聚合物成型加工复习题-
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成型加工复习名词解释:1.成型加工:将高分子材料成型加工为高分子材料制品的过程。
2.共混物的均匀性:指被分散物在共混体中浓度分布的均一性。
3.共混物的分散程度:分散相在共混体中的破碎程度。
4.初混合设备:是指物料在非熔融状态下进行混合所用的设备。
5.混炼胶:将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程的产物。
6.塑化料:将各种配合剂混入并均匀分散在塑料熔体中的过程的产物。
7.塑炼:增加橡胶可塑性的工艺过程。
8.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。
塑料的初混合工艺:指聚合物与各种粉状、粒状或液体配合剂的简单混合工艺。
9.塑料的塑化:是借助加热和剪切作用使物料熔化、剪切变形、进一步混合,使树脂及各种配合剂组分分散均匀。
10.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物料的输送,熔融压缩、熔体均化,并定量、定压、定速地通过机头口模而获得所需的挤出制品。
11.挤出机工作点:是螺杆特性线与口模特性线的交点。
12.挤出物膨胀:聚合物熔体在模内所受形变的弹性回复。
13.注射成型: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。
14.注射量:是指注射机对空注射条件下,注射螺杆或柱塞在作一次最大注射行程时,注射系统所能达到的最大注射量。
15.注射压力::指在注射时,螺杆或柱塞端面施加于料筒中熔料单位面积上的压力。
16.合模力:注射机合模机构对模具所施加的最大夹紧力。
17.注射速度:指注射时,螺杆或柱塞移动速度。
18.注射速率:指单位时间内熔料从喷嘴射出的容量。
19.注射时间:指螺杆或柱塞完成一次注射量所需的时间。
20.塑化:指聚合物在料筒内经加热由固态转化为熔融的流动状态并具有良好的可塑性的过程。
21.注射过程:塑化良好的聚合物熔体,在柱塞或螺杆的压力作用下,由料筒经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模腔这一重要而又复杂的阶段。
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。
填空题1.塑料、合成橡胶和合成纤维被称为三大合成材料。
2.五大通用塑料是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和ABS树脂3.五大工程塑料是聚酰胺(尼龙)、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚和热塑性聚酯。
4.塑料的原料是合成树脂和添加剂(助剂)。
5.制造橡胶制品时加入硫化剂的作用是使线形合成橡胶分子变成松散的交联结构6.离子聚合及配位聚合反应实施方法本体聚合、溶液聚合和淤浆聚合。
7.高分子合成工业的任务是将简单的有机化合物,经聚合反应使之合成为高分子化合物。
8.废旧塑料回收利用的方式及其特点。
作为材料再生循环利用:再处理后降级使用;作为化学品循环利用:降解,高温裂解或催化裂解;作为能源回收利用:粉碎作燃料9.石油裂解气经分离可得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯;石油炼制产生的液体经加氢催化重整可转化为芳烃,萃取分离可得苯、甲苯、二甲苯等。
10.炼焦(高温干馏):煤在焦炉内隔绝空气加热到1000℃,可获得焦炭、化学产品和煤气。
11.高分子合成材料可分为塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂等。
12.三大合成纤维是聚酯纤维、聚丙烯腈纤维和聚酰胺纤维。
13.高分子合成材料最主要的原料是合成树脂和合成橡胶。
14.塑料生产中稳定剂的作用是防止成型过程中高聚物受热分解或老化。
润滑剂的作用是在高聚物成型过程中附着于材料表面以防止粘着模具,并增加流动性。
15.大型高分子合成生产装置的过程可分为:原料准备及精制、催化剂配制、聚合反应、分离、聚合物后处理、溶剂回收等。
核心是聚合反应过程。
16.自由基聚合的实施方法主要为本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合和溶液聚合。
17.高分子合成工业的任务是将基本有机合成工业生产的单体,经过聚合反应合成高分子化合物,从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料.18.高分子化合物生产流程评价的内容包括:生产方式、产品性能、原料路线、能量消耗与利用、生产技术水平考查。
19.石油是生产重要基本有机化工原料乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯(通称“三烯三苯”)的原料。
高分子材料成型加工问答完整版1.聚合物熔体的流动行为有哪些?(郑治公)假塑性:此种流体的流动曲线是非线性的,剪切速率的增加比剪切应力增加的快,并且不存在屈服应力。
流体特征是黏度随剪切速率或剪切应力的增大而降低,此种流体称为剪切变稀的流体。
涨塑性:此种流体的流动曲线是非线性的,剪切速率的增加比剪切应力增加的慢,并且不存在屈服应力。
流体特征是黏度随剪切速率或剪切应力的增大而升高,此种流体称为剪切增稠的流体。
宾汉流体:是指当所受的剪切应力不超过屈服应力τ时,表现出线性弹性y响应,只发生虎克变形;当所受剪切应力超过τ时,发生线性粘性流动,遵循y牛顿定律的流体,亦称为塑形流体。
触变性:剪切速率保持不变,黏度随时间而减小,或所需的剪切应力随时间减少的流体称为触变性流体。
触变性描述的是具有时间依赖性的假塑性流体的流动行为。
震凝性:剪切速率保持不变,黏度随时间而增大,或所需的剪切应力随时间增大的流体称为震凝性流体,亦称为反触变流体。
震凝性描述的是具有时间依赖性的胀塑性流体的流动行为。
2. 聚合物加工中的形变种类有哪些?拉伸取向和剪切取向有何区别?(曹淑言)形变种类:答:普弹性变:(玻璃态下)普弹形变是外力作用下,链长和键角的变化中晶格的变形扭曲而致,撤去外力形变就能恢复,形变量小。
高弹性变:链段运动,大形变,大模量,形变一定时间可恢复。
粘流形变:高分子链发生质心位移,形变大,模量小,不可恢复。
1)剪切流动取向:聚合物熔体或浓溶液中的分子链、链段或几何形状不对称的固体粒子在剪切流动时沿剪切流动的运动方向排列的现象称为剪切流动取向。
2)拉伸取向:聚合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用时沿受力方向作定向排列的现象称为拉伸取向。
如果受一个方向作用力引起的结构单元只朝一个方向取向为单轴拉伸取向。
如果同时受两个相互垂直的作用力引起的取向结构单元朝两个方向取向称双轴拉伸取向。
拉伸取向的类型:高弹拉伸、塑性拉伸和黏性拉伸。
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)。
7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。
8、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。
《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》复习题.概念1. 挤出成型:挤出成型又称挤塑(挤压模塑),在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下,使高聚物的熔体(或高弹体),通过一定形状的口模,而成为具有恒定截面的连续型材的一种成型方法。
2. 注射成型p219: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。
3. 压延成型p315: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。
4. 螺杆的长径比p115 :指工作部分有效长度与直径之比。
几何压缩比p116:是螺杆第一螺槽容积与最后一个螺槽容积之比。
泵比p136:排气螺杆的第二计量段的螺槽深度h2和第一计量段的螺槽深度hl之比称为泵比。
5. 挤出工作点p104:螺杆特性曲线AB与口模特性曲线0K1的交点C,称为挤出工作点。
6. 反应挤出成型p212 :是一种连续地将单体进行聚合以及对现有聚合物进行改性的成型方法。
7. 反应注射成型p294 :是高分子领域的一种新工艺,它是把两种或两种以上具有高化学活性的低相对分子质量的液体原料,在一定的温度下,通过高压(14-20MPa)作用,使它们相互碰撞混合,并立即注射入密封的模腔内,完成聚合,交联(或相分离)固化等反应并形成制品的工艺过程。
8. 塑化能力p233 :是指注射机塑化装置在1h内所能塑化物料的质量(以标准塑料聚苯乙烯为准),它是衡量注射机性能优劣的重要参数。
9. 注射量p231 :通常是指注射机的最大注射量或公称注射量。
10. 注射过程p240:塑化良好的聚合物熔体,在柱塞或螺杆的压力作用下,由料筒经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模腔这一重要又复杂的阶段称为注射过程。
11. 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,这过程就是保压过程。
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。
《聚合物成型加工工艺》试题一.概念题。
(共6 题,每题3分,共18 分)1、吹胀比:2、螺杆长径比:3、塑化:4、注射成型:5、挤出胀大:6、固体床:二、选择题,将正确的答案填在空格处。
(共10 题,每题2分,共20 分)1、挤出机的螺杆分为()A加料段、熔融段、均化段 B 加料段、融化段、挤出段C熔融段、均化段、挤出段 D 融化段、熔融段、挤出段2、为提高物料输送能力,常采取的措施不包括()A 冷却螺杆,使螺杆的温度略低于料筒B 提高螺杆的转速C 在料筒内壁开设纵向沟槽D 升高料筒的温度3、注射成型工艺适用于()。
A.只有热塑性塑料B.只有热固性塑料C.主要成型热塑性塑料,某些热固性塑料也可用注射方法成型D.所有塑料都可以4、挤出成型工艺过程与注射成型工艺过程最大的区别是()。
A.挤出成型有牵引装置、冷却装置和切割装置,而注射成型没有B.挤出成型模具不用预热,注射模具要预热C.挤出成型适用于热固性塑料,注射成型工艺适用于热塑性塑料D.挤出成型过程是连续的,注射成型过程是有间隔的5、下列不属于单螺杆挤出机的基本结构的是()A传动部分B加料装置C 切割装置D机头和口模6、螺杆注射机的注射量主要取决于()。
A、注射油缸的油压大小B、模具阻力C、螺杆直径和行程D、螺杆转速7、保压补塑阶段的作用是()。
A.塑件冷却的需要B.注射机的结构决定的C.减少应力集中D.补充型腔中塑料的收缩需要8、结构复杂的热固性塑料制件,固化时间应()A.快些B.关系不大C.不能确定D.不宜过快9、挤出速率是指()。
A.挤出机挤出的塑料质量B.单位时间内挤出机口模挤出的塑料质量或长度C.牵引装置的速度D.切割装置的速度10、口径不大的各种瓶、壶、桶和儿童玩具等选用哪种成型生产方法()A、冷挤压成型法B、中空吹塑法C、注射成型法D、拉伸成型法三.、填空题。
(共13 空,每空2分,共26 分)1、挤出机螺杆的结构形式主要是______________和______________两种。
材料成型与加工复习试卷类型一、选择题(共20题,每题0.5分,共10分)二、填空题(共20个空,每个0.5分,共10分)三、名词解释(共4题,每题2.5分,共10分)四、是非题(共5题,每题2分,共10分)(先判断对或错,若错请写出理由。
)五、计算题(共2题,每题5分,共10分)六、简答题(共4题,每题5分,共20分)七、论述题(共2题,每题15分,共30分)成绩评定:卷面成绩:70%。
平时成绩:30%。
考勤未到一次扣5分,迟到一次扣2分;作业未交一次扣2分);PPT报告共10分(根据PPT质量及回答问题情况综合给分)。
一、填空题(1)聚合物加工通常包括两个过程,其一是:,其二是:。
(2)聚合物所具有的四种加工性质是:、、、。
(3)物料的混合有、、三种基本运动形式,聚合物成型时熔融物料的混合以运动形式为主。
(4)单螺杆挤出机的基本结构包括:、、、、五部分(5)挤出成型工艺过程大体相同,其程序为、、、,有时还包括。
(6)注塑机的基本结构由、和三部分组成。
(7)橡胶塑炼的实质是。
(8)碳黑在橡胶中分散分三个阶段,分别是第一阶段:;第二阶段:;第三阶段:。
(9)成纤聚合物的纺丝过程是在态进行的,而加工过程是在态进行的。
(10)热敏性的PVC宜用螺槽;熔体粘度低和热稳定性较高的PA宜用螺槽螺杆二、名词解释:1.均相成核:2.异相成核:3.二次结晶:4.后结晶:5.热处理(退火):6.淬火:7.压延涂层法:8.帖胶:9.擦胶:10.热成型:11.喷硫:12.弹性记忆:13.威廉氏可塑度(P):14.门尼粘度:15. 压缩比:二选择题:(1)对结晶聚合物,Tg与Tm间有一大致关系,即Tm(K):Tg(K)的比值约为:A. 3:1; B. 4:1; C. 3:2; D. 2:1。
(2)对聚合物的结晶,其最大结晶速率时的温度约为其熔点的倍。
A. 0.7;B. 0.8;C. 0.85;D.0.9.(3) 在聚合物熔点以上,下面的加工方式不适宜操作。
高分子材料加工成型原理题库填空: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.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<T< Tf 时,主要发生__弹性形变__,也有粘性形变。
5.按照经典的粘弹性理论,加工过程线型聚合物的总形变可以看成是__普弹形变__、__推迟高弹形变__和__粘性形变三局部所组成。
6.假塑性流体在较宽的剪切速率围的流动曲线,按照变化特征可以分为三个区域,分别是:__第一牛顿区__、__非牛顿区__和__第二牛顿区__。
7.聚合物液体在管和槽中的流动时,按照受力方式划分可以分为__压力流动__、__收敛流动__和__拖拽流动__;按流动方向分布划分:__一维流动__、__二维流动__和__三维流动__。
8.影响聚合物流变形为的的主要因素有:_温度_、_压力_、_应变速率_和_聚合物构造因素_以及_组成_等。
9.聚合物流动行为最常见的弹性行为是_端末效应_和_不稳定流动,它们具体包括:_入口效应_、出口膨胀效应、__鲨鱼皮现象__和__熔体破裂__。
10.聚合物加工过程中的主要的物理变化有:结晶_和_取向;主要化学变化有:降解_和_交联。
11.加工成型过程中影响结晶的主要因素有:_冷却速率_、_熔融温度_、_熔融时间_、_应力作用__以及__低分物和链构造的影响__。
第一章绪论一、填空题1、人类社会的进步是与材料的使用密切相关的材料有四大类,即木材、水泥、钢铁、塑料。
2、高分子材料主要包括塑料、纤维、橡胶、粘合剂、涂料、离子交换树脂等。
3、塑料工业包括塑料生产和塑料制品生产两个部分。
4、塑料制品生产主要由原料准备、成型、机械加工、修饰和装配等连续过程组成。
5、压缩模塑又称模压成型或压制成型。
6、挤出成型的优点:生产具有连续性、产率高、投资少、收效快。
7、合成树脂在常温常压下一般是固体,也有为粘稠状液体的。
8、酚醛树脂,俗名电木,它是由苯酚和甲醛在催化剂作用下制得的。
9、人类最早使用的天然树脂是松香、虫胶。
10、常用压缩模的热固性塑料有:酚醛塑料、氨基塑料、不饱和聚酯塑料、聚酰亚胺等。
二、名词解释:1、成型:成型是将各种形态的塑料(粉料、粒料、溶液或分散体)制成所需形样的制品或坏件的过程,在整个过程中最为重要,是一切塑料制品或型材生产的必经过程。
2、机械加工:机械加工是指在成型后的工件上钻眼、切螺纹、车削或铣削等,用来完成成型过程所不能完成或完成得不够准确的一些工作。
3、修饰:装配是将各个已经完成的部件连接或配套使其成为一个完整制品的过程。
4、挤出成型:挤出成型是将塑料在旋转螺杆与机筒之间进行输送、压缩、熔融塑化、定量地通过机头模子成型。
5、合成树脂:合成树脂是由低分子量的化合物经过化学反应制得的高分子量的树脂状物质。
6、过程集中制:过程集中制是将塑料制品的加工工序所需要的各种设备分别集中起来进行生产的机制。
7、过程集中制:按照一种产品所需要的生产过程实行配套成龙的生产。
三、问答题1、塑料主要应用于哪些方面答:塑料主要应用于农牧渔业、包装、交通运输、电气工业、化学工业、仪表工业、建筑工业、航空工业、国防工业、家具、日用品、玩具、医用等方面。
2、塑料制品生产目的是什么答:塑料制品生产是一种复杂而又繁重的过程,其目的在根据各种塑料的固有性能,利用一切可以实施的方法,使其成为具有一定形状有价值的塑料制件和型材。
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( )。
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围进行。
此过程中聚合物的结晶度增高,取向度降低。
η,其中Eη为聚合物的粘流活化3.在处于粘流温度以上较小区域的温度围,聚合物的粘度符合ln= lnA + E/RTη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。
6.压延成型时,物料对滚筒的反作用力会使滚筒弯曲变形,导致产品厚薄不匀,一般采用减轻分离力的有害作用。
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。
22.保压压力过高会产生制品的应力增加、制品因收缩过小而脱模困难等后果。
23.请从(挤出,压延,注射,中空吹塑,挤出吹膜,离心铸塑,平膜法,反应注射,传递模塑,层压,热成型,气体辅助注射)中选择最适宜的生产下列制品的方法:矿泉水瓶热成型、电视机ABS塑料外壳注射、PVC塑料管挤出吹膜、PVC人造革压延、胶合板压出、电线挤出、高强度PP薄膜压延、一次性PP塑料杯挤出吹膜、背心式塑料袋、PF插线板注射、聚氨酯鞋底注射。
24.为提高螺杆挤出机对固体物料的输送能力,一般要求物料与料筒间的摩擦力较大、与螺杆间的摩擦力较小。
25.按照制造型坯的方式,中空吹塑可分为注射吹塑和挤出吹塑,其中挤出吹塑设备较简单、适用性较广,注射吹塑制品精度较高。
26.根据其结构特点,注射机可分为柱塞式和螺杆式两类,大型注射机一般为螺杆式。
27.热塑性塑料注射成型时料筒温度应高于聚合物的T f(或T m),低于T d;热固性塑料注射成型时,模具温度高于料筒温度。
28.模压成型主要用于热固性塑料的成形加工。
二、问答题:1.塑料薄膜的成型方法主要有哪些?各自的主要优缺点?塑料薄膜的成型方法1)平膜法:2)吹膜法:优点:设备简单,投资少;薄膜经拉伸,吹胀,力学性能较好;无边料,成品率高,成本低;幅面宽(可达10m以上),焊缝少,易于制袋。
缺点:厚度均匀度差;生产线速度较低(通常<100m/min),产量不高;3)流涎法;4)双向拉伸法;5)压延:压延成型的优点(1)加工量大(2)生产速度快(3)质量好(4)连续生产,效率高。
压延成型的缺点(1)设备庞大,辅机众多,投资大,维修困难(2)设备专用性强,产品调整困难(3)幅宽受到限制。
2.什么是增塑剂?对高分子材料的加工性能和使用性能有何影响?增塑剂是指用以使高分子材料塑性增加,改进其柔软性、延伸性和加工性的物质。
增塑剂对高分子材料加工性能的影响:粘度减小,流动性增加非牛顿性减小(流动指数n→1)。
增塑剂对高分子材料使用性能的影响:如,玻璃化温度和软化温度:随增塑剂用量增加而呈线性降低;机械性能:强度、硬度、模量降低,抗冲击性、伸长率、耐寒性提高;电绝缘性:通常降低,氯化石蜡电性能好;耐久性:耐挥发性、抽出性(到水、油中)、迁移性(到固体中)。
要求分子量350以上,分子量大于1000时耐久性很好。
3.什么是聚合物的可挤压性?简述可挤压性与粘度的关系。
可挤压性:聚合物通过挤压作用产生形变而获得形状和保持形状的能力。
粘度过低,流动性好,但保持形变的能力差;粘度过高,流动和成型困难。
4.图中所示的四种流动曲线分别对应什么类型的流体?聚合物熔体一般是属于哪种类型?为什么?1:宾汉流体;2:膨胀性流体;3:牛顿流体;4:假塑性流体。
聚合物熔体通常为假塑性流体(剪切速率的变化比剪切应力的变化快,表观粘度随剪应力或剪切速率的增加而降低(切力变稀))。
高分子的链很长,会彼此缠绕在一起,高分子流动是通过链段的相继跃迁完成的,因此,剪切力不同,分子链沿着力的方向伸展的程度就不同,粘度就会不断发生改变。
剪切变稀,粘度随着剪切力的增加而降低。
结构上可以说剪切力大了,链段运动能力增强,所以是假塑性流体。
5.从聚合物的结晶、取向等角度简要说明聚合物成型加工时冷却速度对制品性能的影响。
从聚合物的结晶角度:冷却速度(取决于熔体温度与冷却介质温度的差值)缓冷:易形成大球晶,制品发脆,且生产周期长。
骤冷:聚合物来不及结晶。
厚制品:表面骤冷中间非骤冷,结晶程度不一致,稳定性和力学性能不好。
薄膜:可降低结晶度,使透明性、韧性较好。
中等冷却速度:介质温度处于Tg以上附近围。
结晶较完整,结构较稳定,制品性能好(“强而韧”),生产周期较短。
从聚合物的取向角度:温度升高使聚合物易取向和解取向。
冷却速度越快,取向结构越易被冻结保留(<Tg或<Tm)。
6.简要分析单螺杆挤出机中液体在螺槽中的流动情况。
1.正流:即沿着螺槽向机头方向的流动;它是螺杆旋转时料筒对物料的拖曳以及螺纹斜棱的推力作用的结果,其流动也称拖曳流动,其体积流率用Q D表示。
2.逆流:逆流的方向与正流相反,它是由机头、口模、过滤网等对塑料反压所引起的反压流动,所以又称压力流动。
逆流的体积流率用Q P表示。
3.横流与螺纹斜棱相垂直方向的环流。
这种流动对塑料的混合、热交换和塑化影响很大,但对总的生产率影响不大。
4.漏流受反压作用从螺杆与料筒的间隙δ,沿着螺杆轴向料斗方向的流动。
由于δ通常很小,所以漏流比正流和逆流小得多。
其体积流率以Q L表示。
上述四种流动的组合使得熔体在螺杆挤出机中以螺旋形的轨迹向前流动。
7.螺杆各段的输送能力的相对大小应满足什么条件?挤出机的生产率与哪些因素有关?应满足:Q加料段≥Q压缩段≥Q均化段,这样才能使操作平稳,生产正常。
但三者不能相差太大,否则压力太大,超负荷。
因此在正常状态下均化段的生产率就可代表挤出机的生产率。
1)机头压力2)螺杆转速3)螺杆几何尺寸:螺杆直径;螺槽深度h;均化段长度L。
4)物料温度8.与单螺杆挤出机相比,双螺杆挤出机有何特点?1、较高的固体输送能力和挤出产量;2、有自洁能力;3、混合塑化能力高;4、较低的塑化温度,减小分解可能;5、结构复杂,成本高。
9.什么是熔融纺丝、干法纺丝、湿法纺丝?1.熔融纺丝(熔法纺丝):高聚物熔体,通过纺丝泵打入喷丝头,并由喷丝头喷成细流,再经冷凝而成纤维。
2.干法纺丝:首先将聚合物配成纺丝溶液,用纺丝泵喂料,经由喷丝头喷出液体细流,进入热空气套简,使细流中的溶剂遇热蒸发,蒸气被热空气带走,而高聚物则随之凝固成纤维。
3.湿法纺丝:纺丝溶液,用纺丝泵加料,通过过滤器,通入浸在凝固池中的喷丝头,喷出液体细流,这时细流中的溶剂向凝固池扩散,与此同时凝固剂则向细流渗透,这样纺丝细流同凝固池的组分之间产生双扩散过程,使聚合物的溶解度发生变化,聚合物从纺丝溶液中分离出来而形成纤维。
10.塑炼的目的是什么?低温塑炼与高温塑炼有何区别?塑炼的目的:通过降低分子量,以降低生胶的弹性,增加可塑性,获得适当的流动性,以利于成型加工。
有利于橡胶与配合剂在混炼过程中易于混合分散;有利于胶料进行各种成型操作;使生胶的可塑性均匀一致,从而使制品质量均匀一致。
低温塑炼以机械降解作用为主,氧起稳定游离基的作用;高温塑炼以自动氧化降解作用为主,机械作用强化橡胶与氧的接触。
11.简述注射模具的基本构造。
设计模具时主要注意哪几点?注射模具主要有三部分组成:注射系统、锁模系统和模具。
其中注射系统又包括加料装置、料筒、分流梭和柱塞、螺杆以及喷嘴。
1、确定壁厚(制件功能、成型可行性、成本等);2、合适的出模倾度;3、尽量保持壁厚均匀(使用加强筋);4、避免尖锐拐角;5、尽量避免侧孔、侧凹。
(这个部件怎么用?是否与其他部件相容性良好?负载量多大?熔融的塑料如何进入、填充、冷却而最终形成产品,很大程度上决定了这个部件所应有的性质。
)12.什么是压延成型?主要有哪些优缺点?压延成型是生产高分子材料薄膜和片材的主要方法,它是将接近粘流温度的物料通过一系列相向旋转着的平行辊筒的间隙,使其受到挤压和延展作用,成为具有一定厚度和宽度的薄片状制品。
优点:(1)加工量大;(2)生产速度快;(3)质量好;(4)连续生产,效率高。
缺点:(1)设备庞大,辅机众多,投资大,维修困难;(2)设备专用性强,产品调整困难;(3)幅宽受到限制。
13.什么是塑料的二次成型?对型坯有何要求?二次成型是指在一定条件下将高分子材料一次成型所得的型材(管、板、棒等)通过再次成型加工获得制品。
1、型坯要有良好的形状稳定性;2、在外力作用下能产生较大形变14.什么是反应注射成型?有哪些优点?主要用于哪些聚合物的成型?反应注射成型(RIM)将液态单体的聚合反应与注射成型结合为一体,是一种将两种具有化学活性的低相对分子量液体原料在高压下撞击混合,然后注入密闭的模具进行聚合、交联固化等化学反应而形成制品的工艺。
RIM具有效率高、节能、产品性能好、成本低等优点,可用来成型发泡制品和增强制品。
15.气体辅助注射成型有哪些优点?(1) 注射应力低;(2)制品翘曲变形小;(3)表面质量提高;(4)可成型壁厚差异较大的制品;(5)便于提高制品的刚度和强度;(6)可使制品成真空,减轻重量,缩短成型周期。
16.中空吹塑可分为哪几种类型?各有何优缺点?1、注射吹塑优点:1、制作500ml体积一下的小瓶或零件不产生废料;2、能非常精确地控制重量和颈部光洁度。
缺点:1、模具成本较高;2、各部分比例受限,无法制作带手柄的容器。