合物的什么温度下拉伸？ 答：应该在聚合物的玻璃化温度和熔点之间进行，因为分子在高于Tg时才具有足够的活动， 这样在拉应力的作用下，分子才能从无规线团中被拉伸应力拉开、拉直和在分子彼此之间发 生移动。 7 ．何谓胶料混炼过程中产生的结合橡胶（炭黑凝胶）？ 答：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？ 答：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高分子加工成型原理题库~~
高分子材料成型加工原理
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