四川大学聚合物成型加工基础部分试题

《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。

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。

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。

12015/20161 聚合物成型加工原理高分子科学与工程学院 2015级材料工程硕士班（答案写在答题纸上，写在试题纸上无效）一、在聚合物成型加工过程中，使聚合物产生流动变形和固化定型是两个非常关键的步骤。

根据所学知识分析，如何实现聚合物流动变形和固化定型？（8分）二、请写出下列制品或半成品的主要成型加工方法（10分）1、胎面胶2、冰箱塑料内胆3、全钢子午线轮胎胎体帘布4、聚酯纤维5、医用乳胶手套6、塑料瓶7、电缆8、塑料盆 9、0°带束层 10、NBR 耐油O 型圈三、请画出线型无定型聚合物的温度-形变曲线图，标出各阶段聚集态的名称，简述各聚集态的特点及对应的成型加工方法。

（15分）四、聚合物在加工过程中主要表现出假塑性的流变行为。

请问影响聚合物熔体黏度的因素有哪些？各是如何影响的？（10分）五、结晶型聚合物成型加工的工艺条件对结晶过程有重要影响，请简述加工过程中影响结晶的因素有哪些？各是如何影响的？（10分）六、橡胶制品在成型加工过程中对炭黑的分散性要求很高，请分析影响炭黑在胶料中分散性的因素，并列出五种改善炭黑在胶料中分散性的方法。

（12分）七、混炼胶的门尼黏度是橡胶成型加工过程中需要严格控制的参数。

某轮胎厂对子午线轮胎的带束层胶料门尼黏度进行了监控，发现最近一周内胶料的门尼黏度偏低，在标准的下线附近波动，请帮助分析可能的原因。

（5分）八、对全钢子午线轮胎带束层或胎体胶料来说，喷霜可能会带来胶料与骨架材料粘合不佳甚至脱层问题。

某轮胎厂胎体帘布压延后发现胶料出现了严重的喷霜现象，请结合胎体胶的配方特点分析喷霜可能的原因。

（5分）九、聚合物在成型过程中经常出现取向行为，导致产品性能出现各向异性。

请分析胶片压延过程中产生的压延效应的原因，并提出减轻压延效应的方法。

（10分）十、挤出胀大现象在聚合物挤出成型过程中经常发生，请分析挤出胀大的原因，并从工艺上提出减轻挤出胀大的措施。

（10分）十一、某大型轮胎厂每天会产生较多的压延边角料（含钢丝），为了节约成本，计划对边角料进行回收再利用。

四川大学模具成型加工题库1、按动力传递形式分压力机分为____ 、 _____。

[填空题] *_________________________________(答案：机械压力机液压压力机)2、压力机的主要作用：薄板零件的___、___、___、___、___等各种冷冲压工艺。

[填空题] *_________________________________(答案：冲裁、成形、弯曲、校正、浅拉伸) 3、热冲压成型后的制件强度取决于________。

[填空题] *_________________________________(答案：马氏体形状及其含量)4、延时氮气弹簧设计时需统一安装在一个___上，这样后期拆装维修方便。

[填空题] *_________________________________(答案：垫板)5、油路顶件器按照顶件器的形状可以分为____和____2种，其中推杆式又分为____和____2种。

[填空题] *_________________________________(答案：推杆式插片式标准型自制型)6、模具定位销的作用是_________，防止板料生产过程中放偏，导致产品压偏，或者因板料放偏导致产品撕料等。

[填空题] *_________________________________(答案：能够更精准的定位板料位置)7、模具采用________形式，其刚性限位为标准形式，存放限位为自制形式。

[填空题] *_________________________________(答案：刚性限位加刚性存放)8、模具材料选择除较高的_________外，还要有高的_________。

[填空题] *_________________________________(答案：强度、硬度、耐磨性导热性及热疲劳性能)9、如果模具间存在间隙，造成局部冷却效果达不到要求，形成___，影响制件最终强度，从而引起开裂缺陷。

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。

5、说明链结构对高聚物粘度的影响。

聚合物的结构因素即链构型和链的极性、分子量、分子量分布以及聚合物的组成等对聚合物液体的粘度有明显影。

《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。