高分子材料加工原理 第3章 混合
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高分子材料加工原理第一章化学纤维人造纤维再生纤维素:黏胶纤维、铜氨纤维、莱赛尔纤维纤维素纤维:二醋酯纤维、三醋酯纤维橡胶纤维其他:甲壳素纤维、海藻纤维合成纤维聚酰胺纤维芳族聚酰胺纤维聚酯纤维生物可降解聚酯纤维聚丙烯腈纤维改性聚丙烯腈纤维聚乙烯醇纤维聚氯乙烯纤维聚烯烃纤维聚氨酯纤维聚氟烯烃纤维二烯类弹性体纤维聚酰亚胺纤维2、工程塑料通用工程塑料聚酰胺()聚碳酸酯()聚甲醛聚苯醚丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物超高分子量聚乙烯()特种工程塑料聚砜芳香族聚酰胺()聚酰亚胺()聚苯硫醚聚芳酯聚苯酯聚醚酮氟塑料()简答及论述1、聚合物熔融有哪几种方式,各方式的主控因素是什么?答:(1)无熔体移走的传导熔融:熔融热=表面热传导,熔融速率仅由热传导决定。
(2)(主要)有强制熔体迁移(由拖拽或压力引起)的传导熔融:熔融热=接触表面的热传导+黏性耗散生热。
熔融效率由热传导率、熔体迁移及黏性耗散生热速率共同决定(3)耗散混合熔融:熔融热=整个体积内将机械能转化为聚合物内能。
耗散混合熔融速率由整个外壁面上和混合物固体-熔体界面上辅热传导决定。
(4)利用电、化学或其他能源的耗散熔融(5)压缩熔融(6)振动诱导挤出熔融过程:熔融的主要能量来源于单纯使用振动力场2、怎样利用溶度参数理论来选择溶剂?答:当溶剂的内聚能密度或溶度参数与聚合物的内聚能密度或溶度参数相等或相近时,溶解过程的混合热焓等于或趋近于零,这时溶解过程能够自发进行。
一般来说,当时,聚合物就不溶于该溶剂。
3、Brodkey的混合理论涉及的混合的基本运动形式有哪些?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?答:分子扩散、涡旋扩散、体积扩散以体积扩散为主原因(1)在聚合物加工中,由于聚合物熔体粘度一般很高,熔体与熔体间分子扩散挤满,因而分子扩散无实际意义。
(2)在聚合物加工中,由于物料的运动速度达不到紊流,而且黏度又高,故很少发生涡旋扩散(3)聚合物加工中的混合与一般的混合不同,由于聚合物熔体的粘度通常高于100Pa*s,因此混合只能在层状领域产生层对流混合,即通过层流而使物料变形、包裹、分散,最终达到混合均匀。
1注射成型的特点:生产周期快,适应性强,生产率高和易于自动化2注射成型加工三要素:材料,设备,模具3成型工艺三要素:温度T 压力P 时间t 。
压力:塑化压力,注射压力,保压压力4什么是注射成型:注射成型亦称注射模塑或利用注塑机的注塑,是热塑性塑料的一种重要成型方法 5注塑成型就是将塑料在气塑成型机的料筒内加热熔化,当呈流动状态时在栓塞或螺杆加压下熔融塑料被压缩并向前移动,进而通过料筒前端的喷嘴以很快速度注入温度较低的闭合磨具内,经过一定的时间冷却定型后,开启磨具即得制品(间歇操作)6螺杆分类:1加料段,作用,输送物料,物料状态,固体状态,部分熔化,螺纹特点,等距等深,最深2压缩段,压实物料,熔融状态,等距不等深,渐变3均化段,定温定量定压,熔融状态,等距等深,最浅均化段,定温定量定压,熔融状态,等距等深,最浅 7填料的表面处理:作用1使颗粒分散均匀,不凝结在一起2所有填充剂粒子被聚合物包围润湿3使其充剂表面与聚合物有良好的粘合力 8偶联剂(硅烷类):一是具有良性结构物质分子中一部分基团与无机物表面化学基团反应形成顽固的化学键,另一部分有亲有机性质,可与有机物反应,从而把两种性质不同材料结合起来9什么是挤出成型:挤出成型亦称挤压模塑或挤塑,即借助螺杆或柱塞的挤压作用,使受热熔化的塑料在压力推动下,强行推动口模而成为具有恒定截面的连续型材料的一种定型方法10挤出成型适用范围:挤出法几乎能成型所有的热塑性塑料,也可加工某些热固性塑料11挤出成型制品:生产的制品有管材,板材,薄膜,线缆包覆物以及塑料与其它材料的复合材料等12挤出成型的设备:单螺杆挤出机的基本结构:主机,挤出机辅助设备 挤出机分类:单螺杆,双螺杆,立式,卧式,排气式,非排气式,螺杆,柱塞13什么是一次成型:在大多数情况下一次成型是通过加热使塑料处于粘流态的条件下,在大多数情况下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,经过流动,经过流动,成型和成型和冷却硬化(或交联固化)而将塑料制成各种形状的产品方法14什么是二次成型:二次成型则是将一次成型所得的片,管,板等塑料成品,加热使其处于类橡胶状态(在材料的Tg Tg——Tf 或Tm 间)通过外力作用使其形变而成型为各种较简单性状,再经冷却定型而得产品15共混聚合物选择原则:化学结构原则(相近)溶解度参数原则(接近)流变学原则(等粘度原则)(接近)胶体化学原则(表面张力)(接近)分子扩散动力学原则 16什么是填充和增强改性:在聚合物中填加其它无机和有机物以改变其力学,在聚合物中填加其它无机和有机物以改变其力学,工艺,工艺,使用性能活降低成本的改性方法17注射机主要参数:1公称注射量,做一次最大行程射出的聚苯乙烯的量2注射压力,注射过程中最大压力3注射速度4塑化能力,单位时间塑化物料的多少5锁模力18什么是增强改性:在聚合物中加入增强材料以及改变聚合物的性能尤其是力学性能的改性方法,在聚合物中加入增强材料以及改变聚合物的性能尤其是力学性能的改性方法,增强材增强材料:玻纤,碳纤,晶须,硼纤维19什么是填料,什么是增强材料:为了改善塑料的成型加工性能,提高制品的某些技术指标,赋予塑料制品某些新的性能,或为了降低成本和聚合物单耗而加入的一类物质称填料。
⾼分⼦材料成型加⼯原理第⼀章绪论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。
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。