聚合物加工原理复习题
1.单轴取向：取向单元沿着一个方向做平行排列而形成的取向状态
2.双轴取向：取向单元沿着两个互相垂直的方向取向
3.降解：聚合物分子主链断裂引起聚合度降低或发生分子内链转移反应的现象。
4.剪切变稀：聚合物流体表现为假塑性流动的区域。随着剪切速率增大，其表观粘度降低。
5.机械降解：聚合物受到外力作用（如粉碎、塑炼、高速搅拌、塑化、挤出、注射等过程）引起聚合物的降解。
6.端末效应：聚合物在管道中进行剪切流动时，流体流经截面变化的部位时发生的弹性收敛和膨胀运动。
7.入口效应：由于流道截面变小，使流体压力降突然增大的现象。
8.离模膨胀效应：聚合物流体离开口模后产生体积膨胀的现象。
9.注塑成型周期：完成一次注塑所需的时间称为成型周期。包括合模时间、注座前进时间、注射时间、保压时间、冷却时间、开模时间、制件顶出时间、以及下一成型周期的准备时间。
10.注塑成型塑化：塑料在料筒内受热达到流动状态并具有良好可塑性的过程。
11.层压成型：在一定温度和压力下，将多层浸有热塑性树脂或热固性树脂的薄片状材料黏结和熔合成为具有一定厚度的层压板材。
1．聚合物的结晶过程
①结晶温度范围：Tg-Tm之间
②结晶过程：晶核生成和晶体生长。低温区为生成晶核，高温区为晶体生长。2．物料混合的分类及混合设备
分类：（1）按分散程度简单混合和分散混合；（2）按混合过程的特点间歇混合和连续混合；（3）按混合形式层流剪切混合和固定混合。
设备：转鼓式混合机、螺带式混合机、捏合机、高速混合机、密炼机、双辊混炼机、挤出机
3．螺杆冷却与加料斗冷却作用
螺杆冷却作用：控制物料温度；降低物料与螺杆的摩擦系数，提高物料输送效率；加料斗冷却作用：防止物料在料斗中架桥而影响加料进入机筒。
4. 注塑成型减少内应力措施（工艺上)：
①提高熔体温度和模具温度；②降低充模压力和充模速度；③缩短保压时间。
1．单轴拉伸和双轴拉伸取向概念及对制品性能的影响
单轴取向是指取向单元沿着一个方向做平行排列而形成的取向状态
双轴取向是指取向单元沿着两个互相垂直的方向取向
单轴拉伸和双轴拉伸取向导致制品中在性能上表现出各向异性，以提高制品的力学强度；有的取向会给制品带来不利影响，如易使制品发生翘曲、变形、开裂等现象。
）温度取向过程是分子链或链段有序排列过程，拉伸取向是在Tg-Tm(或T
f
范围内发生，流动取向是在高于T
温度发生。取向后使制品沿取向方向拉伸强
f
度增大，断裂伸长率下降。根据拉伸取向方式不同，取向可分为单轴取向和双轴取向（如塑料绳、纤维的生产为单轴取向，双向拉伸薄膜生产为双轴取向）。
注塑制品主要发生流动取向，使制品产生内应力，易发生翘曲变形现象。
无定形聚合物的流动取向
2．假塑性流体的流变性质
聚合物流体表现为假塑性流动的区域。随着剪切速率增
大，其表观粘度降低，称为“剪切变稀”。
3．影响聚合物流变行为（粘度）的主要因素
（1）温度对粘度的影响（温度T↑,粘度↓）
（2）压力对剪切粘度的影响（压力增大使粘度增大、分子间作用力↑粘度↑）（3）剪切速率或剪切应力对表观粘度的影响（速率增加，粘度减小）
（4）聚合物结构因素的影响：①分子链柔韧性（柔性大的粘度大）；②长支链（长支链的粘度大）；③侧基大小（侧基大的粘度大）；④分子量（分子量↑，粘度↑）；
⑤分子量分布（分子量分布窄的粘度大）。
（5）添加剂对剪切粘度的影响（一般添加无机填充剂、纤维状填充剂会增加聚合物熔体粘度；而润滑剂、增塑剂则会降低熔体粘度）。
4．成型加工中降解形式及产生的原因
降解：指聚合物分子主链断裂引起聚合度降低或发生分子内链转移反应的现象。降解原因：光、热、辐射、机械力等（物理因素）；氧、水、醇、酸、碱（化学因素）。
（1）热降解：
形式：无规热降解（如PE、PP等）；链式降解（如PMMA）；消除反应（PVC、聚醋酸乙烯酯等）。
原因：温度高于其分解温度或在分解温度下停留时间过长。PVC、POM是典型的热敏性聚合物。
（2）机械降解
指聚合物受到外力作用（如粉碎、塑炼、高速搅拌、塑化、挤出、注射等过程）引起聚合物的降解。
（3）氧化降解
聚合物在氧存在下，同时伴随光、热、辐射作用易发生自由基降解，但也可能发生交联。所以聚合物氧化机理比较复杂。
（4）水解
对于极性聚合物，由于其吸水性大，其极性基团在高温情况下易发生水解反应，使聚合物发生水解。
5.注塑成型的塑化分析及主要工艺参数
（1）注塑成型的塑化指塑料在料筒内受热达到流动状态并具有良好可塑性的过程。
塑料塑化受热包括料筒外加传导热和塑料的剪切生热。
a.塑化量：指单位时间内注塑机熔化塑料的重量。
螺杆式注射机的塑化量比柱塞式注射机高。
b.热均匀性
螺杆式注射机的热均匀性比柱塞式注射机好。
（2）主要工艺参数：
温度：注塑成型温度、模具温度；
压力：注射压力、保压压力、预塑压力（背压）
时间：注射时间、保压时间、冷却时间。
6．聚合物熔体弹性产生及影响因素
聚合物弹性形变由链段运动引起的，链段运动的能力由松弛时间τ决定。
（1）分子量及分子量分布分子量大、分子间作用力强，熔体粘度高，松弛时间长，弹性效应大，熔体易破碎；分子量分布宽，高分子量级分松弛时间长，熔体弹性行为强。
（2）温度与剪切速率温度升高，松弛时间缩短熔体破碎的临界剪切速率提高；剪切速率增大，熔体弹性行为增强。
（3）流道的几何尺寸管径突变，熔体弹性效应增加；口模长径比（L/D）增大，熔体弹性形变可得到充分松弛，使熔体弹性恢复变小。
7．聚合物流体流动过程中的端末效应
（1）端末效应指聚合物在管道中进行剪切流动时，流体流经截面变化的部位时发生的弹性收敛和膨胀运动。
（2）影响端末效应的因素：
入口效应：由于流道截面变小，使流体压力降突然增大的现象；
离模膨胀效应：聚合物流体离开口模后产生体积膨胀的现象。
①内因：分子量高、分子量分布窄和非牛顿性强的聚合物，出口膨胀现象越显著。
②外因：流道长度长、稳定流动时间长、增大流道直径或提高流道长径比（L/D)、提高流体温度，出口膨胀现象降低。
8．挤出成型工艺过程及主要工艺参数
工艺参数：螺杆转速、挤出成型温度。
9．熔体在螺杆中的流动形式
a.正流：物料沿螺槽向机头方向的流动，是螺杆旋转时螺棱的推力在螺槽z轴方向作用的结果。
b.逆流:逆流方向与正流相反，由机头、口模、过滤网等对物料反压引起的流动。
c.漏流：由口模、机头、过滤网等对物料的反压引起的，通过螺杆与机筒间隙δ沿螺杆轴向料斗方向的流动。 d横流：物料沿螺纹斜棱相垂直方向的流动。
10．单螺杆挤出机的基本结构及作用
①挤出系统：由螺杆和机筒组成，其作用使塑料塑化均匀，建立压力，使物料被螺杆连续、定压、定温、定量挤出机头。
②传动系统：由电动机、调速装置及传动装置组成，其作用是驱动螺杆、保证螺杆在挤出过程所需的扭矩和转速。
③加热冷却系统：由温控（加热圈、冷却水或鼓风）设备组成，其作用是通过加热和冷却，保证挤出系统的成型在工艺要求的温控范围内进行。
④控制系统：由电器、仪表和执行机构组成，其作用是调节螺杆的转速、机筒温度和机头压力。
11．螺杆基本参数：
a.螺杆直径D：是指螺杆外径，D越大，产量越高。
b.螺杆长径比L/D：是指螺杆工作部分的有效长度与直径之比。L/D越大，物料塑化、混合效果越好，挤出产量越大，通常在15~40。
c.压缩比ε：指加料段第一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比。不同物料ε不同，只要起到压实物料作用。
12．挤出螺杆的主要功能及各段的主要作用
挤出螺杆的主要功能：输送固体物料、压紧和熔化固体物料，均化、计量和产生足够压力以挤出熔融物料。
a加料段作用（固体输送区）：此段螺槽为等深等距，随着螺杆转动，使物料受压、受热前移。此段物料仍为固体，末端接近粘流温度，有些发粘。
b.压缩段作用（熔融区）：此段螺杆螺槽容积逐渐变小，随着螺杆转动，物料被进一步剪切搅拌，压实，物料由固体转化为熔融体，并排除物料中的空气。
c.均化段作用（熔体输送区）：使熔体进一步均化，将料流定量定压送入机头，使其在口模中成型。
13．PVC管材生产工艺流程
14.在挤出成型理论中，根据固体输送理论，固体输送的必要条件及提高固体输送效率的措施
必要条件：①只有当Fs
措施：提高螺杆固体输送效率，从挤出机结构和挤出工艺两方面采取措施。
a.挤出机结构：增加螺槽深度、降低物料与螺杆的摩擦系数fs，增大物料与料筒的摩擦系数可提高固体输送率；
b.挤出工艺角度：螺杆通冷却水、增加料筒温度和降低螺杆温度都可提高固体输送率。
15．热固性层压板材成型的基本过程
①成型工艺过程：叠料、进模、热压、脱模、加工和热处理。
叠料：将附胶材料进行剪裁和层叠，层叠厚度确定制品要求确定。
叠料要求：板坯两面加用2~4张表面专用附胶材料（含脱模剂），以改善板材表观质量；附胶材料叠放排列方向可互相垂直或同向。叠好板坯压制单元顺序：金属板—衬纸—单面钢板—板坯—单面钢板—衬纸—金属板。
进模：将装好的压制单元分层推入多层压机的热板中，闭合压机，升温升压进行压制。
热压：压制温度和压力控制分五段：
第一阶段为预热阶段：从室温到硬化反应开始的温度。此段树脂熔化，浸透玻璃布，排除挥发份，压力为总压力的1/3~1/2。
第二阶段为保温阶段：树脂在低温下固化反应，直至板坯边缘的树脂不能被拉成丝，开始升温升压。
第三阶段为升温升压阶段：温度和压力升值工艺规定值。
第四阶段为热压保温阶段：树脂充分固化，制品达到最佳性能。
第五阶段为冷却阶段：板坯充分固化后冷却，便于脱模。
脱模：当压制好的板材温度降至60℃，卸压，依次推出板材。
加工：除去压制好的板材的毛边。
热处理：进一步固化树脂，消除内应力。如环氧树脂和酚醛树脂层压板热处理温度120~130℃，时间120~150min。
16．聚乙烯单丝生产工艺流程、工艺及控制
工艺流程：原料→挤出→喷丝板挤出→水冷→加热拉伸→定型热处理→卷取
工艺及控制：
①温度控制喷丝机头温度一般比挤出成型其他产品温度高，一般在220~240℃，聚合物分子量分布窄（如HDPE5000s)。
②冷却水温经喷丝板成型的丝坯立刻进入水箱冷却，主要是为了防止单丝粘连和降低聚乙烯结晶，有利于提高拉伸质量。水温控制在25~35℃，水面距喷丝板距离15~30mm。
③拉伸温度和倍数拉伸时大分子链取向过程，为了便于快速分子链或链段取向，必须在接近其熔点温度附近进行。HDPE单丝的拉伸温度接近100℃，一般采用热水加热，如高于100℃，可采用电热板加热。拉伸温度越高，拉伸倍数越大，拉伸速度越快，力学强度越高，反之则相反。拉伸倍数一般在6~10倍。④热处理 PE单丝拉伸后伸长率较大，受热容易热收缩。为消除这一现象，需要对拉伸薄膜进行热处理。热处理温度比拉伸温度稍高，使部分取向链段得到松弛，而消除内应力。第三牵引辊比第二牵引辊线速度慢1%~1.5%.
17.注塑机注射系统的的作用及组成
注射系统作用：主要起塑化和注射作用。
柱塞式分流梭其作用：缩短传热过程，加大传热面积，提高熔化速率和塑化均匀性。
自锁式喷嘴：主要用于粘度小塑料，防止流延。不能用于粘度大、热稳定差的物料，如不能用于PVC。
螺杆式注射系统组成：由加料装置、料筒、螺杆、喷嘴组成。
柱塞式注射机注射系统由加料装置、料筒、柱塞、分流梭、喷嘴组成。
18．注射成型工艺对取向度影响
主要根据作图分析注塑工艺对取向度的影响。
温度一定时，大分子链伸直取向与剪切应力、
取向时间、熔体冷却速度有关。冲模过程中模
腔内不同部位取向程度不同。取向度还与模具
温度、制件厚度、注射压力、充模时间和料筒
温度有关。如图
19.注塑成型降低熔接痕措施：
①模具：适当提高模具温度，增加流道尺寸，扩大冷料井；浇口开设尽量避免熔体在嵌件、孔洞的周围流动；发生喷射充模的浇口要设法修正、迁移或加挡块缓冲；尽量不用或少用多浇口；应开设、扩张或疏通排气通道。
②工艺：适当提高注射压力、延长注射时间；优化注射速度；优化机筒和喷嘴温度；尽量不用或少用脱模剂。
③原料：原料进行干燥处理，对热稳定性差的物料要适当添加稳定剂。
④制品设计：壁厚不能过小、尽量避免嵌件位置不当引起的分流现象。
20．分析热固性塑料注塑成型特点
热固性塑料在受热过程中发生物理变化和化
学变化。热固性塑料固化前为分子量不大的线
型结构聚合物，通过机筒加热变成为低黏度熔
体，同时开始发生交联反应，分子量逐渐增大，
黏度急剧上升，甚至失去流动性。为此在交联
反应前或刚开始时将熔体快速注入型腔，使其
在加热型腔内继续交联反应至物理力学性能
达到最佳时即可脱模。
21．压制成型工艺过程及工艺参数
压制成型主要工艺参数：压制温度、压力和时间。
压缩成型前准备：预压、预热。
预热：对热固性塑料加热，除去水分和其他挥发物，缩短成型周期。
预压：在室温下将松散的热固性塑料用预压模在压机上压成重量一定、形状一致的型坯，其形状与模具形状一致为宜，多为圆片状、长条状。
1．单轴拉伸和双轴拉伸取向概念及对制品性能的影响
图的解释：
a图：沿着制品的厚（宽）度方向的取向，在制品的中心区和表层区，取向程度都不高，取向度向较高的区域是介于中心区和表层区之间的部分。
b图：沿制品长度方向，从浇口开始顺着料流的方向，取向程度逐渐增加，在靠近浇口一侧的某一位置，取向度达到极大值，继续沿长度方向向前深入，则取向程度逐渐递减。
2．假塑性流体的流变性质
①第一牛顿区是聚合物低剪切应力或低剪切速率下表现为牛顿型流动区域，即粘度恒定。如流延成型、乳胶刮涂、涂料涂刷等过程。此区所对应粘度为
零切粘度η
0，不同聚合物的η
不同。
②假塑性区是聚合物流体表现为假塑性流动的区域。由于剪切速率或剪切应力增高，流体中大分子构象、分子束发生改变，导致聚合物原有结构破坏或形成新的结构，导致粘度发生变化。如粘度变化变低，称为“剪切变稀”；如果粘度变化变大，则称为“剪切变稠”。
剪切变稀机理：对聚合物熔体当剪切速率增大时，大分子逐渐从网络结构中解缠和滑移，高弹形变相对减少，分子间作用力减弱，因此流动阻力降低；对聚合物溶液或分散体系，增大剪切速率，迫使低分子物质（溶剂）从原来稳定体系中分离出来，导致体系中的无规线团或粒子尺寸变小，并且使无规线团和粒子分布了更多溶液，使整个体系流动阻力降低。
③第二牛顿区当剪切速率达到更大时，表观粘度不在随τ和γ增大而变化，保持一个常数。此时的粘度成为极限粘度η∞。产生主要原因：一可能是在很高τ或γ下，聚合物网络结构的破坏和高弹形变已达到极限状态，对熔体的结构不再产生影响，流体的粘度已达到最低值；二可能是在很高剪切时，大分子构象和双重运动的应变来不及适应τ或γ的改变，流体流动性为表现出牛顿型流体特征。
23．挤出成型的基本过程。
加料→输送→压缩→熔融→混合→排气
（1）加料：物料加入料斗，在自重或强制加料情况下，定量进入螺杆螺槽空隙，在螺棱的推理下挤出向前。
（2）输送：物料在螺杆转动产生的推力下向前输送。
（3）压缩：随着物料不断向前输送，物料被逐渐压实，有利于物料传热塑化、排除物料间的气体、获得密实的制品。物料被压实产生原因一是螺杆槽逐渐变浅，二是螺杆头部有分流板、过滤网、机头等阻力元件，三是螺杆、机筒对物料运动过程产生的摩擦阻力。
（4）熔融：物料在被压实输送过程中，机筒上的加热器通过热传导将热量传递给物料，同时由于螺杆、机筒对物料产生的剪切热，使物料熔化成为熔体。（5）混合：物料螺杆转动作用下向前输送，在加料段物料呈固体状态，无相对运动，混合作用小，物料在压缩段开始熔化，物料各组分混合作用开始变大，物料在均化段完全融化，物料各组分混合作用最大，混合最均匀。为保证物料混合均匀，螺杆均化段应保证足够长度。
（6）排气：其过程主要排除物料中的挥发份或者是物料间夹杂的空气。物料在螺杆输送过程中不断被压实，气体在排气口被排除。如气体不排除夹杂在制品中会严重影响制品的强度和外观。特别是未干燥的极性物料（如PVC、PA、PET）、含低分子物料需要排气。
高分子加工工程复习题 含部分答案
《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. 简述聚合物成型加工时的关键步骤。 A.如何使聚合物产生流动与变形？方法: a.加热熔体； b.加溶剂溶液； c.加增塑剂或其它悬浮液。 B.如何硬化定型？方法：热固性：交联反应固化定型。热塑性：a.熔体冷却b.溶液加热挥发成溶剂c.悬浮体先加热使颗粒熔合，再冷却硬化定型 3. 简述聚合物转变时所发生的主要变化。 a.形状：满足使用要求而进行，通过流动与变形而实现。 b.结构：组成：非纯聚合物组成方式：层压材料，增强材料，复合材料宏观结构：如多孔泡沫，蜂窝状，复合结构微观结构：结晶度，结晶形态，分子取向等 c.性质： 有意识进行：生橡胶的两辊塑炼降解，硫化反应，热固性树脂的交联固化 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.修饰：美化制品。 5.装配：粘合，焊接，机械连接等。 6. 简述塑料的优缺点。 优点：a.原料价格低廉；b.加工成本低；c.重量轻；d.耐腐蚀；e.造型容易；f.保温性能优良；g.电绝缘性好。 缺点：a.精度差；b.耐热性差；c.易燃烧；d.强度差；e.耐溶剂性差；f.易老化。 7. 举实例说明高分子材料在汽车、机械、日用品、化工、航天航空工业等领域的应用。 8. 学习高分子材料加工成型原理的目的、意义？ 1、有利于合理的制定加工工艺方案 2、对推广和开发聚合物的应用有十分重要的意义 3、新材料、新制品、新技术、新…… 第二章聚合物成型加工的理论基础 1、名词解释： 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。
高分子材料加工成型原理作业
高分子材料加工成型原理作 业 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
《高分子材料加工成型原理》主要习题 第二章聚合物成型加工的理论基础 1、名词解释：牛顿流体、非牛顿流体、假塑性流体、胀塑性流体、拉伸粘度、剪 切粘度、滑移、端末效应、鲨鱼皮症。 牛顿流体：流体的剪切应力和剪切速率之间呈现线性关系的流体，服从牛顿黏性定律的流体称为非牛顿流体。 非牛顿流体：流体的剪切应力和剪切速率之间呈现非线性关系的流体，凡不服从牛顿黏性定律的流体称为非牛顿流体。 假塑性流体：是指无屈服应力,并具有黏度随剪切速率或剪切应力的增大而降低的流动特性的流体，常称为“剪切变稀的流体”。 胀塑性流体：是指无屈服应力,并具有黏度随剪切速率或剪切应力的增大而升高的流动特性的流体，常称为“剪切增稠的流体”。P13 拉伸粘度：用拉伸应力计算的粘度，称为拉伸粘度，表示流体对拉伸流动的阻力。 剪切粘度：在剪切流动时，流动产生的速度梯度的方向与流动方向垂直，此时流体的粘度称为剪切粘度。 滑移：是指塑料熔体在高剪切应力下流动时，贴近管壁处的一层流体会发生间断的流动。P31端末效应：适当增加长径比聚合物熔体在进入喷丝孔喇叭口时，由于空间变小，熔体流速增大所损失的能量以弹性能贮存于体系之中，这种特征称为“入口效应”也称"端末效应"。鲨鱼皮症：鲨鱼皮症是发生在挤出物表面上的一种缺陷，挤出物表面像鲨鱼皮那样,非常毛糙。如果用显微镜观察,制品表面是细纹状。它是不正常流动引起的不良现象,只有当挤出速度很大时才能看到。 6、大多数聚合物熔体表现出什么流体的流动行为为什么P16 大多数聚合物熔体表现出假塑性流体的流动行为。假塑性流体是非牛顿型流体中最常见的一种，聚合物熔体的一个显著特征是具有非牛顿行为，其黏度随剪切速率的增加而下降。此外，高聚物的细长分子链，在流动方向的取向粘度下降。 7、剪切流动和拉伸流动有什么区别？ 拉伸流动与剪切流动是根据流体内质点速度分布与流动方向的关系区分，拉伸流动是一个平面两个质点的距离拉长，剪切流动是一个平面在另一个平面的滑动。 8、影响粘度的因素有那些是如何影响的 剪切速率的影响：粘度随剪切速率的增加而下降； 温度的影响：随温度升高，粘度降低； 压力的影响：压力增加，粘度增加； 分子参数和结构的影响：相对分子质量大，粘度高；相对分子质量分布宽，粘度低；支化程度高，粘度高； 添加剂的影响：加入增塑剂会降低成型过程中熔体的粘度；加入润滑剂，熔体的粘度降低；加入填料，粘度升高。 12、何谓熔体破裂产生熔体破裂的原因是什么如何避免高聚物熔体在挤出过程中，当挤压速率超过某一临界值时挤出物表面出现众多的不规则的结节、扭曲或竹节纹，甚至支离和断裂成碎片或柱段，这种现象称为熔体破裂。 原因：一种认为是由于熔体流动时，在口模壁上出现了滑移现象和熔体中弹性恢复所引起；另一种是认为在口模内由于熔体各处受应力作用的历史不尽相同，因而在离开口模后所出现的弹
聚合物加工原理复习题
《聚合物加工原理》复习题 1．聚合物的聚集态结构有哪些特点？ （1）非晶态聚合物在冷却过程中分子链堆砌松散，密度低； （2）结晶态聚合物一般晶区、非晶区共存，存在“结晶度”概念； （3）聚合物结晶完善程度强烈依赖于成型工艺冷却条件； （4）结晶聚合物晶态多样，有伸直链晶体、串晶、柱晶、纤维晶等； （5）取向态结构是热力学不稳定结构，高温下易解取向。 2．聚合物的结晶过程。 ①结晶温度范围：Tg-Tm之间 ②结晶过程：晶核生成和晶体生长。 3．成型加工条件对结晶过程经过的影响。 （1）模具温度： 模具温度影响制品的结晶度、结晶速率、晶粒尺寸、数量级分布。 等温冷却：过冷度△T（Tm-TM）很小，晶核少，晶粒粗，力学性能降低。同时生产周期长。快速冷却：过冷度△T大，对于后制品，内外冷却速度不一致，结晶过程不一致，易产生不稳定结晶结构，使制品在储存、使用过程中发生后结晶，造成制品形状及尺寸不稳定。 中速冷却：过冷度△T大适宜，有利于制品内部在Tg温度以上结晶，使结晶生长、完善和平衡。导致制品的尺寸稳定性。 （2）塑化温度及时间 塑化温度低且时间短，熔体中可能存在残存较多晶核，在再次冷却时会产生异相成核，导致结晶速度快，晶粒尺寸小且均匀，制品的内应力小，耐热性提高。反之则相反。 （3）应力作用 结晶性聚合物在成型加工过程中都要受到应力的作用。不同的成型方法和工艺条件，聚合物受到的应力类型及大小不一样，导致聚合物的晶体结构和形态发生变化。如剪切应力是聚合物易得到伸直链晶体、片晶、串晶或柱晶；应力（拉伸应力和剪切应力）存在会增大聚合物熔体的结晶速率，降低最大结晶速度温度Tmax；剪切或拉伸应力增加，聚合物结晶度增加。（4）材料其它组分对结晶的影响 一定量和粒度小的的固态填充剂能成为聚合物的成核剂，加速聚合物结晶进程。如炭黑、二氧化硅、氧化钛、滑石粉、稀土氧化物等。如氧化镧对PA6明显提高PA6的结晶度和结晶速率。
《聚合物加工原理试题》
《聚合物加工工程》复习知识点一，名词解释 1、分散性、均匀性、分散相、连续相 分散性：指分散相的破碎程度，用分散相的平均尺寸及其分布表示。尺寸越小，分布越窄，则分散度越高。均匀性：是指被分散物在共混体中的浓度分布均一性，反应在共混物不同部位取样，分散物含量的差异程度。主要取决于混炼效率和混炼时间。分散相：共混物中，间断地分散在连续相中（岛相）。连续相：共混物中，连续而不间断的相称为连续相（海相）。 2、混炼胶:将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程，其产物 叫混炼胶。 塑化料：将各种添加剂混入并均匀分散在塑料熔体中的过程，其产物叫塑化料。 3、橡胶的塑炼：使弹性材料由弹性状态转变为可塑性状态的工艺过 程。 4、塑料的塑化：是借助加热和剪切作用使无聊熔化、剪切变形、进 一步混合，使树脂及各种配合剂组分分散均匀。 5、压延成型p315：压延成型是生产高聚物薄膜和片材的主要方法， 它是将接近粘流温度的物料通过几个相向旋转着的平行辊筒的间隙，使其受到挤压和延展作用，得到表面光洁的薄片状连续制品。 6、螺杆的长径比p115：螺杆长径比L/D ：指工作部分有效长度与直 径之比。 L/D大，温度分布好。混合均匀，减少逆流和漏流，生产能力提高。 7、几何压缩比p116：指加料段第一螺槽的容积与均化段最后一个螺 槽容积之比。一般为2~5，压缩比愈大，挤压作用愈大，排气能力愈强。 8、挤出工作点p104：螺杆特性线AB与口模特性线OK1的交点C，称 为挤出机的工作点。 9、*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。 10、*注射量p231：注射量—注射机的最大注射量或称公称注射量， 指注射机在对空注射（无模具）条件下，注射螺杆或柱塞作一次 最大注射行程时，注射系统所能达到的最大注射量。 11、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复 杂而又重要的过程称为注射过程。 12、保压过程p256：模腔充满之后，柱塞或移动螺杆仍保持施压状态， 使喷嘴的熔体不断充实模腔，以确保不缺料。这一阶段称为保压 阶段。 13、背压p273：螺杆顶部熔体在螺杆后退时受到的压力，又称塑化压 力，通常小于2MPa。 14、注射压力p273：在注射过程中螺杆对塑料熔体所施加的压力。 15、退火、调湿： 16、热定型：目的是消除纤维的内应力，提高纤维的尺寸稳定性，并 且进一步改善其物理学性能。 17、*硫化——线型聚合物在化学或物理作用下，通过化学键的连接， 成为空间网状结构的化学变化过程称为硫化（交联）。 18、*压延效应p339：物料在压延过程中，在通过压延辊筒间隙时受 剪切力作用，大分子作定向排列，以致制品物理力学性能会出现 纵、横方向差异的现象，即沿片材纵向(沿着压延方向)的拉伸强 度大、伸长率小、收缩率大；而沿片材横向(垂直于压延方向)的 拉伸强度小、伸长率大、收缩率小。这种纵横方向性能差异的现
聚合物加工原理考试重点
聚合物材料（高分子材料）：是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。 组成聚合物的低分子化合物称为单体。聚合物的分子为很长的链条，称为大分子链。大分子链中重复结构单元称为链节。 按用途分为塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂料等。 按聚合物反应类型分为加聚物和缩聚物 按聚合物的热行为分为热塑性聚合物和热固性聚合物。 按主链上的化学组成分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物由于主链共价键有一定键长和键角，保持键长和键角不变时可任意旋转，称单键的内旋转。内旋转使大分子链卷曲成各种不同形状，对外力有很大的适应性这种特称为大分子链的柔顺性。 线型结构：弹性、塑性好，硬度低，是热塑性材料。 支链型结构：近于线型结构。 体型结构：硬度高，脆性大，无弹性和塑性，是热固性材料 线型和支化聚合物的特点是受热可以软化或熔融，也可以制成熔液，所以能够反复地用来进行加工成型，称为热塑性材料. 交联网状聚合物则没有以上特点，只能在形成网状结构之前进行加工，成型以后就难以再重复利用，称为热固性材料. 一种单体构成的聚合物为均聚物，两种或两种以上单体构成的聚合物为共聚物。 共聚物共混物无规共聚接枝共聚嵌段共聚 高分子的构象是指单个分子在空间中存在的各种状态，
高分子的聚集态结构是指大分子与大分子之间的几何排列 聚合物分为结晶型和无定形两类。 无定形聚合物和部分结晶聚合物有三种力学状态－玻璃态、高弹态和粘流态，而结晶型聚合物只有固态和粘流态。 结晶度的定义:聚合物中结晶部分所占百分数 一般分子量的高聚物在低温时，链段不能活动，变形小，在Tm 以下与非晶态的玻璃相似高于Tm则进入粘流态。分子量很大的高聚物存在高弹态。 聚合物的表观粘度随所受到的剪切的增加而减小。 挤出胀大现象第三法向应力熔体破裂现象 聚合物挤出时，当挤出速率过高，超过某一临界剪切速率时，会出现弹性湍流，导致流动不稳定，挤出物的表面变粗糙。随着挤出速率的进一步增加，先后将出现波浪形、鲨鱼皮形、竹节形、螺旋形等畸变，最终导致完全无规则的挤出物断裂。 塑料是以树脂为主要成分，加入各种添加剂常用的高分子材料 按树脂受热时行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。 按使用范围可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料 热固性塑料是在树脂中加入固化剂压制成型而形成的体形聚合物 合成橡胶按用途和用量分为通用橡胶和特种橡胶。 挤出机组主要组成部分 挤出机：挤出系统、传动系统、加热冷却系统、机身 辅机：机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、卷取装置
材料加工原理作业答案
作业 第一章液态金属的结构与性质 1、如何理解实际液态金属结构及其三种“起伏”特征？ 理想纯金属液态结构能量起伏和结构起伏；实际纯金属液态结构存在大量多种分布不均匀、存在方式（溶质或化合物）不同的杂质原子；金属（二元合金）液态结构存在第二组元时，表现为能量起伏、结构起伏和浓度起伏；实际金属（多元合金）液态结构相当复杂，存在着大量时聚时散，此起彼伏的原子团簇、空穴等，同时也含有各种固态、气态杂质或化合物，表现为三种起伏特征交替；能量起伏指液态金属中处于热运动的原子能量有高有低，同一原子的能量也会随时间而不停变化，出现时高时低的现象。结构起伏指液态金属中大量不停“游动”着的原子团簇不断分化组合，由于“能量起伏”，一部分金属原子（离子）从某个团簇中分化出去，同时又会有另一些原子组合到该团簇中，这样此起彼伏，不断发生着的涨落过程，似乎团簇本身在“游动”一样，团簇的尺寸及内部原子数量都随时间和空间发生着改变的现象。浓度起伏指在多组元液态金属中，由于同种元素及不同元素之间的原子间结合力存在差别，结合力较强的原子容易聚集在一起，把别的原于排挤到别处，表现为游动原子团簇之间存在着成分差异，而且这种局域成分的不均匀性随原子热运动在不时发生着变化的现象 2、根据图1-8及式（1-7）说明动力学粘度的物理意义和影响粘度的因素，并讨论粘度在材料成形中的意义 动力学粘度的物理意义：表示作用于液体表面的外加切应力大小与垂直于该平面方向上的速度梯度的比例系数。是液体内摩擦阻力大小的表征 影响粘度的因素：1）液体的原子之间结合力越大，则内摩擦阻力越大，粘度也就越高；2）粘度随原子间距δ增大而降低，与δ3成反比；3）η与温度T 的关系总的趋势随温度T 而下降。（实际金属液的原子间距δ也非定值，温度升高，原子热振动加剧，原子间距随之而增大，因此η会随之下降。）4）合金组元（或微量元素）对合金液粘度的影响，如果混合热H m为负值，合金元素的增加会使合金液的粘度上升（H m 为负值表明异类原子间结合力大于同类原子，因此摩擦阻力及粘度随之提高）如果溶质与溶剂在固态形成金属间化合物，则合金液的粘度将会明显高于纯溶剂金属液的粘度，这归因于合金液中存在异类原子间较强的化学结合键。通常，表面活性元素使液体粘度降低，非表面活性杂质的存在使粘度提高 粘度在材料成形中的意义： 1）粘度对铸件轮廓的清晰程度将有很大影响：在薄壁铸件的铸造过程中，流动管道直径较小，雷诺数值小，流动性质属于层流。此时，为提高铸件轮廓清晰度，可降低液体粘度，此时应适当提高过热度或者加入表面活性物质等；2）影响热裂、缩孔、缩松的形成倾向：由于凝固收缩形成压力差而造成的自然对流均属于层流性质，此时粘度对流动的影响就会直接影响到铸件的质量；3）影响精炼效果及夹杂或气孔的形成：粘度η较大时，夹杂或气泡上浮速度较小，会影响精炼效果；铸件及焊缝的凝固中，夹杂物和气泡难以上浮排除，易形成夹杂或气孔；4、影响钢铁材料的脱硫、脱磷、扩散脱氧：而金属液和熔渣中的动力学粘度η低则有利于扩散的进行，从而有利于脱去金属中的杂质元素；5、熔渣及金属液粘度降低对焊缝的合金过渡的进行有利；6、对缩孔、缩松、晶粒大小和偏析的影响，即η愈大，铸件内部缩孔或缩松倾向增大。另外，η大时，将使凝固过程中对流困难而造成晶粒粗化；影响凝固界面前端的熔点物质向后扩散而导致区域偏析
聚合物加工原理习题
名词解释离模膨胀；聚合物熔体挤出后的截面积远比口模面积大。此现象称为巴拉斯效应（Barus Effect），也称为离模膨胀 熔体破裂；熔体破裂是挤出物表面出现凹凸不平或外形发生畸变或断裂的总称。 高分子合金；塑料与塑料或橡胶经物理共混或化学改性后，形成的宏观上均相、微观上分相的一类材料。 螺杆压缩比；螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段的最后一个螺槽的容积之比，它表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。 机头压缩比；是指分流器支架出口处流道的断面积与机头出料口模和芯棒之间形成环隙面积之比。 螺杆的背压；在移动螺杆式注射机成型过程中，预塑化时，塑料随螺杆旋转经螺槽向前输送并熔融塑化，塑化后堆积在料筒的前部，螺杆端部的塑料熔体就产生一定的压力，即背压。热固性塑料收缩率：在常温常压下，模具型腔的单项尺寸和制品相应的的单向尺寸之差与模具型腔的单项尺寸之比。 冷压烧结成型：是将一定量的成型物料（如聚四氟乙烯悬浮树脂粉料）入常温的模具中，在高压下压制成密实的型坯（又称锭料、冷坯或毛坯），然后送至高温炉中进行烧结一定时间，从烧结炉中取出经冷却后即成为制品的塑料成型技术。 第四章 1、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。 2、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低分子液体复杂。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。 3、聚合物熔体在剪切流动过程中有哪些弹性表现形式在塑料成型过程中可采取哪些措施以减少弹性表现对制品质量的不良影响聚合物熔体在加工过程中的弹性行为主要有入口效应、离模膨胀和熔体破裂。随熔体在口模内停留时间延长，弹性变形得到恢复，离模膨胀呈指数关系减小。故增长口模长度可减小离模膨胀。保证挤出速率在临界挤出速率以下，丫C随挤塑温度的增加而变大，但与口模的表面粗糙度 无关。因此，升高温度是挤塑成功的有效办法。入口收敛角af, 丫c j, L/D f , Y c f减小入 口收敛角，增大长径比可增大临界挤出速率。 4、取向度对注塑制品的力学性能有何影响非晶聚合物取向后,沿应力作用方向取向的分子链大大提高了取向方向的力学强度,但垂直于取向方向的力学强度则因承受应力的是分子间的次价键而显著降低。团此拉伸取向的非品聚合物沿拉伸方向的拉伸强度,断裂伸长率和冲击强度均随取向度提高而增大。 取向结晶聚合物的力学强度主要由连接晶片的伸直链段所贡献,其强度随伸直钱段增加而增大,晶片间伸直链段的存在还使结晶聚合物具有韧性和弹性。通常,随取向度提高,材料的密度和强度都相应提高,而伸长率则逐渐降低 5、聚合物在成型过程中为什么会发生取向成型时取向产生的原因及形式有哪几种取向对高分 子材料制品的性能有何影响成型加工时,受到剪切和拉伸力的影响,高分子分子链发生取向。依受力方向分为：1、流动取向：系指在熔融成型或浓缩成型中,高分子化合物的分子链、链段或其他添加剂,沿剪切流动的方向排列。次表层的取向度最高。2、拉伸取向：系指高分子化合物的分子链、链段或结晶等受到拉伸力的作用沿受力方向排列。有单向拉伸和双向拉伸。 影响因素：1、分子结构（结构简单,柔性的有利于取向）2、低分子化合物（降低Tg/Tf 有利于 取向）3、温度（升温有利取向）4、拉伸比（增加有利取向）高分子材料经取向后,拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性等增加，单轴拉伸后，取向方向（纵向）和垂直于取向方向（横向）强度不一样，纵向强度增加，横向减少，对于结晶性高分子，取向拉伸后结晶度增加，玻玻璃化温度增加。 6、入口压力降产生原因有哪些（1）、物料从料筒进入口模时，熔体粘滞流动流线在入口处产生收敛所引起的能量损失；（2）、
《聚合物成型加工原理》课程教学大纲
高分子材料成型原理课程教学大纲 课程名称：高分子材料成型原理课程编码：02100090英文名称：Molding Theory for Polymer material 学时：56学时学分：3.5学分 开课学期：第七学期 适用专业：高分子材料工程 课程类别：必修 课程性质：专业课 先修课程：高分子物理 教材：《高分子材料成型加工原理》王贵恒主编化学工业出版社 一、课程的性质及任务 聚合物成型加工原理是高分子材料专业的一门专业课程，其主要任务是通过基础课、专业基础课、教育和社会实践等一系列教育环节，使学生了解高分子材料成型加工的基本原理、生产制造方法和工艺过程，为学生毕业后从事聚合物材料加工领域的教学、研究和技术创新等打下扎实的基础。 二、课程内容及学习方法 1、绪论 聚合物的加工方法及加工机械， 2、聚合物加工性质 聚合物材料的加工性能、可挤出性、可模塑性、可纺性,在加工过程中的粘弹性行为以及与加工条件的关系; 3、聚合物的流变性质 了解聚合物流动和变形的特征和基本分类，掌握粘度及其影响因素的关系。特别是成型加工工艺有关的参数 4、聚合物流体在管和槽中的流动 掌握聚合物流体在圆管和狭缝通道中流动的特点， 5、聚合物加工过程中的结构变化 掌握混合和分散的基本原理及混合效果的评定 6、成型物料的配制 掌握混合和分散的基本原理及混合效果的评定
7、挤出成型 普通型、三段式单螺杆挤出机基本原理：固体塞简化假设和固体输送原理；融化段的物理模型和影响因素；熔体输送段最简流动方程的意义 8、注射成型 移动螺杆式注塑机的基本结构和工作原理,掌握成型时熔体进入型腔内部流 动情况，及在此期间制品的内在质量与成型工艺的关系 9、其它成型加工方法 其他成型加工方法, 如：吹塑、旋转模塑、热成型、热固模塑{压缩和传递模塑}发泡塑料加工、冷成型、共混和增强等 三、课程的教学要求 1、绪论 聚合物的加工方法及加工机械，了解本课程的基本任务。 2、聚合物加工性质 聚合物材料的加工性能、可挤出性、可模塑性、可纺性,在加工过程中的粘弹性行为以及与加工条件的关系;聚合物加工过程中聚集态结构和化学结构的变化以及 与加工条件的关系 3、聚合物的流变性质 了解聚合物流动和变形的特征和基本分类，掌握粘度及其影响因素的关系。特别是成型加工工艺有关的参数，如温度、剪切以及与多相体系配制工艺有关的因素等。 4、聚合物流体在管和槽中的流动 掌握聚合物流体在圆管和狭缝通道中流动的特点，了解可测物理量之间的相互关系，并利用这些关系式进行有关的计算。 5、加工过程中的结构变化 着重掌握热塑性塑料加工过程的取向、结晶等结构变化及对制品的影响，从而了解改进制品的质量的方法。 6、成型物料的配制 掌握混合和分散的基本原理及混合效果的评定，了解常用的混合设备。 熟悉常用的几种配料工艺。 7、挤出成型 了解单螺杆挤出机的基本结构。 掌握普通型、三段式单螺杆挤出机基本原理：固体塞简化假设和固体输送原理；融化段的物理模型和影响因素；熔体输送段最简流动方程的意义。 结合上述理论，联系挤出实践，了解工艺和结构参数对挤出流量和质量的影响。 8、注射成型
高分子材料成型加工课后部分习题参考答案
2．分别区分“通用塑料”和“工程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”，“简单组分高分子材料”和“复杂组分高分子材料”，并请各举2～3例。 答：通用塑料：一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。通用塑料有：PE，PP，PVC，PS等； 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、耐腐蚀等，可代替金属用作结构件的塑料。工程塑料有：PA，PET，PBT，POM等； 工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料，耐热性在100℃以上，主要运用在工业上”。 热塑性塑料：加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚，氯化聚醚等都是热塑性塑料。(热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动、冷却变硬的过程是物理变化；) 热固性塑料：第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。这种材料称为热固性塑料。(热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三维的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。)酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、不饱和聚酯、有机硅等塑料，都是热固性塑料。 简单组分高分子材料：主要由高聚物组成(含量很高，可达95%以上)，加入少量(或不加入)抗氧剂、润滑剂、着色剂等添加剂。如：PE、PP、PTFE。 复杂组分高分子材料：复杂组分塑料则是由合成树脂与多种起不同作用的配合剂组成，如填充剂、增塑剂、稳定剂等组成。如：PF、SPVC。 用天然或合成的聚合物为原料，经过人工加工制造的纤维状物质。可以分类两类 1）人造纤维：又称再生纤维，以天然聚合物为原料，经过人工加工而改性制得。如：粘胶纤维、醋酸纤维、蛋白质纤维等 2）合成纤维：以石油、天然气等为原料，通过人工合成和纺丝的方法制成。如：涤纶、尼龙、腈纶、丙纶、氨纶、维纶等 3．高分子材料成型加工的定义和实质。 高分子材料成型加工是将聚合物(有时还加入各种添加剂、助剂或改性材料等)转变成实用材料或制品的一种工程技术。 大多数情况下，聚合物加工通常包括两个过程:首先使原材料产生变形或流动，并取得所需要的形状，然后设法保持取得的形状(即硬化)，流动-硬化是聚合物工过程的基本程序。 高分子材料加工的本质就是一个定构的过程，也就是使聚合物结构确定，并获得一定性能的过程。 第一章习题与思考题 2．请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。 答：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续相，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。熔点（Tm）：是晶态高聚物熔融时的温度。表征晶态高聚物耐热性的好坏。 3．为什么聚合物的结晶温度围是Tg～Tm？ 答：T>Tm 分子热运动自由能大于能，难以形成有序结构 T 《聚合物加工工程》复习知识点 一，名词解释 分散性、均匀性、分散相、连续相 分散性：指分散相的破碎程度，用分散相的平均尺寸及其分布表示。尺寸越小，分布越窄，则分散度越高。均匀性：是指被分散物在共混体中的浓度分布均一性，反应在共混物不同部位取样，分散物含量的差异程度。主要取决于混炼效率和混炼时间。分散相：共混物中，间断地分散在连续相中（岛相）。连续相：共混物中，连续而不间断的相称为连续相 （海相）0 2、混炼胶：将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程，其产物叫混 炼胶。 塑化料：将各种添加剂混入并均匀分散在塑料熔体中的过程，其 产物叫塑化料。 3、橡胶的塑炼：使弹性材料由弹性状态转变为可塑性状态的工艺过程。 4、塑料的塑化：是借助加热和剪切作用使无聊熔化、剪切变形、进一步 混合，使树脂及各种配合剂组分分散均匀。 5、压延成型p315:压延成型是生产高聚物薄膜和片材的主要方法，它是 将接近粘流温度的物料通过几个相向旋转着的平行辗筒的间隙，使其受到挤压和延展作用，得到表面光洁的薄片状连续制品。 6、螺杆的长径比p115:螺杆长径比L/D :指工作部分有效长度与直径之 比。L/D大，温度分布好。混合均匀，减少逆流和漏流，生产能力提 高。 7、几何压缩比p116:指加料段第一螺槽的容积与均化段最后一个螺槽容 积之比。一般为2~5,压缩比愈大，挤压作用愈大，排气能力愈强。& 挤出工作点p104:螺杆特性线AB与口模特性线00的交点C,称为挤出机的工作点。 9、*塑化能力p233:是指注射机塑化装置在仆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。 10、*注射量p231:注射量一注射机的最大注射量或称公称注射量， 指注射机在对空注射（无模具）条件下，注射螺杆或柱塞作一次最 大注射行程时，注射系统所能达到的最大注射量。 1.单轴取向：取向单元沿着一个方向做平行排列而形成的取向状态 2.双轴取向：取向单元沿着两个互相垂直的方向取向 3.降解：聚合物分子主链断裂引起聚合度降低或发生分子内链转移反应的现象。 4.剪切变稀：聚合物流体表现为假塑性流动的区域。随着剪切速率增大，其表观粘度降低。 5.机械降解：聚合物受到外力作用（如粉碎、塑炼、高速搅拌、塑化、挤出、注射等过程）引起聚合物的降解。 6.端末效应：聚合物在管道中进行剪切流动时，流体流经截面变化的部位时发生的弹性收敛和膨胀运动。 7.入口效应：由于流道截面变小，使流体压力降突然增大的现象。 8.离模膨胀效应：聚合物流体离开口模后产生体积膨胀的现象。 9.注塑成型周期：完成一次注塑所需的时间称为成型周期。包括合模时间、注座前进时间、注射时间、保压时间、冷却时间、开模时间、制件顶出时间、以及下一成型周期的准备时间。 10.注塑成型塑化：塑料在料筒内受热达到流动状态并具有良好可塑性的过程。 11.层压成型：在一定温度和压力下，将多层浸有热塑性树脂或热固性树脂的薄片状材料黏结和熔合成为具有一定厚度的层压板材。 1．聚合物的结晶过程 ①结晶温度范围：Tg-Tm之间 ②结晶过程：晶核生成和晶体生长。低温区为生成晶核，高温区为晶体生长。2．物料混合的分类及混合设备 分类：（1）按分散程度简单混合和分散混合；（2）按混合过程的特点间歇混合和连续混合；（3）按混合形式层流剪切混合和固定混合。 设备：转鼓式混合机、螺带式混合机、捏合机、高速混合机、密炼机、双辊混炼机、挤出机 3．螺杆冷却与加料斗冷却作用 螺杆冷却作用：控制物料温度；降低物料与螺杆的摩擦系数，提高物料输送效率；加料斗冷却作用：防止物料在料斗中架桥而影响加料进入机筒。 4. 注塑成型减少内应力措施（工艺上)： ①提高熔体温度和模具温度；②降低充模压力和充模速度；③缩短保压时间。 1．高分子材料加工：把高分子原材料经过一定的工艺手段转变成某种高分子材料制品的过程。 2．功能高分子材料：与常规高分子材料相比具有明显不同的物理化学性质，并具有某些特殊功能的高分子材料。 3．智能高分子材料：能随着外部条件的变化，而进行相应动作的高分子。必须具备能感应外部刺激的感应器功能、能进行实际动作的动作器功能以及得到感应器的信号后而使动作器动作的过程器功能。 4．可挤压性：聚合物通过挤压作用形变时获得形状和保持形状的能力。 5．可模塑性：聚合物在一定温度和外力作用下形变并在模具中模制成型的能力。 6．可纺性：聚合物流体在拉伸作用下形成连续细长丝条的能力。 7．可延性：无定形或部分结晶固体聚合物在一个或两个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。 8．复合材料：是将金属材料、高分子材料、无机非金属材料等具有不同结构和性能的材料，经特殊工艺复合成一体，而制得的综合性能更优异的新型材料。 9．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。 10．离子液体：是在室温及相邻温度范围内完全由离子组成的有机液体。离子液体具有极性强、不挥发、不易氧化、不易燃易爆、对无机和有机化合物有良好的溶解性和对绝大部分试剂稳定等优良特性，因此被称为绿色溶剂。 11．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，各组分在其基本单元没有本质变化的情况下的细化和分布的过程。 12．均一性：均一性指混得是否均匀，即分散相浓度分布是否均匀。 13．分散度：指被分散物质的破碎程度如何。破碎程度大，粒径小，分散度就高。 14．非分散混合：通过重复地排列少组分增加其在混合物中空间分布的均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程。 15．分散混合：将呈现出屈服点的物料混合在一起时,要将它们分散，应使结块和液滴破裂，这种混合称为分散混合。 16．流变性：当高聚物熔体和溶液（简称流体）在受外力作用时，既表现粘性流动，又表现出弹性形变，因此称为高聚物流体的流变性或流变行为。 17．拉伸流动:流体质点的运动速度仅沿着与流动方向一致的方向发生变化。 18．剪切流动：流体质点的运动速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化。 19．威森堡效应：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。 20．孔口胀大效应：是指熔体挤出模孔后，挤出物的截面积比模孔截面积大的现象。21．网络丝：是指丝条在网络喷嘴中，经喷射气流作用，单丝互相缠结而呈周期性网络点的长丝。 22．纤维：一种细长形状的物体：长径比至少为10︰1，截面积小于0.05mm2，宽度小于 0.25mm。具有一定的柔曲性、强度、模量、伸长和弹性等。 23．复合纤维：将两种或两种以上聚合物的熔体或浓溶液，分别输入同一个纺丝组件，在组件中的适当部位汇合，从同一喷丝孔中喷出而形成的纤维。 24．高性能纤维：具有高强度、高模量、耐高温、耐化学药品、耐气候等性能特别优异的一类新型纤维。 25．回弹性：纤维在外力作用下伸长和释放外力后恢复到原始状态的能力称为回弹性。26．干法纺丝：将聚合物溶于挥发性溶剂中，通过喷丝孔喷出细流，在热空气中形成纤维的纺丝方法。 聚合物共混改性考试试卷 一、名称解释 20分 聚合物共混改性： 答：是以聚合物（聚合物或者共聚物）为改性剂，加入到被改性的聚合物材料（合成树脂，又叫基体树脂）中，采用合适的加工成型工艺，使两者充分混合，从而制得具有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物材料的改性技术。 相逆转： 答：聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转，原来是分散相的组分变成连续相，而原来是连续相的组分变成分散相。在相逆转的组成范围内，常可形成两相交错、互锁的共连续形态结构，使共混物的力学性能提高。 热塑性塑料： 答：热塑性塑料是指加热后软化、可塑，冷却后硬化，再次加热可熔融软化，固化成型，具有反复可加工成型的特点。 增容作用： 答：使聚合物之间易于相互分散，能够得到宏观均匀的共混体系。改善聚合物之间相界面的性能，增加两相间的粘合力，使P-P共混物具有长期稳定的性能。 二、聚合物共混物的形态结构及特点 10分 答：单相连续结构：构成聚合物共混物的两个相或者多个相中只有一个相连续，其他的相分散于连续相中。单相连续结构又因分散相相畴的形状、大小以及与连续相结合情况的不同而表现为多种形式。 两相互锁或交错结构：这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相，而且两相相互交错形成层状排列，难以区分连续相和分散相。有时也称为两相共连续结构，包括层状结构和互锁结构。 相互贯穿的两相连续结构：共混物中两种组分均构成连续相，互穿网络聚合物（IPNs）是两相连续结构的典型例子。 三、聚合物共混物相容性分哪两类？各自的定义是什么？画出聚合物共混物的UCST、LCST 相图。15分 答：分为热力学相容性和工艺相容性两类。 热力学相容性是指相互混合的组分以任意比混合，都能形成均相体系，这种相容性叫热力学相容性。 工艺相容性是指对于一些热力学相容性不太好的共混高聚物，经适当加工工艺，形成结构和性能稳定的共混高聚物，则称之为工艺相容性。 相图略 四、界面层的结构组成和独立相区的区别 10分 答：①界面层内两种分子链的分布是不均匀的，从相区内到界面形成一浓度梯度； ②界面层内分子链比各自相区内排列松散，因而密度稍低于两相聚合物的平均密度； ③界面层内往往易聚集更多的表面活性剂及其他添加剂等杂质，分子量较低的聚合物分子也易向界面层迁移。这种表面活性剂等低分子量物越多，界面层越稳定，但对界面粘结强度不利。 五、以PC/PP共混体系为例，举例说明哪些手段可以用来加强体系的相容性？10分 答：1. 通过共聚改变某聚合物的极性； 2. 通过化学改性的方法，在一组分或两组分上引入极性基团或反应基团； 3. 在某聚合物上引入特殊作用基团；加入第三组分进行增容； 聚合物流体在加工过程中的受力比较复杂,因此相对应的应变也比较复杂,其实际的应变往往是二种或多种简单应变的叠加,然而以剪切应力造成的剪切应变起主要作用。拉伸应力造成的拉伸应变也有相当重要的作用,而静压力对流体流动性质的作用主要体现在对粘度的影响上。 聚合物流体（熔融状聚合物和聚合物溶液或悬浮液）的流变性质主要表现为粘度的变化,根据粘度与应力或应变速率的关系,可将流体分为以下两类:牛顿流体和非牛顿流体。 拉伸流动:质点速度沿着流动方向发生变化;剪切流动:质点速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化。由边界的运动而产生的流动,如运转滚筒表面对流体的剪切摩擦而产生流动,即为拖曳流动。而边界固定,由外压力作用于流体而产生的流动,称为压力流动。 聚合物熔体注射成型时,在流道内的流动属于压力梯度引起的压力流动。聚合物在挤出机螺槽中的流动为另一种剪切流动,即拖曳流动。 对于小分子流体该粘度为常数,称为牛顿粘度。而对于聚合物流体,由于大分子的长链结构和缠结,剪切力和剪切速率不成比例,流体的剪切粘度不是常数,依赖于剪切作用。具有这种行为的流体称为非牛顿流体,非牛顿流体的粘度定义为非牛顿粘度或表观粘度。 切力变稀原因（假塑性流体）假塑性流体的粘度随剪切应力或剪切速率的增加而下降的原因与流体分子的结构有关。对聚合物熔体来说,造成粘度下降的原因在于其中大分子彼此之间的缠结。当缠结的大分子承受应力时,其缠结点就会被解开,同时还沿着流动的方向规则排列,因此就降低了粘度。缠结点被解开和大分子规则排列的程度是随应力的增加而加大的。对聚合物溶液来说,当它承受应力时,原来由溶剂化作用而被封闭在粒子或大分子盘绕空穴内的小分子就会被挤出,这样,粒子或盘绕大分子的有效直径即随应力的增加而相应地缩小,从而使流体粘度下降。因为粘度大小与粒子或大分子的平均大小成正比,但不一定是线性关系。 切力变稠原因（膨胀性流体）:当悬浮液处于静态时,体系中由固体粒子构成的空隙最小,其中流体只能勉强充满这些空间。当施加于这一体系的剪切应力不大时,也就是剪切速率较小时,流体就可以在移动的固体粒子间充当润滑剂,因此,表观粘度不高。但当剪切速率逐渐增高时,固体粒子的紧密堆砌就被破坏,整个体系就显得有些膨胀。此时流体不再能充满所有的空隙,润滑作用因而受到限制,表观粘度就随着剪切速率的增长而增大。 震凝性液体:产生震凝性的原因,可以解释为液体中的不对称粒子（椭球形线团）在剪切力场的速度作用下取向排列形成暂时次价交联点所致,这种缔合使粘度不断增加而形成凝胶状,一旦外力作用终止,暂时交联点也相应消失,粘度重新降低。 触变性液体:一般认为,产生触变行为是因为液体静置时聚合物粒子间形成了一种类似凝胶的非永久性的次价交联点,表现出很大粘度。当系统受到外力作用而破坏这一暂时交联点时,粘度即随着剪切持续时间而下降。 粘弹性液体:当液体的弹性不可忽略时,其应变还表现出滞后效应,即在液体中增加应力与降低应力这两个过程的应变曲线不重合。这类液体在受到外 一．选择和填空 1. 液态金属凝固过程的三种传热方式：传导、辐射、对流。 2. 在铸件凝固期间对铸件与铸型之间热交换起决定性作用的因素是热交换。 3. 凝固过程的热阻包括：液态金属的热阻、已凝固金属的热阻、中间层的热阻以及铸型的 热阻。 4. 影响金属凝固温度场的因素主要包括：凝固金属的性质、铸型的性质、浇注条件和铸件 的结构。 5. 金属凝固方式取决于凝固区的宽度。 6. 纯铜、纯铝、灰铸铁以及低碳钢等的凝固均属于逐层凝固；球墨铸铁、高碳钢、锡青铜等合 金均为体积凝固；中碳钢、白口铸铁等合金均为中间凝固。 7. 影响凝固方式的因素：结晶温度范围、温度梯度。 8. 组成最典型的铸件晶粒组织的晶区：表面细晶区、内部柱状晶区、中心等轴晶区。 9. 一个晶粒内部出现的化学成分不均匀的现象称为晶内偏析。消除晶内偏析的方法：采用均 匀化退火。 10. 由于对数应变反应了瞬时的变形，真实地表示了塑性变形过程，因此在金属塑性变形中一般都 采用对数应变来表示变形程度。 11. 屈服准则是变形体由弹性状态向塑性状态过渡的力学条件。 12. 粉体制备的方法：粉碎法、合成法。 13. 粉体的特性指：粉体的粒度、粒度分布、粉体颗粒的形状、粉体表面特性、粉体的流动性。 14. 互不溶解的的混合粉末烧结的条件：（A-B的表面能必须小于组元A和B单独存在 使得表面能之和） 15. 液相烧结需满足的润湿条件：润湿角° 。 16. 界面结合分为：机械结合、物理结合、化学结合。 17. 熔流体的流动曲线：n=1 时，牛顿流体；n<1 时，切力变稀流体或假塑性流体； n>1时，切力增稠流体或胀流性流体。 18. 聚合物流体弹性的表征：液流的弹性回缩、聚合物流体的蠕变松弛、孔口胀大效 应、爬杆效应、剩余压力效应、孔道的虚构长度。 19. 挤出机挤出过程：固体输送、熔化过程、熔体输送 20. 焊接冶金区分为三个区：药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区。 21. 焊接接头由焊缝、熔合区、热影响区、母材组成，焊缝和热影响区的中间为熔合 区。 22. 熔化焊冶金的缺陷：气孔和裂纹（热裂纹和冷裂纹）。 23. 软钎焊一一钎焊液相线温度V 450 C;硬钎焊一一钎焊液相线温度（450? 900 ）C；高温钎焊一一钎焊液相线温度〉900 C 24. 钎缝组织：扩散区、界面区、钎缝中心区。 25. 挤出成型 --- 挤出机 注射成型 --- 注射机 模压成型 --- 压机 名词解释 1．凝固时间：指从液态金属充满型腔后至凝固完毕所需的额时间。 2．穿晶组织：柱状晶一直长大到铸件中心，直到与其他柱状晶相遇的组织。 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。 4. 简述高分子合成工业的三废来源、处理方法以及如何对废旧材料进行回收利用。 答: 高分子合成工业中:废气主要来自气态和易挥发单体和有机溶剂或《聚合物加工原理试题》
聚合物加工原理复习题
聚合物加工原理名词解释
聚合物共混改性考试试题及答案
聚合物加工原理
完整版材料加工原理复习资料
聚合物合成工艺学思考题及 其答案