东华大学《高分子材料加工原理》复习材料

高分子材料成型加工原理期末复习重点(升华提
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1聚合物主要有哪几种聚集态形式？玻璃态（结晶态）、高弹态和粘流态2线性无定形聚合物当加工温度T处于Tb Tf 或Tm）和压力（通常为
2、160kg ）下，10分钟内从出料孔(Ø =
2、095mm )
挤出的聚合物重量（g∕10 min）。

a 评价热塑性聚合物的
挤压性; b评价熔体的流动度 (流度φ=1/η), 间接反映聚合物的分子量大小; c购买原料的重要参数。

分子量高的聚合物，易缠结，分子间作用力大，分子体积
大，流动阻力较大，熔体粘度大，流动度小，熔融指数低；加工性能较差。

分子量高的聚合物的力学强度和硬度等较高。

分子量较低的聚合物，流动度小，熔体粘度低，熔融指数
大，加工流动性好。

分子量较低的聚合物的力学强度和硬度等较低4解释：应变
软化；应力硬化；塑性形变及其实质。

Tb是塑料使用的下限温度; 应变软化：材料在拉伸时发热，温度升高，以致形变明显加速，
并出现形变的细颈现象。

应力硬化：随着取向度的提高，分子间作用力增大，引起聚合物粘度升高，表现出“硬化”倾向，形变也趋于稳定而不再发展。

塑性变形：材料在外力作用下产生不可逆的变形。

实质：大分子链的解缠和滑移随温度升高，屈服强度和断裂强度均下降，两曲线在Tb 相交。

T。

高分子材料加工原理复习小结（化学纤维部分）第一篇：高分子材料加工原理复习小结(化学纤维部分)第一章绪论一、掌握高分子材料的基本概念，特别是化学纤维的各种定义；1、名词解释：人造纤维（02年）、复合纤维（04年）、异形纤维（06年）、再生纤维（05年）。

2、填空题塑料按热行为的不同，可分为两大类，其中，（热塑性）塑料成形时，通过（冷却）熔体而凝固成形。

改变温度，可令其反复变形。

而（热固性）塑料成形时，通过（加热）而固化成形，材料定性后若再受热，不发生（变形）。

（06年）3、选择题高吸湿涤纶纤维属于一类（D）（07年）A 高感性纤维B 高性能纤维C差别化纤维D功能纤维第二章聚合物流体的制备第一节聚合物的熔融一、掌握聚合物的熔融方法，特别是有熔体强制移走的传导熔融1、简述题（1）简述聚合物在螺杆挤压机中熔体的能量来源。

（02年）（2）试述塑料在挤出机中压缩段由固体转变为熔体的过程和机理。

（04年）第二节聚合物的溶解一、影响聚合物溶解度的因素1、影响聚合物溶解度的因素有（大分子链结构）、（超分子结构）、（溶剂的性质）。

（02年）二、溶剂的选择1、溶剂的选择原则有哪些？2、聚合物的溶解过程分为（溶胀）和（溶解）两个阶段。

未经修正的“溶解度参数相近原则”适用于估计（非极性聚合物）和（非极性溶剂）体系的互溶性。

（06年）3、“溶解度参数相近原则”适用于估计（B）的互溶性。

（08年）A、非极性高聚物与极性溶剂B、非极性高聚物与非极性溶剂C、极性高聚物与极性溶剂D、极性高聚物与非极性溶剂4、在估计聚合物与溶剂的互溶性时，三维溶解度参数图适用于（D）（07年）A非极性聚合物和非极性溶剂体系B极性聚合物和极性溶剂体系C极性聚合物和非极性溶剂体系D A+B4、聚氯乙烯的溶度参数与氯仿和四氢呋喃相近，但为什么四氢呋喃能很好的溶解聚氯乙烯而氯仿不能与之相溶？（08年）三、聚合物—溶剂体系的相分离与相图1、对于具有上临界混溶温度的聚合物－溶剂体系，可采用（改变体系组成）、（升温）、（改变溶剂组成）等几种可能的方法来实现使聚合物溶解形成溶液。

名词解释5道 15分判断10道 10分选择10道 20分问答4道 40分论述题1题 15分第一章绪论通用高分子的主要种类和概念纤维：一种细长形状（长径比>10)、截面积较小（〈0.05mm2)的物体塑料：以合成（或天然）的高分子化合物为基本成份、在加工中通过塑化流动或原位聚合而成型的柔韧性或刚性固体高分子材料橡胶:以合成（或天然）的高分子化合物为基本成份的高弹性的高分子材料涂料：应用于物体表面并能结成坚韧保护膜的物质的总称胶粘剂:能把各种材料粘合在一起的物质材料是用来制造各种产品的物质，是具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质.第二章聚合物流体的制备聚合物流体的制备包括熔体的制备和溶液的制备第二节中的1，2,3小节·熔体的话是通过加热,不同加热的方法，加热，熔体转移，熔体移轴，剪切，理解热传导，熔融方法上的要求聚合物的熔融:即完成聚合物由固体转变为熔体的过程。

一。

熔融的方法（了解蓝色字体的方法和区别）1. 无熔体移走的传导熔融2. 有熔体强制移走的传导熔融: 熔融的一部分热量由接触表面的传导提供,一部分热量通过熔膜中的粘性耗散将机械能转变为热能来提供。

·力学耗散:力学的能量损耗,即机械能转化为热能的现象.在外力作用下，大分子链的各运动单元可能沿力的方向做从优取向的运动，就要克服内部摩擦，所以要消耗能量，这些能量转化为热能。

随着螺杆的转动，筒壁上的熔膜被强制刮下来移走,而使熔融层受到剪切作用，使部分机械能转变为热能.哪种热能占主导地位，取决于聚合物本身的物理性质、加工条件和设备的结构参数。

当机筒温度较低、螺杆转数较高时，由剪切产生的剪切热占主要地位.当螺杆转数较低，机筒温度较高时，机筒的传导热占主要地位。

3.压缩熔融: 熔融热量由将机械能转变为热能来提供。

4。

耗散混合熔融: 熔融热量由在整个体积内将机械能转变为热能来提供的. 例：双辊塑炼（开炼）5.利用电、化学或其它能源的耗散熔融方法:熔融的热量通过电、化学或其它能源转变为热能来提供.6.振动诱导挤出熔融: 将振动力场引入聚合物熔融加工的全过程。

高分子材料加工理论总复习提纲2014年12月第一章高分子材料基础知识•高分子概念；•无定形聚合物与结晶聚合物的区别；•聚合物的力学三态与分子运动单元之间的关系。

•热物理性质：热容、导热系数、导温系数定义与单位。

第二章流体流动的基本知识•概念：连续介质、动量边界层与沿流动方向上的分区；•随体导数的组成和含义，会求运动参数的随体导数。

•应力张量特点；会根据速度场、速度梯度，求剪切速率张量（重点）、涡旋张量；应力分解的两种方法。

•会张量的代数运算（加、减、乘），求张量的不变量，特别是对称张量的第二不变量。

•聚合物加工中的二类基本流动的应力和应变张量。

第三章流体流动的基本方程•流体流动的三大定律与相应的数学表达式：连续性方程、动量方程、能量方程•动量方程和能量方程中各项的物理含义•会根据速度场、温度场列连续性方程、动量方程、能量方程，列出具体边界的边界条件。

•熟悉求解流动问题的四步骤。

重点掌握第二、第三步骤。

第四章聚合物流变特性和本构方程内容：聚合物熔体的流变行为粘性弹性粘弹性本构方程流变参数测量一聚合物熔体的流变行为粘性、弹性、粘弹性1 定义、现象与分子解释。

2 粘性流体分类：牛顿流体、假塑性流体、塑性流体、膨胀型流体二本构方程1 粘性流体几个本构方程之间的关系，幂律模型的特点和在聚合物加工中应用最广的原因？2 影响粘度的因素3牛顿流体、幂律流体本构方程。

4 流变方程的选择原则三流变参数测量1 粘度测量原理2 毛细管流变仪、锥板流变仪的特点与范围3 根据流动曲线计算幂律模型中的m,n。

4 流动曲线对聚合物加工有什么意义？5 毛细管流变仪可能的测量误差？如何修正？第五章有界流动•内容一典型流道中的流动二收敛流道中的流动与润滑近似方法三矩形管中的流动•典型流道：平行平板圆管圆环•流动：压力流拖曳流组合流动一典型流道中的流动•典型流道+ 流动动力：牛顿流体，幂律流体平行平板圆管环隙压力流拖曳流轴向周向组合流动轴向周向•分析流动问题四步骤：（一）拟定流场（二）列方程组（三）设法求解（四）结果分析•知道速度场、温度场，会列连续性方程、动量方程、能量方程本构方程；列边界条件。

高分子材料加工原理复习材料第二章 聚合物流体的制备一、聚合物的熔融方法1、无熔体移走的传导熔融。

熔融全部热量由接触或暴露表面提供，熔融速率仅由传导决定。

如滚塑过程。

2、有强制熔体移走（由拖曳或压力引起)的传导熔融。

熔融的一部分热量由接触表面的传导提供;一部分热量通过熔膜中的黏性耗散将机械能转变为热来提供。

所谓耗散，就是力学的能量损耗，即机械能转化为热能的现象。

在外力作用下，大分子链的各运动单元可能沿力的方向做从优取向的运动，就要克服内部摩擦，所以要消耗能量，这些能量转化为热能。

熔融速率由热传导以及熔体迁移和黏性耗散速率决定。

如螺杆挤压机的熔融挤出过程3、耗散混合熔融。

熔融热量是由在整个体积内将机械能转变为热能来提供的，是机械能转化为热能的现象。

耗散混合熔融速率由整个外壁面上和混合物固体—熔体界面上辅以热传导决定，如双辊开炼。

4、利用电、化学或其他能源的耗散熔融方法。

5、压缩熔融。

6、振动诱导挤出熔融 二、溶剂的选择原则1、聚合物和溶剂的极性相近规律。

极性大的溶质溶于极性大的溶剂；极性小的溶质溶于极性小的溶剂；溶质与溶剂的极性越相近，二者越易互溶。

2、溶度参教理论。

溶度参数理论是一个以热力学为基础的溶剂选择的最常用理论。

⑴未修正的溶度参数理论 适用：非极性混合体系⑵修正的溶剂参数理论（三维溶度参数理论） 适用：①非极性混合体系②极性混合体系③易成氢键体系3、高分子-溶剂相互作用参数（哈金斯参数）χ1： χ1＞0.5不良溶剂；χ1＜0.5良溶剂 三、聚合物-溶剂体系的相平衡图2-6(a )表示上临界混溶温度在溶剂的凝固点以下，因而在凝固点以上聚合物和溶剂可以很好地混溶。

图2-6(c )的相图则说明在沸点T b 以上才会出现互不相溶的区域，在溶剂沸点以下，可以与聚合物以任何比例互溶。

图2-6(b)的相图表示在溶剂的沸点和凝固点之间存在上临界混溶温度；图2-6(e )表示在溶剂的T b ～T f 温度范围内有下临界混溶温度。

高分子材料加工工艺第一章绪论1.材料的四要素是什么？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。

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。

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。

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)。

(1)质轻。

(2)拉伸强度和拉伸模量较低，韧性较优良。

(3)传热系数小，可用作优良的绝热材料。

(4)电气绝缘性优良。

(5)成型加工性优良。

(6)减震、消音性能良好。

(7)某些塑料具有优良的减磨、耐磨和自润滑性能。

(8)耐腐蚀性能优良。

(9)透光性良好可作透明或半透明材料。

(10)着色性良好。

(11)可赋予各种特殊的功能如透气性、难燃性、粘结性、离子交换性、生物降解性以及光、热、电、磁等各种特殊性能。

(12)使用过程中易产生蠕变、疲劳、冷流、结晶等现象，长期使用性能较差。

(13)热膨胀系数大。

(14)耐热性（熔点、玻璃化转变温度）较低，使用温度不高。

(15)易燃烧。

4.获取高分子的手段有那些？答：高分子化合物的制造：获取高分子化合物的方法大致可分为三种；聚合反应、利用高分子反向和复合化。

1聚合物主要有哪几种聚集态形式？玻璃态（结品态）、高弹态和粘流态2线性无定形聚合物当加工温度T处于Tb < T <Tg, Tg<T<Tf, Tf <T <Td时，分别适合进行何种形式的加工？聚合物加工的最低温度？T<Tg玻璃态一一适应机械加工；聚合物使用的最低（卜-限）温度为脆化温度TbTg <T <Tf高弹态，非晶聚合物Tg <T <Tf温度区间，靠近Tf 一侧，粘性大，可进行真空、压力、压延和弯曲成型等；高弹形变有时间依赖性，加工屮有可逆形变, 加工的关键的是将制品温度迅速冷却到匹以下；结晶或部分结晶聚合物在Tg〜Tm,施加外力〉材料的屈服强度，可进行薄膜或纤维拉伸；聚合物加工的最低温度：玻璃化温发TgT > Tf （Tm）粘流态（熔体，液态）比Tf略高的温度，为类橡胶流动行为，可进行压延、挤出和吹塑成型。

可进行熔融纺丝、注射、挤出、吹塑和贴合等加工3熔融指数？说明熔融指数与聚合物粘度、分子量和加工流动性的关系，挤出和注塑成型对材料的熔融指数要求有何不同？熔融指数（Melt Flow Index）一定温度（T>Tf或Tm）和压力（通常为2.160kg ）下，10分钟内从出料孑L （0=2.095mm ）挤出的聚合物重量（g/ 10 min）。

a评价热塑性聚合物的挤压性；b评价熔体的流动度（流度4）= 间接反映聚合物的分子量大小；c购买原料的重要参数。

分子量高的聚合物，易缠结，分子间作用力大，分子体积大，流动阻力较大，熔体粘度大，流动度小，熔融指数低；加工性能较差。

分子量高的聚合物的力学强度和硬度等较高。

分子量较低的聚合物，流动度小，熔体粘度低，熔融指数大，加工流动性好。

分了量较低的聚合物的力学强度和硬度等较低4解释：应变软化；应力硬化；塑性形变及其实质。

几是塑料使用的下限温度；应变软化：材料在拉伸吋发热，温度升高，以致形变明显加速，并出现形变的细颈现象。

高分子材料加工原理复习资料1.成型加工过程中物理化学变化结晶：定型，增强，内应力，翘曲取向：增强；各项异性降解：塑化，性能变差交联：硫化，增强性能2.热塑性树脂：热塑性树脂：是具有受热软化、冷却硬化的性能，而且不起化学反应，无论加热和冷却重复进行多少次，均能保持这种性能。

凡具有热塑性树脂其分子结构都属线型。

它包括含全部聚合树脂和部分缩合树脂。

热固性树脂：指在加热、加压下或在固化剂、紫外光作用下，进行化学反应，交联固化成为不溶不熔物质的一大类合成树脂。

异性纤维：经一定几何形状（非圆形）喷丝孔纺制的具有特殊横截面形状的化学纤维。

共混纤维：两种或多种聚合物混合后纺成的纤维。

差别化纤维：不同于常规品种的化学纤维，即经过化学改性，物理变化和特殊工艺而得到的具有某种特性的化学纤维。

特种橡胶: 也称特种合成橡胶。

指具有特殊性能和特殊用途能适应苛刻条件下使用的合成橡胶。

3.溶剂的选择原则a．对于极性聚合物而言，应选择极性相近的原则b．对于非极性聚合物而言应使两者溶度参数接近c．溶剂相互作用参数χ1﹤1／2原则 d.经济，工艺，坏境上的要求。

工业上1沸点不应太低或过高2溶剂需具备足够的热稳定和化学稳定，在回收过程中不易分解3要求溶剂的毒性低，对设备腐蚀性小4.溶解过程中不引起对聚合物的破坏或发生其他化学变化5在适当温度下有较好的溶解能力，并在尽可能高的浓度时仍有尽可能低的黏度. 4.混合的三种基本运动形式？a．分子扩散b. 涡旋扩散c.体积扩散对于聚合物熔融以体积扩散为主，熔体粘度高，熔体与溶液间分子扩散慢很少发生分子扩散和涡旋扩散。

5.爬杆效应：在聚合物溶液或熔体中聚合物沿快速旋转轴慢慢上爬并形成相当厚的包轴层的现象。

挤出胀大：当高聚物熔体从小孔、毛细管或狭缝中挤出时挤出物在挤出模口后膨胀使其横截面大于模口横截面的现象。

无管虹吸：对高分子液体当虹吸管升离液面后，杯中的液体仍能源源不断地从虹吸管流出，这种现象称无管虹吸效应。

东华大学高分子材料成型原理复习材料1-1.通用高分子材料主要有那几大类？答：纤维、塑料、橡胶、胶黏剂、涂料1-2.高分子材料加工与高分子合成的区别？答：“高分子材料加工”定义为“对聚合物材料或体系进行操作以扩大其用途的工程”，它是把聚合物原材料经过多道工序转变成某种制品的过程。

经过高分子材料加工得到的制品在物理上处于和原材料不同的状态，但化学成分基本相同；而高分子合成是指经过一定的途径，从气态、液态、固态的各种原料中得到化学上不同于原料的高分子材料。

1-3.高性能纤维存有哪些？答：低热稳定性，高强度纤维：uhmwpe、pva高热稳定性，高强度纤维（200-300℃）：对位芳纶、芳族聚酯、杂环聚合物纤维高热稳定性、耐热纤维（≤350℃）：间位芳纶、聚酰亚胺纤维、酚醛纤维、碳纤维高热稳定性、无机纤维：碳化硅纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维1-4.判断题经过加工过程，高分子材料在物理上处在和原材料相同的状态。

（×）1-5选择题高强高模聚乙烯纤维材料和lyocell纤维材料分别属③。

①生态高分子材料和智能高分子材料②智能高分子材料和功能高分子材料③高性能高分子材料和生态高分子材料④功能高分子材料和高性能高分子材料为什么纤维素材料的加工无法使用先熔融再成型的方法?纤维素大分子中含有大量的－oh基团，由于氢键的作用，使大分子间作用力较大，这将导致熔融热焓△h较大；另一方面，纤维素大分子中存在环状结构，使分子链的刚性较大，这将导致熔融熵变△s较小。

这两方面的原因使得熔融纤维素的温度（=△h/△s）将变得较高,而纤维素的分解温度又相对较低，因此，当加热纤维素至一定温度时，会出现纤维素未开始熔融便已被分解的现象，因此，纤维素材料的加工不能采用先熔融再成型的方法。

恳请阐释挑选聚合物溶剂的几种新颖方法及其适用范围1.可根据极性相近规律即极性的聚合物易溶于极性溶剂、非极性的聚合物易溶于非极性或弱极性溶剂的规律来初步选择溶剂。

高分子材料成型加工基础复习提纲绪论及第一章:混合与混炼1、聚合物加工：高聚物的成型加工，通常是在一定的温度下使弹性固体、固体粉状或粒状、糊状或溶液状态的高分子化合物变性或熔融，经过模具或口型流道的压塑，形成所需的形状，在形状形成的过程中有的材料会发生化学变化（如交联，最终得到能保持所取得形状的制品的工艺过程。

P52、聚合物的加工工艺过程一般可以分为混炼、成型、后加工等三大部分。

P53、混合混炼的目的：为获得综合性能优异的聚合物材料，除继续研制合成新型聚合物外，通过混合、混炼方法对聚合物的共混改性已成为发展聚合物材料的一种卓有成效的途径。

P74、共混的方法:a机械共混法b液体共混法c共聚一共混法d互穿网络聚合物IPN制备技术P75、共聚物的均匀性是指被分散的物在共混体中浓度分布的均一性，或者说分散相浓度分布的变化大小。

6、共聚物的分散程度是指被分散的物质（如橡胶中掺混部分塑料）破碎程度如何，或者说分散相在共混体中的破碎程度。

P117、常见的共混体系有：a固体/固体混合、b液体/液体混合、c固体/液体混合。

P208、混炼三要素及其作用:a压缩；物料在承受剪切前先经受压缩，使物料的密度增加，这样剪切时，剪切力作用大，可提高剪切效率，同时当物料被压缩时，物料内部会发生流动，产生由于压缩引起的流动剪切b剪切剪切的作用是把高粘度分散相的粒子或凝聚体分散于其它的分散介质中c分配置换分布由置换来完成。

P229、混合与混炼设备根据操作方式分为间歇式和连续式两大类。

P2510、常见初混合设备概念及类型：初混合设备是指物料在非熔融状态下（粉料、粒料、液体添加剂）进行混合所用的设备。

常用的典型初混合设备有a转鼓式混合机b螺带混合机c Z型捏合机d高速混合机P25-2811、混炼和塑化的概念及它们的区别：将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程叫混炼；将各种配合剂混入并均匀分散在塑料熔体中的过程叫塑化。

区别：处理的对象不同P2912、常用混炼设备：开炼机、密炼机、螺杆挤出机P2913、初混合设备与混炼设备有什么区别：初混合设备主要是为了提高共混物的均匀性，混炼设备则是用作提高共混物的分散程度14、塑炼的概念以及作用：为了便于橡胶材料的混炼加工，通常需要在一定条件下，对其进行加工处理, 使橡胶材料由强韧的弹性状态转变为柔软的可塑性状态，这种使弹性材料增加可塑性（流动性）的工艺过程称为塑炼。

高分子材料成型加工基础复习提纲绪论及第一章:混合与混炼1、聚合物加工：高聚物的成型加工，通常是在一定的温度下使弹性固体、固体粉状或粒状、糊状或溶液状态的高分子化合物变性或熔融，经过模具或口型流道的压塑，形成所需的形状，在形状形成的过程中有的材料会发生化学变化（如交联，最终得到能保持所取得形状的制品的工艺过程。

P52、聚合物的加工工艺过程一般可以分为混炼、成型、后加工等三大部分。

P53、混合混炼的目的：为获得综合性能优异的聚合物材料，除继续研制合成新型聚合物外，通过混合、混炼方法对聚合物的共混改性已成为发展聚合物材料的一种卓有成效的途径。

P74、共混的方法：a 机械共混法 b 液体共混法 c 共聚—共混法 d 互穿网络聚合物IPN 制备技术P75、共聚物的均匀性是指被分散的物在共混体中浓度分布的均一性，或者说分散相浓度分布的变化大小。

6、共聚物的分散程度是指被分散的物质（如橡胶中掺混部分塑料）破碎程度如何，或者说分散相在共混体中的破碎程度。

P117、常见的共混体系有：a固体 / 固体混合、b液体 / 液体混合、c固体 / 液体混合。

P208、混炼三要素及其作用：a压缩；物料在承受剪切前先经受压缩，使物料的密度增加，这样剪切时，剪切力作用大，可提高剪切效率，同时当物料被压缩时，物料内部会发生流动，产生由于压缩引起的流动剪切 b剪切剪切的作用是把高粘度分散相的粒子或凝聚体分散于其它的分散介质中 c分配置换分布由置换来完成。

P229、混合与混炼设备根据操作方式分为间歇式和连续式两大类。

P2510、常见初混合设备概念及类型：初混合设备是指物料在非熔融状态下（粉料、粒料、液体添加剂）进行混合所用的设备。

常用的典型初混合设备有 a 转鼓式混合机 b 螺带混合机 c Z 型捏合机 d 高速混合机p25-2811、混炼和塑化的概念及它们的区别：将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程叫混炼；将各种配合剂混入并均匀分散在塑料熔体中的过程叫塑化。

1聚合物主要有哪几种聚集态形式？玻璃态（结晶态）、高弹态和粘流态2线性无定形聚合物当加工温度T处于Tb < T <Tg，Tg<T<Tf，Tf <T <Td时，分别适合进行何种形式的加工？聚合物加工的最低温度？T < Tg 玻璃态——适应机械加工；聚合物使用的最低 (下限) 温度为脆化温度Tb Tg <T <Tf 高弹态，非晶聚合物 Tg <T <Tf 温度区间，靠近Tf一侧，粘性大，可进行真空、压力、压延和弯曲成型等；高弹形变有时间依赖性，加工中有可逆形变，加工的关键的是将制品温度迅速冷却到Tg以下；结晶或部分结晶聚合物在Tg～Tm, 施加外力 > 材料的屈服强度，可进行薄膜或纤维拉伸；聚合物加工的最低温度: 玻璃化温度 TgT > Tf (Tm) 粘流态（熔体，液态）比Tf略高的温度，为类橡胶流动行为，可进行压延、挤出和吹塑成型。

可进行熔融纺丝、注射、挤出、吹塑和贴合等加工3熔融指数？说明熔融指数与聚合物粘度、分子量和加工流动性的关系, 挤出和注塑成型对材料的熔融指数要求有何不同？熔融指数（Melt Flow Index）一定温度（T >Tf 或Tm）和压力（通常为2.160kg ）下，10分钟内从出料孔(Ø= 2.095mm ) 挤出的聚合物重量（g∕10 min）。

a评价热塑性聚合物的挤压性;b评价熔体的流动度(流度φ= 1/η), 间接反映聚合物的分子量大小;c购买原料的重要参数。

分子量高的聚合物，易缠结，分子间作用力大，分子体积大，流动阻力较大，熔体粘度大，流动度小，熔融指数低；加工性能较差。

分子量高的聚合物的力学强度和硬度等较高。

分子量较低的聚合物，流动度小，熔体粘度低，熔融指数大，加工流动性好。

分子量较低的聚合物的力学强度和硬度等较低4成纤聚合物的一般特性，纤维成型过程，纺丝液体的制备，工业生产主要纺丝成形方法。

高分子材料加工成型原理考试复习资料考试题型1.填空题2512.选择题1023.名词解释534.解答题565.论述题110可挤压性是指聚合物通过挤压作用是获得形状和保持形状的能力;可挤压性主要取决于熔体的剪切粘度和拉伸粘度;熔融指数是评价热塑性聚合物特别是聚烯烃的挤压性的一种简单而实用的方法,它是在熔融指数仪中测定的;可模塑性是指材料在温度和压力作用下形变和在模具中模制成型的能力;可模塑性主要取决于材料的流变性,热性质和其它物理力学性质;聚合物的可延性取决于材料产生塑性形变的能力和应变硬化能力作用;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这种滞后现象称为滞后效应或弹性滞后;聚合物熔体的流变行为按作用力可分为剪切流动、拉伸流动;均相成核又称散现成核,是纯净的聚合物中由于热起伏而自发的生成晶核的过程,过程中晶核的密度能连续上升;异相成核又称瞬时成核是不纯净的聚合物中某些物质起晶核作用成为结晶中心,引起晶体生长过程,过程中晶核密度不发生变化;在Tg~Tm温度范围内,常对制品进行热处理以加速聚合物的二次结晶或后结晶的过程,热处理为一松弛过程,通过适当的加热能促使分子链段加速重排以提高结晶度和使晶体结构趋于完善;通常热处理的温度控制在聚合物最大结晶速度的温度Tmax;塑料成型加工一般包括原料的配制和准备、成型及制品后加工等几个过程;混合过程一般是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成;衡量其混合效果需从物料的分散程度和组成的均匀程度两方面来考虑;最常见的螺杆直径为45~150毫米;长径比L/D一般为18~25;压缩比是螺杆加料段最初一个螺槽容积于均化段最后一个螺槽容积之比,表示塑料通过螺杆全长范围时被压缩的倍数,压缩比愈大塑料受到的挤压作用愈大;根据物料的变化特征可将螺杆分为加料段、压缩段和均化段;锁模机构在启闭模具的各阶段的速度都不一样的,闭合时应先快后慢,开启时则应先慢后快再转慢;利用本身特定形状,使塑料或聚合物成型为具有一定形状和尺寸的制品的工具称模具;浇注系统是指塑料熔体从喷嘴进入型腔前的流道部分,包括主流道、分流道、浇口等;完成一次注射成型所需的时间称注射周期或称总周期;压制成型的加料方法可以分为重量法、容量法、计数法;分离力与辊筒的半径、长度和速度成正比,而和辊间距称反比;通常可将辊筒设计和加工成略带腰鼓型,或调整两辊筒的轴,使其交叉一定角度或加预应力,就能在一定程度上克服或减轻分离力的有害作用,提高压延制品厚度的均匀性;在压延过程中,热塑性塑料由于受到很大的剪切应力的作用,因此大分子会顺着薄膜前进方向发生定向作用,使生成的薄膜在物理机械性能上出现各向异性,这种现像称为压延效应;压延效应的大小,受压延温度、转速、供料厚度和物料性能等的影响,升温或增加压延时间,均可减轻压延效应;压延机的二辊用于橡胶或PVC的塑炼,三辊用于橡胶,四辊塑料；固定倒数第二辊;人造革就是以布或纸为基体,在其上覆以聚氯乙烯糊的一种复合材料;在一定条件下将片、板、棒等塑料型材通过再次加工成型为制品的方法,称为二次成型法;二次成型包括：中空吹塑成型、热成型、取向薄膜的拉伸等;中空吹塑成型是将挤出或注射成型的塑料管坯或型坯趁热于半熔融的类橡胶状时,置于各种形状的模具中,并即时在管坯中通入压缩空气将其吹胀,使其紧贴于模腔壁上成型,经冷却脱模后即得中空制品;拉幅薄膜热定型的目的：1消除内应力2降低收缩率3改善性能;1、简述离模膨胀的含义、原因及主要影响因素;答：定义：被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大的现象;离模膨胀比定义为充分松弛的挤出物直径d与口模直径D之比;圆形口模的离模膨胀比为：B = d/D 或B’ = d2/D2＝B2原因：a、取向效应b、弹性变形效应c、正应力效应影响因素：1长径比一定,B随剪切速率增加而增大;在熔体破裂临界剪切速率之前有最大值Bmax,而后下降；2低于τc之下,B随τ增加而增大;高于τc时,B值则下降；3在低于临界c的一定的剪切速率下,B随温度升高而降低；4剪切速率恒定,B随长径比L/D的增大而降低;L/D超过某一数值时,B为常数;5离模膨胀比随熔体在口模内停留时间呈指数关系地减少;6离模膨胀比随聚合物的品种和结构不同而异;线性、柔性聚合物位阻低,松弛时间短,B值小；粘度大,分子量高,分布窄,非牛顿性强,松弛缓慢,B值大;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;答：水分以及其它低分子物的存在, 一方面因其在塑料的成型温度下会挥发成气体,从而造成制品表面缺乏光泽和出现气泡与银丝等外观缺陷；另一方面有可能促使聚合物大分子在高温下发生降解或交联反应,其结果不仅会使塑料熔体的粘度改变,给成型工艺控制带来困难,而且对制品的力学性能和电性能等也会产生不利的影响;各种热塑性塑料成型时的允许含水量很不相同;一般来说,成型温度较高而且在高温下较容易发生水解的塑料,其允许含水量就比较低；反之,允许含水量就比较高;例如,PC的成型温度高达300℃,因大分子链中有酯键,高温下的水解稳定性差,粒料的含水量大于％就很难成型,而且随含水量的增加,其制品外观和冲击强度明显下降；而PS由于成型温度不超过200℃,且大分子链中无易水解基团,故在其粒料含水量高达％时仍可顺利成型;PC干燥的工艺条件:循环鼓风干燥,温度110℃,时间:12h,料层厚度25～50mm;3、在生产硬聚氯乙烯管材时,物料经挤出塑化后,由机头挤出后,紧接着进行什么工序,说明此工序的作用,该工序是如何影响管材质量的答：紧接着进行冷却定型工序, 它的作用是将从口模挤出的物料的形状和尺寸进行精整,并将它们固定下来,从而得到具有更为精确的截面形状、表面光亮的制品；影响：定型装置的内表面的粗糙度直接影响管材的外观质量,定型装置内径尺寸决定了管材外径尺寸精度;真空度太小,吸管不紧影响尺寸和表面,真空度太大,牵引困难,不能正常生产;4、为什么说物料的初始温度过高,对加料段的固体输送能力不利答：物料的初始温度过高,易形成架桥,进料不畅,严重时不能进料;另外,高聚物与金属的摩擦因数是温度的函数,过高降低了物料与料筒的摩擦因数,降低了固体输送能力;5、为什么在一种设备上螺杆转速n不能过高并且靠增加转速来提高生产率也是有限度的答：随着转速的增加,物料所受到的剪切作用加大,即剪切速率增大,因为大多数聚合物都是假塑性流体,因此,随γ↑,η↓,则漏流↑,逆流↑,所以,当转速高到一定程度时,漏流和逆流对产量的影响就不能忽略了;在实际生产中,也不能靠提高螺杆的转速无限制的增加生产能力,随n不断提高,剪切速率达到一定范围后,就会出现熔体破裂现象;也就是说,对n的提高,限制性的因素就是是否出现了熔体破裂;经以上讨论,可知,随n的提高,可以提高生产率,但n的提高是有限制的;6、在模压成型过程中,为什么要采取预热操作预热有哪些设备答：模压前对塑料进行加热具有预热和干燥两个作用,前者为了提高料温,后者为了去除水分和其他挥发物;作用：①能加快塑料成型时的固化速度,缩短成型时间；②提高塑料流动性,增进固化的均匀性,提高制品质量,降低废品率；③可降低模压压力,可成型流动性差的塑料或较大的制品;预热：15～20 mpa,未预热：30 ±5 mpa预热设备：①电热板加热；②烘箱加热；③红外线加热；④高频加热等;7、在模压成型过程中,为什么要采取预压操作预压有那些设备预压就是在室温下将松散的粉状或纤维状的热固性模塑料压成重量一定,形状规则的型坯的工序;预压作用：①加料快、准确、无粉尘；②降低压缩率,可减少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,制品也不易出现气泡；④便于成型较大或带有精细嵌件的制品;预压的设备是预压机和压模;8、压延效应产生的原因及减小的方法是什么答：产生的原因：在压延过程中,热塑性塑料由于受到很大的剪切应力和拉伸应力作用,因此高聚物大分子会沿着压延方向作定向排列,以至制品在物理机械性能上出现各向异性,即压延效应;减小的方法：物料温度适当提高,可以提高其塑性,加强大分子的运动,破坏其定向排列,可降低压延效应；降低辊筒转速,则压延时间增加,压延效应降低；辊筒存料量少,压延效应也降低；增加制品的厚度,可减小压延效应；尽量不使用各向异性的配合剂,压延后缓慢冷却,有利于取向分子松弛,也可降低压延效应;9、什么是人造革,简述其用压延法生产的工艺流程,并用示意图表示;答：人造革是以布、纸或玻璃布为基材,在其上覆以粘流态塑料如PVC、PU的一种复合材料;以压延法生产人造革时,基材应先经预热,同时粘流态塑料可先经挤压塑化或辊压塑化再喂于压延机的进料辊上,通过辊筒的挤压和加热作用,使塑料与基材紧密结合,再经压花、冷却、切边和卷取而得制品;下图为四辊压延机生产人造革示意图擦胶法;五、论述题1、论述注射成型的工艺过程;答：按其先后顺序主要包括：1)成型前的准备;①原料性能的了解,主要指热性能、流变性能、压缩率、吸湿性、细度、均匀度等；②原料的预处理,主要指原料的干燥、着色等；③料筒的清洗,在更换原料、调换颜色或发现正在加工中的塑料有一定降解现象出现时,就需要对料筒进行清洗；④嵌件预热；⑤脱模剂的选择,Ⅰ. 硬脂酸锌：不适用于PA;Ⅱ. 白油液体石蜡：对PA效果好,还可防止空隙;Ⅲ. 硅油：虽效果好,但价格高,使用麻烦需配甲苯溶液;2)注射过程;具体过程为：①加料塑化塑料粒子加入到料筒中,通过加热逐渐变成熔体柱塞式,或沿螺杆槽向前移动,通过料筒外的加热及螺杆转动时塑料产生的摩擦热逐渐转变为熔体;②充模注射柱塞或移动螺杆把塑料均匀的熔体推向料筒前端,经过喷嘴及模具浇注系统注入并充满模具的型腔;③保压充满之后,柱塞或移动螺杆仍保持施压状态,使喷嘴的熔体不断充实型腔,以确保不缺料;另可使大分子进一步松弛因有滞后;④凝封在浇注系统里的熔体体积比制品小的多先行冷却硬化,模腔内还未冷却固化的熔体就不会向喷嘴方向倒流,这一现象叫凝封;凝封则保压结束,可退螺杆和注塞;同时下一周期的加料塑化开始;⑤冷却保压结束,同时对模具内制品进行冷却、固化,一般冷却到塑料的玻璃态或结晶态;⑥脱模3)制品的后处理;主要指退火和调湿处理;退火是将制品放在一定温度的加热介质热水、热油等或热空气循环箱中静置一段时间,然后缓慢冷至室温,消除制品在加工过程中产生的复杂内应力;调湿处理是将刚出模的热制品放入热水中放置一段时间;主要是为了避免氧化变色放入热水中,隔绝氧；加快得到吸湿平衡,稳定制品尺寸；适量水分对PA等有增塑作用;可以改善柔性、韧性、拉伸强度等性能;2、论述塑料的一次成型和二次成型的联系和区别,并举例说明;答：一次成型是通过加热使塑料处于粘流态的条件下,经过流动、成型和冷却硬化或交联固化,而将塑料制成各种形状的产品的方法;一次成型包括挤出成型、注射成型、模压成型、压延成型等,成型制品从简单到极复杂形状和尺寸精密的制品,应用广泛,绝大多数塑料制品是从通过一次成型法制得的;二次成型是将一次成型所得的片、管、板等塑料型材,加热使其处于类橡胶状态,通过外力作用使其形变而成型为各种简单形状,再经冷却定型而得制品;二次成型包括中空吹塑成型、热成型、拉幅薄膜的成型等方法,仅适用于热塑性塑料的成型;二次成型是在一次成型的基础上进行成型的一种方法;区别：如PVC挤出吹塑成型过程：挤出管坯→合模→送入压缩空气,吹胀型坯→保压、冷却定型后脱模挤出管坯应属于一次成型,后面的成型过程属于二次成型,具体从成型对象、成型温度、形变来具体说明二者联系和区别;。

第三章混合1、混合的定义混合是一种趋向于混合物均匀性的操作；是一种在整个系统的全部体积内，各组分在基本单元没有本质变化的情况下的细化和分布的过程。

2、聚合物共混和添加改性的目的（1）改善聚合物的加工性能；（2）改进制品的使用性能；（3）降低成本。

3、分类（1）混合{按物料不同{固−固混合固−液混合液−液混合按混合形式不同{分散混合非分散混合分散混合：发生在固—液和液—液之间，它是减小分散相粒子尺寸，同时提高组分均匀性的过程；非分散混合：通过少组分的重复排列，以增加少组分在聚合物空间中的均匀性，而不减小分散相粒子尺寸的过程。

（2）○1非分散混合{分布性混合{无规分布混合有序分布混合层流混合{流变均匀层流混合流变非均匀层流混合【注意】分布性混合：适用于固-固、固-液、液-液混合；层流混合：适用于液-液混合。

○2分散混合：适用于固-液、液-液混合。

【说明】分散混合与非分散混合的比较：（1）使用范围不同：非分散混合适用于固-固混合，而分散混合不适用；（2）分散相粒子的变化不同：分散混合：分散相粒子的尺寸改变，位置也改变；非分散混合：分散相粒子尺寸不变，位置改变。

4、混合机理（1）三种基本运动形式（I）分子扩散（II）涡旋扩散}气体、低粘度液体（III）体积扩散（对流混合）：在聚合物加工中占支配地位混合机理：○1体积对流混合：物料不变形○2层流对流混合：物料变形【说明】由于聚合物熔体粘度较高，因此只能产生层流对流混合。

5、混合过程发生的主要作用（1）剪切：剪切力越大，混合越好；（2）分流、合并和置换；（3）挤压（压缩）；（4）拉伸；（5）聚集：不利于混合。

6、添加剂的改性机理（1）物理作用：添加剂可单独发挥作用；（2）化学作用：添加剂不能单独发挥作用，必须与树脂一起发生某种化学反应才可发挥改性作用。

7、添加剂之间的相互作用协同作用、对抗作用、加和作用8、添加剂与聚合物之间的关系（1）大多数添加剂与聚合物之间的相容性不好。