聚合物加工工程答案
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一、多组分注塑成型:使用两个或两个以上注射系统的注射机,将不同品种或不同色泽的塑料同时或先后注射入模具内的成型方法优点:提高制品的外观美感;提高制品质量;提高生产率;降低劳动强度;降低中间管理费用;精简组装工序。
成型双色塑件两种方法:一:用两副模具在两台普通注射机上分别注射成型。
第一次注射成型嵌件,再注射另一种颜色的塑料将嵌件进行包封,完成双色注射。
这种方法劳动强度大,生产效率低。
二:用一付模具,在专用双色注射机上一次注射成型。
由于双色注射机有两个相互垂直或平行的独立注射装置。
因此生产效率高,劳动强度低。
在成型过程中,对相对独立的两个注塑循环而言,由于从合模注塑到开模的时间相同,要注意两个型腔注塑循环的注射时间、冷却时间及保压时间彼此协调,这是双色注塑工艺控制的重点双组分注塑:采用两种原料来生产一个产品,使产品表里或不同部位由不同塑料组成。
材质颜色主要特点:单一的原料在性能上往往有一些缺陷,利用双组分注塑可以达到两种原料之间的优点互补,得到性能更加优良的产品。
注塑工艺与普通的注塑基本相同,同样分为:注射-保压-冷却;不同之处在于在短时间内先后实现了两次注塑成型过程。
两种原料能有效黏合在一起。
二、GAIM气体控制方式,气体辅助注射成型的影响因素,气体吹穿,薄壁穿透○1方式:气体压力自动化优化控制:这是一个理想的压力变化,通过控制气体的注入使熔体充满型腔的前沿。
体积控制法:有高压气动活塞和汽缸产生预定压力和体积的气体,在气体推动熔体的过程中,始终保持气体体积恒定,随着气体冲模过程的进行,气体压力不断降低,该方法在熔体掏空体积较大时压力降较大,有很大的局限性。
压力控制法:是在气体推动聚合物熔体过程中始终保持压力恒定或分阶段保持气体压力恒定⑴熔体注射⑵填充阶段气体注射⑶保压阶段气体注射○2影响因素:材料的性质与材料选择1熔体黏度对所需要的气体压力和气体注射后的残余壁厚有着很大的影响。
熔体黏度越高,把树脂注进模具需要的气体压力越高,并使残余壁厚变厚。
1、简述影响高分子材料性能的物理因素?1、相对分子质量及其分布;2、结晶性;3、粒径与粒度分布;4、成型过程中的取向;5、熔体黏度与成型性2、简述影响高分子材料性能的化学因素?1.构成的元素种类及其连接方式。
碳链高分子;杂链高分子;元素有机高分子;2、立构规整性;3、共聚物组成;4、交联。
是改善高分子材料力学性能、耐热性能、化学稳定性和使用性能的重要手段;5、端基。
对聚合物的热性能和光热稳定性有显著影响;6、结构缺陷。
支链;头-头结构;不稳定氯原子;不饱和双键;含氧结构;立构规整度;7、支链。
随支链数增加,分子堆积的紧密度下降,分子链的柔性增加,密度较低,拉伸强度、球压硬度和软化温度下降,断裂伸长率、冲击韧性和透气率增加。
3.简述混合过程的要素、混合的目的?答:粘性流体的混合要素有剪切、分流、和位置交换。
目的:使原来两种或两种以上各自均匀分散的物料从一种物料按照可接受的概率分布到另一种物料中去,以便得到组成均匀的混合物。
4、扩散的种类有哪些?(1)分子扩散。
是由浓度梯度驱使自发地发生的一种过程,各组分的为例由浓度较大的区域迁移到浓度较小的区域,从而达到各出组分的均化。
(2)涡流扩散。
即紊流扩散,在化工过程中,流体的混合一般是系统内产生紊流来实现的,但在聚合物加工过程中,由于物料的运动速度达不到紊流,且黏度又高,故很少发生涡流扩散。
(3)体积扩散。
即对流混合,是指液体质点、液滴或固体例子由系统的一个空间位置向另一空间位置的运动,或两种或多种组分在相互占有的空间内发生运动,以期到达各组分的均布。
5、什么是分散混合?什么是分布混合?1、分散混合,是指在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值,同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。
主要靠剪切应力和拉伸应力来实现,会发生各种物理-机械和化学作用。
2、分布混合,属于非分散性混合,在混合中仅增加粒子在混合物中空间分布均匀性而不减小粒子初始尺寸。
主要发生在固体与固体、固体与液体、液体与液体之间,可能是无规的,也可能是有序的。
学院:专 业:学 号:姓名:装订线 广东工业大学考试试卷 ( A ) 课程名称: 聚合物加工流变学 试卷满分 100 分 考试时间: 2011年 6月 2 日 (第 14 周 星期 四 ) 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 评卷得分 评卷签名 复核得分 复核签名 一、名词解释(21分,每个3分) 可回复形变 第二光滑挤出区 凝固层 松弛时间 螺杆特性曲线 入口校正 润滑平衡 二、填空(32分,每空1分) 1、造成聚合物出模膨胀的原因有: 和 。
2、假塑性流体的流动曲线包括3个区域,分别是 ; ; 。
对于假塑性流体,非牛顿指数 1,胀塑性流体牛顿指数 1。
3、在恒温、稳态情况下,大多数聚合物熔体的拉伸粘度随拉伸应力的变化出现 、 和不变三种情况。
4、高聚物分子量越大,松弛时间越 ,材料弹性越 。
分子量分布越宽,材料弹性越 。
挤出机挤出速率越高,材料弹性越 。
挤出机挤出温度越高,材料弹性越 。
压力越高,聚合物的粘度越 。
5、从流动曲线来看,偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物属于 流体。
炭黑填充橡胶属于 _______流体。
聚氯乙烯糊属于 流体。
6、充模过程中,熔体温度越 ,模温越 ,压力越小。
所用材料凝固温度______和热扩散系数越 _有利于冲模。
7、聚碳酸酯粘度对剪切速率依赖性 ;在实际挤出操作中,针对聚碳酸酯类高分子材料,采用调节 比调节剪切速率来改善它的流动性更好。
8、炭黑填充橡胶,在同样炭黑含量下,炭黑结构性越大,体系粘度越 ,体系弹性越 。
碳酸钙填充塑料,碳酸钙含量越高,体系粘度越 。
9、幂律方程是最简单的描述非牛顿流体剪切应力与剪切速率之间关系的方程,其本构方程是。
10、由流动边界所造成的剪切流动,称为;在两平行板间简单的剪切流动场中速度分布为。
11、在挤出成型过程中,节流比为0时,为自由挤出,挤出物塑炼质量较。
要实现稳定挤出,加料口的压力波动要。
三、简答题。
(47分)1、下面图1中(a)和(b)均是支化高分子与线性高分子材料粘度随剪切速率变化曲线,试给出两图的不同点?并解释原因。
第一章1.简述高分子化合物的生产过程。
答:(1)原料准备与精制过程; 包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程和设备。
(2)催化剂(引发剂)配制过程; 包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存。
调整浓度等过程与设备。
(3)聚合反应过程;包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备.(4)分离过程;包括未反应单体的回收、脱出溶剂、催化剂,脱出低聚物等过程与设备。
(5)聚合物后处理过程;包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。
(6)回收过程;主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。
2 简述连续生产和间歇生产工艺的特点答:间歇生产是聚合物在聚合反应器中分批生产的,经历了进料、反应、出料、清理的操作。
优点是反应条件易控制,升温、恒温可精确控制,物料在聚合反应器中停留的时间相同,便于改变工艺条件,所以灵活性大,适于小批量生产,容易改变品种和牌号。
缺点是反应器不能充分利用,不适于大规模生产。
连续生产是单体和引发剂或催化剂等连续进入聚合反应器,反应得到的聚合物则连续不断的流出聚合反应器的生产。
优点是聚合反应条件稳定,容易实现操作过程的全部自动化、机械化,所得产品质量规格稳定,设备密闭,减少污染。
适合大规模生产,因此劳动生产率高,成本较低。
缺点是不宜经常改变产品牌号,不便于小批量生产某牌号产品。
3. 合成橡胶和合成树脂生产中主要差别是哪两个过程,试比较它们在这两个生产工程上的主要差别是什么?答:合成树脂与合成橡胶在生产上的主要差别为分离工程和后处理工程。
分离工程的主要差别:合成树脂的分离通常是加入第二种非溶剂中,沉淀析出;合成橡胶是高粘度溶液,不能加非溶剂分离,一般为将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中,以胶粒的形式析出。
后处理工程的主要差别:合成树脂的干燥,主要是气流干燥机沸腾干燥;而合成橡胶易粘结成团,不能用气流干燥或沸腾干燥的方法进行干燥,而采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥剂进行干燥。
1.螺杆的压缩比,结晶物无定形物所使用压缩比对于等距变深螺杆,压缩比可视为螺杆压缩段末端螺槽深度和起始端螺槽深度之比。
对于结晶物料,有明显熔限,体积变化较大,故选用较大压缩比,约为3-5;非结晶物料没有明显熔限,体积变化小,选用较小压缩比,约2-3。
2.λ物理意义λ=H/H0-1,H为物料成品厚度,H0为压片机两辊筒间距,λ反映了物料在厚度上的膨胀能力,反映了材料的弹性大小。
材料弹性越大,H越大,λ越大。
此外λ还是物料在压片过程中出片点和压力最大点时的无量纲横坐标。
3.一般单螺杆挤出机螺旋升角φ范围,一般设计角度一般φ的角度取17-20之间,对于一般高聚物而言,f s在0.25-0.5之间时,tgθ×tgφ/(tgθ+tgφ)最大,此时φ值在17-20之间,一般为计算方便,令螺距等于螺杆外径,此时φ=17度41分。
增大φ可以让固体输送率增加,反之减小。
4.润滑近似概念两固体表面作相对运动时,其间被一层很薄的粘性流体隔开,当间隙随位置变化率<<1时,可将粘性流体的二维运动视为一维处理。
以数学方式表达:V x>>V y,V y≈0,Vx≠0;dV x/dx<<dV x/dy,dV x/dx≈0。
5.排气挤出机泵比,稳定操作时泵比范围泵比χ=H II/H I,为第二计量段槽深与第一计量段槽深比,范围为1.5~2.0。
当χ接近1时,两螺杆操作线靠近,容易冒料。
当χ>1时,χ越大,冒料可能越小,但缺料严重,成品质量差。
对于牛顿流体χ=1.56.同向平行双螺杆和异向平行双螺杆挤出机的应用领域同向平行双螺杆挤出机的剪切作用和混合作用强,适合于聚合物的共混,填充。
异向平行双螺杆挤出机剪切作用小,适合热敏材料的挤出,如PVC。
7.为了解决中高两低问题采用方法工程上一般采用中高度法、轴交叉法和预应力法。
8.注射机的规格参数,运动和结构方面说明注射机螺杆和挤出机螺杆的区别注射机的规格主要由1.注射量,即注射熔体体积或以PS为基准,注射的PS熔体质量表示;2.合模力这两个参数表示。
《高分子加工工程》主要习题第一章绪论1. 何谓成型加工?高分子材料成型加工的基本任务是什么?将聚合物(有时加入各种添加剂、助剂或改性材料)转变为制品或实用材料的一种工程技术。
1.研究各种成型加工方法和技术;2.研究产品质量与各种因素之间的关系;3.研究提高产量和降低消耗的途径。
2.A.B.悬浮体先3.a.b.结构:c.性质:方法条件不当而进行:温度过高、时间过长而引起的降解4. 聚合物成型加工方法是如何分类的?简要分为那几类?1.根据形变原理分6类:a.熔体加工:b.类橡胶状聚合物的加工:c.聚合物溶液加工:d.低分子聚合物和预聚体的加工:e. 聚合物悬浮体加工:f.机械加工:2.根据加工过程中有无物理或化学变化分为三类:a.主要发生物理变化:b.主要发生化学变化:c.既有物理变化又有化学变化:5. 简述成型加工的基本工序?1.预处理:准备工作:原料筛选,干燥,配制,混合2.成型:赋予聚合物一定型样3.机械加工:车,削,刨,铣等。
4.6.优点:a.缺点:a.7.8.1新……第二章1可塑性、指物体在外力作用下发生永久形变和流动的性质。
可挤压性、可挤压性是指聚合物受到挤压作用形变时,获得形状和保持形状的能力。
可模塑性、聚合物在温度和压力作用下变形和在模具中模塑成型的能力。
可延性、是指无定形或结晶固体聚合物在一个或二个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。
可纺性、指聚合物通过加工形成连续固体纤维的能力。
牛顿流体、非牛顿流体、假塑性流体、胀塑性流体、拉伸粘度、拉伸应力与拉伸应变速率的比值,剪切粘度、滑移、高分子在导管中流动时,在管壁处是时停时动的,这种现象称为滑移。
端末效应、包括入口效应和出口效应。
5、为什么聚合物表现出可纺性,而小分子不具有可纺性?一般,聚合物熔体粘度η很大,而它的表面张力较小,因此η/ γf的比值较大。
这种关系是聚合物具有可纺性的重要条件。
而低分子与高分子相比,它的粘度很小,所以不具可纺性。
习题集(348)第一章绪论(37)一、判断(10)1、由于塑料包装物大多呈白色,它们造成的环境污染被称为白色污染。
(+ )2、连续聚合特点是聚合反应条件是稳定的,容易实现操作过程的全部自动化,机械化,便于小批量生产。
(_ )3、进行聚合反应的设备叫做聚合反应器。
根据聚合反应器的形状主要分为管式、塔式和釜式聚合反应器。
(+ )4、本体聚合与熔融缩聚得到的高粘度熔体不含有反应介质,如果单体几乎全部转化为聚合物,通常不需要经过分离过程。
如果要求生产高纯度聚合物,应当采用真空脱除单体法。
(+)5、乳液聚合得到的浓乳液或溶液聚合得到的聚合物溶液如果直接用作涂料、粘合剂,也需要经过分离过程。
(_ )6、合成橡胶是用物理合成方法生产的高弹性体。
经硫化加工可制成各种橡胶制品。
(_ )7、合成纤维通常由线型高分子量合成树脂经熔融纺丝或溶液纺丝制成。
加有少量增光剂、防静电剂以及油剂等。
(+ )8、合成树脂生产中回收的溶剂。
通常是经离心机过滤与聚合物分馏得到的。
(+ )9、高分子合成工厂中最易发生的安全事故是引发剂、催化剂、易燃单体、有机溶剂引起的燃烧与爆炸事故。
(+ )10、塑料具有取材容易,价格低廉,加工方便,质地轻巧等优点。
(+ )二、填空(10)1、根据产量和使用情况合成橡胶可分为通用合成橡胶与特种合成橡胶两大类。
2、离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合与溶液聚合两种方法。
3、在溶液聚合方法中,如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为非均相溶液聚合。
4、塑料的原料是合成树脂和助剂。
5、塑料成型重要的有:注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。
6、高分子合成工业的产品形态可能是液态低聚物、坚韧的固态高聚物或弹性体。
7、高分子合成工业的基本原料为石油、天然气、煤炭等。
8、为使釜式聚合反应器中的传质、传热过程正常进行,聚合釜中必须安装搅拌器。
9、自由基悬浮聚合得到固体珠状树脂在水中的分散体系。
可能含有少量反应单体和分散剂。
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。
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。
通常密度在900-2300kg/m3之间。
当制成泡沫塑料时,其密度更低,在10-50kg/m3之间。
(2)拉伸强度和拉伸模量较低,韧性较优良。
而塑料,尤其是纤维增强的比强度(强度与密度之比)接近或超过金属材料。
(3)传热系数小(约为金属的1/100-1/1000),可用作优良的绝热材料。
泡沫塑料的绝热性能更为优良,被广泛用于冷藏、建筑、节能及其他绝热工程上。
耗小于l0-4,常用作电气绝缘材料。
缺点是易产生并积累静电。
(5)成型加工性优良。
适应各种成型方法,多数情况下可以一次成型,毋须经过车、铣、刨等加工工序。
必要时也可进行二次加工,但难于制得高精度的制品,且成型条件对制品物理性能的影响较大。
(6)减震、消音性能良好。
可作减震、消音材料。
(7)某些塑料具有优良的减磨、耐磨和自润滑性能。
但由于其导热性较差、线膨胀系数大,采取有效的散热措施,防止摩擦过程中热量积聚十分必要。
(8)耐腐蚀性能优良。
有较好的化学稳定性,对酸、碱、盐溶液、蒸汽、水、有机溶剂等的稳定性能也较好(因品种而异),优于金属材料。
(9)透光性良好可作透明或半透明材料。
(10)着色性良好。
可制成色彩鲜艳的制品。
(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。
一般为10-4/k;而金属和玻璃、陶瓷分别为10-5/k和10-6/k。
当与金属、陶瓷等复合时,必须充分考成两者热膨胀系数的差异。
(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。
燃烧时会产生大量黑烟和有毒气体。
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。
a)聚合反应。
利用聚合反应是制造高分子化合物的主要手段。
迄今为止,聚合技术已进入成熟期,今后主要的任务是催化剂的改进(如茂金属催化剂等)和更节约成本的聚合方法(如本体聚合、气相聚合等)的进一步推广。
b)高分子反应。
利用高分子化合物的化学反应性使之改性亦是一种获取预期性能高分子化合物的方法,今后的工作是功能性高分子的开发。
c)复合化。
复合化是制造高分子化合物的又一种方法。
近年来有了显著的发展,特别是采用接枝反应、相容剂等制备的高分子合金,可以获得均聚物无法具备的性能,并能赋予功能性;高分子化合物/无机物填充中偶联剂的使用改善了两组分间界面的亲和能力,提高了材料的力学性能。
此两种技术正处于成长期,对于后者,如何使填充剂聚集体分散成初级粒子,并均匀分散在聚合物中是—个重要的课题。
而超细颗粒的填充将有可能带来材料性能突破性的发现,引发材料革命,其关键是分散问题。
5.高分子成型加工的定义。
答:通常是使固体状态(粉状或粒状)、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形,经过模具形成所需的形状,并保持其已经取得的形状,最终得到制品的工艺过程。
6.简单阐述高分子材料热-机械特征及成型加工的关系。
答:三种物理状态:玻璃态:tg ;高弹态:tg?tf (tm) ;粘流态:tf (tm)在tg以下,高分子材料处于普弹性状态(亦称玻璃态),为坚硬的固体。
受外力作用形变(普弹形变)很小,一旦外力消失,形变可以立即恢复。
在tg以上,高分子材料处于高弹态(亦称橡胶态),与普弹态相比,只要较小的外力就可使其发生较大的形变(高弹形变)。
但这种形变是可逆的。
当达到tf(tm)时,高分子材料处于粘流态(亦称流动态),此时,只要不太大的外力就可使其发生形变,而且这种形变是不可逆的,外力除去后,仍将继续保持,无法自发恢复。
达到td,则高分子材料开始分解。
7.了解高分子材料的研究设计方法。
答:----高分子材料制备(配料、混合、粒化、粉化) ----成型工艺(塑化,一次,二次成型)----制品(定型,后加工)8.高分子成型加工过程中可能发生那些物理和化学变化。
答:第二章高分子材料学1、高分子链结构中有利于结晶的因素有那些?答:高分子化合物的链结构指链的对称性,取代基类型、数量与对称性,链的规整性,柔韧性,分子间作用力等。
有利于结晶性的因素有:1)链结构简单。
重复结构单元较小,相对分子质量适中;2)主链上不带或只带极少的支链;3)主链化学对称性好,取代基不大且对称;4)规整性好;5)高分子链的刚柔性及分子间作用力适中。
2、为什么聚合物的结晶温度范围是tg?tm?答:当温度低于tg时,大分子链段运动被冻结,不能发生分子重排和形成结晶结构;而当温度高于tm时,由于大分子的热运动自由能大于内能,难以形成有序结构,因此,聚合物的结晶温度范围为tg?tm。
3、影响结晶的主要成型条件是什么,影响如何?答:(1)熔融温度和熔融时间:熔体中残存的晶核数量和大小与成型温度有关,也影响结晶速度。
成型温度越高,即熔融温度高,如熔融时间长,则残存的晶核少,熔体冷却时主要以均相成核形成晶核,故结晶速度慢,结晶尺寸较大;反之,如熔融温度低,熔融时间短,则残存晶核,熔体冷却时会起到异相成核作用,结晶速度快,结晶尺寸小而均匀,有利于提高机械性能和热变形温度。
所以:t t长(短)结晶速度慢(快)(2)成型压力。
成型压力增加,应力和应变增加,结晶度随之增加,晶体结构、形态、结晶大小等也发生变化。
应力有利于成核:应力大分子取向诱发成核低压:生成大而完整的球晶;高压:生成小而形状不很完整的球晶(3)冷却速度。
成型时的冷却速度(从tm降低到了tg以下温度的速度,主要看冷却介质的tc)影响制品能否结晶、结晶速度、结晶度、结晶形态和大小等。
tc=tmax,缓冷,结晶度提高,球晶大;tctg,骤冷,大分子来不及重排,晶粒少,易产生应力;tctg,中速冷,有利晶核生成和晶体张大,性能好。
冷却速度越快,结晶度越小。
通常,采用中等的冷却速度,冷却温度选择在tg一最大结晶速度的温度tmax之间。
因此,应按所需制品的特性,选择合适的成型工艺,控制不同的结晶度。
4、何谓聚合物的二次结晶和后结晶?答:二次结晶:是指一次结晶后,在残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内晶并逐步完善的过程。
这个过程相当缓慢,有时可达几年,甚至几十年。
后结晶:是指一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程,存这一过程中,不形成新的结晶区域,而在球晶界面上使晶体进一步长大,是初结晶的继续。
两者均对性能不利,可通过热处理,加速这两个过程的解决,但不彻底。
5、聚合物在成型过程中为什么会发生取向?成型时的取向产生的原因及形式有哪几种?答:在成型加工时,受到剪切和拉伸力的影响,高分子化合物的分子链将发生取向,依受力情况,取向作用可分为两类。
流动取向系指在熔融成型或浓溶液成型中,高分子化合物的分子链、链段或其他添加剂,沿剪切流动的运动方向排列。
拉伸取向系指高分子化合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用沿受力方向排列。
仅受一个方向作用力引起的拉伸取向为单轴拉仲取向(单向拉伸);同时受两个相互垂直方向的作用力引起的拉伸作用称双轴拉伸取向(双向拉伸)。
6、要使聚合物在加工中通过拉伸获得取向结构,应在该聚合物的什么温度下拉伸?答:粘流拉伸:条件是ttf, 因为温度很高,解取向很快,所以有效取向度低;又因为温度高,粘度低,易造成液流中断。
所以,此范围内,拉伸要恒定,不停顿。
此种拉伸主要存在于纺丝。
塑性拉伸:条件是tgttf , 温度接近tf, 拉伸应力大于屈服应力,在高弹态,大分子作为独立结构单元发生解缠和滑移。
主要存在于真空成型和热成型。
高弹拉伸:条件是tgttf, 温度接近tg,拉伸应力小于屈服应力,取向为链段形变和位移,故取向程度低,又因为温度低,解取向少,所以有效取向程度大。
主要存在于成型加工后处理。
7、分析并讨论影响热塑性塑料成型加工中熔体粘度的内部和外部因素。
答:聚合物内在因素对熔体粘度的影响:链结构、极性:分子间力大,极性大,含有支链结构,粘度大。
分子量:分布宽,粘度小。
组成:加入添加剂,分子间作用力降低,粘度降低。
影响熔体粘度的外界因素有以下几个:(1)温度。
温度升高,可使高分子链热运动和分子间的间距增加,从而使熔体粘度下降。
(2)压力。
高分子化合物成型时的压力一般在10?300mpa,熔体粘度对压力也有敏感性。
采用提高成型压力提高熔体流量的办法,效果是有限的。
压力提高,高分子化合物自由体积减少,分子链间的距离缩小,分子间作用力增大,熔体粘度增高,有时可增大10倍以上。
(3)剪切速率。
高分子化合物熔体属假塑性流体,因此,随剪切应力或剪切速率增加熔体粘度下降,即所谓剪切变稀。