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塑料成型机械习题第二章混合搅拌设备1、塑料加工前要做哪些预处理？为什么？2、预热和干燥的目的是什么？有哪些方式？如何实现？3、尼龙、聚酯等吸水性强的塑料，在成型加工前为什么必须干燥？干燥过程进行的条件是什么？4、叙述高速混合机的工作原理，其加热温度应在什么范围内？5、简述塑料加工中混合及混炼的原因。
6、简述塑料成型中，初混（预混）的目的。
7、Z形捏合机和高速混合机在结构上有何不同？各适用于哪种工艺用途？8、液体物料混合搅拌设备有哪几种？在结构和用途上有何区别？9、高速混合机和高速分散机结构和用途有何不同？10、高速混合机中的折流板起什么作用？11、试述硬聚氯乙烯料高速混合的步骤。
12、简述塑料加工中混合与塑化的目的和方法。
现欲生产聚氯乙烯硬管塑化料，请选择合适的混合设备和工艺方法，画出生产工艺流程，简述选择这些设备的理由。
第三章开炼机和密炼机1、简述二辊开炼机的主要部件及其作用。
2、试述物料在开炼机辊距中受到哪些力的作用？其分布情况如何？3、试分析二辊开炼机的混炼效果与哪些因素有关。
4、试述开炼机除混炼外还有何功用。
5、开炼机能完成塑炼和混炼的原理是什么？6、开炼机辊温调节装置有哪几种结构形式？各有何特点？7、试述椭圆形转子密炼机的工作原理。
8、密炼机是如何加料与卸料的？各种结构各有什么特点？9、试述上顶栓的大致构造及其作用。
上顶栓压力与哪些因素有关？10、密炼机的混炼室结构及加热冷却方式有哪几种形式？各有何特点？11、椭圆形转子密炼机主要由哪些零部件和系统所组成？各起什么作用？12、密炼机和开炼机在结构上主要有哪些不同的地方？13、密炼机比开炼机混炼快速和均匀的原理是什么？为什么提高转子转速可提高生产效率？14、现欲生产聚氯乙烯硬管塑化料，请选择合适的混合设备和工艺方法，画出生产工艺流程。
15、开炼机和密炼机各有什么优缺点？第四章螺杆挤出机1、螺杆挤出机由哪几部分组成？各部分的作用是什么？2、挤管和挤板生产线由哪几个基本部分所组成？各部分的作用是什么？3、简述单螺杆挤出机的主要参数及其意义。
第1 章绪论1.1 塑料挤出概述当今世界四大材料体系（木材、硅酸盐、金属和聚合物）中，聚合物和金属是应用最广泛和最重要的两种材料。
据统计，在塑料制品成型加工中，挤出成型制品的产量大约占整个塑料制品产量的50以上。
其中不仅包括板、管、膜、丝、和型材等制品的直接成型，还包括热成型、中空吹塑等坯料的挤出加工。
除此之外，在填充、共混、改性等复合材料和聚合物合金生产过程中，螺杆挤出很大程度上取代了密炼、开炼等常规工艺。
挤出机几乎成为任何一个塑料有关公司或研究所最基本的装备之一。
挤出成型有如此发展趋势主要原因为：螺杆挤出机能将一系列化工基本单元过程，如固体输送、增压、熔融、排气、脱湿、熔体输送和泵出等物理过程集中在挤出机内的螺杆上来进行。
近年来，挤出工程的创新表现，更多的过程，如发泡、胶联、接枝、嵌段、调节相对分子质量甚至聚合反应等化学加工过程都愈来愈多地在螺杆挤出机上进行。
螺杆挤出工艺装备有较高的生产率和较低的能耗，减少生产面积和操作人员数量，降低生产成本，也易于实现生产自动化，创造好的劳动条件和减少少的环境污染。
螺杆挤出这种工艺不仅广泛地用于聚合物加工，而且在建材、食品、纺织、军工、和造纸等工业部门中都得到了愈来愈多的应用。
双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比，能使熔体得到更加充分的混合，应用更广。
1.2 塑料挤出成型设备的组成一套完整的挤出设备由主机、辅机及控制系统组成。
挤出机是塑料挤出成型的主要设备，即主机。
由挤压系统、传动系统及加热冷却系统和主机控制系统组成。
（1）挤压系统由机筒、螺杆和料斗组成，是挤出机的核心工作部分。
（2）传动系统由电机、调速装置和传动装置组成。
作用是给螺杆提供所需转速和扭矩。
（3）加热冷却系统由温控设备组成。
作用是通过对机筒进行加热和冷却，以保证挤出系统成型在工艺要求的温度范围内进行。
（4）控制系统主要由仪表、电器及执行机构组成。
作用是调节控制机筒温度、机头压力和螺杆转速。
挤出机需配置相应的辅助机械设备才能实现挤出成型。
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。
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。
第二章三种混合设备的混合能力对比混合过程是高分子材料加工过程中普遍存在和必不可少的重要过程，它是一种趋向于减少混合物非均匀性的过程[1,2]。
现今对于混合机理的研究中，对混合机理的认识没有统一的说法。
在Brodkey混合理论中，混合涉及三种基本运动形式，分子扩散，涡旋扩散和体积扩散。
在聚合物物理改性的混合过程中，混合要素包括“剪切”、“分流”、“合并和置换”、“挤压”、“拉伸”和“聚集”等作用。
这些作用是相互关联的，它们在混合过程中不是同等程度的出现，只是某一、两个作用其起主导作用[1]，例如在聚合物共混物改性中，塑料与橡胶间均匀混合主要靠挤出机的剪切作用来实现的。
理论上，共混物混合分为分散混合与分布（广泛）混合两大类。
分散混合是将分散相颗粒粒径减小，固体块或聚集体破碎成微粒；分布混合是将各组分的空间分布达到均匀[3]。
在“海-岛”两相结构体系中，如PP/EPDM体系，分散混合既减小分散相颗粒粒径，又改变分散相粒径分布情况，而分布混合仅改变分散相空间分布状况。
共混物在挤出机中进行共混，两种混合方式往往是同时发生，而且两种的驱动力均来自外界设备（挤出机）施加的作用力。
图2-1 分布混合和分散混合的关键特性[2]C为毛细管数，τ为剪应力，σ为表面张力，a为特性尺寸)(其中a前人对这两种混合方式进行了较多的研究，对分散混合和分布混合建立了一些理论模型和数学模型，其中分散混合机理的理论模型有“液滴分裂模型”、“双小球模型”和“毛细管不稳定模型”[4]，而分布混合的数学模型中以平行板模型和同心圆筒模型为代表[2]。
而在分散混合中，共混过程实际上是分散相粒径自动均化的过程，即“分散过程”和“聚集过程”的过程，最终达到一个“平衡粒径”。
Tokita [5]提出一个平衡粒径与剪切速率、界面张力、组分配比等有关的关系，如下所示：d d dk12P R P E ρφπηγφπ=- ………………………………（1） 其中 R ——分散相平衡粒径； ρ——两相间的界面张力； P ——有效碰撞几率；d φ——分散相的体积分数；η——共混物的熔体黏度；γ ——剪切速率；dk E ——分散相的宏观破碎能由上可以看出，影响分散混合中分散相颗粒粒径因素主要有：熔体黏度、组分配比、两相之间界面张力和挤出机所提供的流动场形式（剪切流动、拉伸流动）及其强度等，同时共混物在挤出机中的共混时间也在很大程度上影响分散混合效果。
