高分子加工工艺习题
高分子加工思考题解答
第一章绪论1．高分子材料分为哪几类？（高分子材料是一定配合的高分子化合物（由主要成分树脂或橡胶和次要成分添加剂组成）在成型设备中，受一定温度和压力的作用熔融塑化，然后通过模塑制成一定形状，冷却后在常温下能保持既定形状的材料制品。
分为塑料、橡胶、纤维三类）2．塑料、橡胶、纤维分类？3．名词解释：工程塑料通用塑料特种塑料化学纤维合成纤维4．生产塑料制品的完整工序有哪五个？原料准备、成型、机械加工、修饰和装配5. 热塑性高分子材料和热固性高分子材料得物理性质及加工性能比较（见讲义）。
第二章高分子材料成型原理1．高分子材料的熔融性能热传递三种方式：热传导、对流、辐射聚合物的加热与冷却都不易由于聚合物的表观粘度随摩擦升温而降低，使物料熔体烧焦的可能性不大2．聚合物的流动和流变性能拉伸流动和剪切流动，各类型流体的流动曲线，影响高聚物熔体粘度的因素，粘度、流动稠度、流动指数、流动性的关系，熔体流动速率熔体流动速率——在规定的温度、压力（2160×9.81×10-3N）下，每10min内通过国标指定尺寸（书P76装料筒直径φ9.55±0.025mm, 出料口直径φ2.095±0.005mm）毛细管的试样总质量（克数）单位：克/10分钟3．聚合物熔体的弹性流动缺陷：管壁上的滑移，端末效应，离模膨胀，弹性对层流的干扰，熔体破裂，鲨鱼皮，产生原因熔体破裂——当挤出速率逐渐增加，挤出物表面将出现不规则现象（畸变、支离和断裂），甚至使内在质量受到破坏。
离模膨胀——被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大，称为离模膨胀鲨鱼皮——挤出物周边具有周期性的皱褶波纹。
4．高分子材料的成型性能聚合物的聚集态:结晶态、玻璃态、高弹态、粘流态等聚集态可挤压性、可模塑性、可纺性、可延性概念5．成型过程中的取向作用拉伸取向（薄膜双向拉伸后，拉伸后的薄膜在拉伸方向上的拉伸强度和抗蠕变性能会提高。
6．高分子材料的降解与交联交联、交联度熟化降解——高分子材料化学键的断链、交联、主链化学结构改变、侧基改变以及上述四种作用的综合交联——线性大分子链之间以新的化学键连接、形成三维网状或体型结构的反应。
高分子材料成型加工原理期末复习重点(升华提升版)
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是塑料使用的下限温度; 4解释：应变软化；应力硬化；塑性形变及其实质。
高分子化学重点课后习题解答讲解学习
高分子化学重点课后习题解答讲解学习1.图1 相对分子质量～转化率关系1.链式聚合2.活性聚合3.逐步聚合对链式聚合，存在活性中心，活性中心的特点一是在反应过程中不断生成，二是高活性，可使高分子链是瞬间形成，因此在不同转化率下分离所得聚合物的相对分子质量相差不大，延长反应时间只是为了提高转化率。
对逐步聚合，是官能团间反应，由于大部分单体很快聚合成二聚体、三聚体等低聚物，短期内可达到很高转化率，但因官能团活性低，故需延长反应时间来提高相对分子质量。
对活性聚合，活性中心同时形成，且无链转移和链终止，故随反应进行，相对分子质量和转化率均线性提高。
2.连锁聚合与逐步聚合的单体有何相同与不同?连锁聚合单体的主要反应部位是单体上所含不饱合结构（双键或叁键），在聚合过程中不饱合键打开，相互连接形成大分子链。
需要有活性中心启动聚合反应，为此多需用引发剂，反应活化能低，反应速率快，相对分子质量高。
逐步聚合单体的主要反应部位是单体上所带可相互反应的官能团，在聚合过程中官能团相互反应连接在一起，形成大分子链。
不需活性中心启动反应，但反应活化能高，为此多需用催化剂，反应速率慢，受平衡影响大，相对分子质量低。
3.凝胶点：出现凝胶化时的反应程度。
（逐步聚合概念）凝胶化：体形逐步聚合的交联反应到一定程度时，体系粘度变得很大，难以流动，反应及搅拌产生的气泡无法从体系中溢出，出现凝胶或不溶性聚合物明显生成的实验现象。
（逐步聚合概念）凝胶效应：自由基聚合中随反应进行体系粘度加大，妨碍了大分子链自由基的扩散运动，降低了两个链自由基相遇的几率，导致链终止反应速率常数随粘度的不断增加而逐步下降；另一方面，体系粘度的增加对小分子单体扩散的影响并不大，链增长反应速率常数基本不变，因而出现了自动加速现象。
这种因体系粘度增加引起的自动加速又称凝胶效应。
（自由基聚合概念）4.为什么在缩聚反应中不用转化率而用反应程度描述反应过程？在逐步聚合中，带不同官能团的任何两分子都能相互反应，无特定的活性种，因此，在缩聚早期单体很快消失，转变成二聚体、三聚体等低聚物，单体的转化率很高。
#高聚物合成工艺学题集--四川大学
“聚合物合成原理及工艺学”习题集四川大学高分子科学和工程学院第一章绪论1.试述高分子合成工艺学的主要任务。
2.简述高分子材料的主要类型，主要品种以及发展方向。
3.用方块图表示高分子合成材料的生产过程，说明每一步骤的主要特点及意义。
4.如何评价生产工艺合理及先进性。
5.开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？第二章生产单体的原料路线1.简述高分子合成材料的基本原料（即三烯、三苯、乙炔）的来源。
2.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。
3.如何由石油原料制得芳烃？并写出其中的主要化学反应及工艺过程。
4.画出C4馏分中制取丁二烯的流程简图，并说明采用萃取精馏的目的。
5.简述从三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯），乙炔出发制备高分子材料的主要单体合成路线（可用方程式或图表表示，并注明基本工艺条件）。
6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体？7.简述苯乙烯的生产方法。
8.试述合成高分子材料所用单体的主要性能，在贮存、运输过程中以及在使用时应注意哪些问题？9.论述乙烯产量和高分子合成工艺的关系。
第三章游离基本体聚合生产工艺1.自由基聚合过程中反应速度和聚合物分子量和哪些因素有关？工艺过程中如何调节？2.自由基聚合所用引发剂有哪些类型，它们各有什么特点？3.引发剂的分解速率和哪些因素有关？引发剂的半衰期的含义是什么？生产中有何作用？4.引发剂的选择主要根据哪些因素考虑？为什么？5.举例说明在自由基聚合过程中，调节剂，阻聚剂，缓聚剂的作用。
6.为什么溶剂分子的Cs值比调节剂分子的Cs小的多，而对聚合物分子量的影响往往比调节剂大的多？7.以乙烯的本体聚合为例，说明本体聚合的特点。
8.根据合成高压聚乙烯的工艺条件和工艺过程特点，组织高压聚乙烯的生产工艺流程，并划出流程示意图。
9. 高压聚乙烯分子结构特点是怎样形成的，对聚合物的加工及性能有何影响。
10. 乙烯高压聚合的影响因素有哪些？11. 对比管式反应器及釜式反应器生产高压聚乙烯的生产工艺。
《高分子材料》课后习题参考
1绪论Q1.总结高分子材料(塑料和橡胶）在发展过程中的标志性事件:（1）最早被应用的塑料（2）第一种人工合成树脂（3）是谁最早提出了高分子的概念（4）HDPE和PP的合成方法是谁发明的（5）是什么发现导致了近现代意义橡胶工业的诞生？1.（1）19世纪中叶，以天然纤维素为原料，经硝酸硝化樟脑丸增塑，制得了赛璐珞塑料，被用来制作台球。
（2）1907年比利时人雷奥·比克兰德应用苯酚和甲醛制备了第一种人工合成树脂—酚醛树脂（PF），俗称电木。
（3）1920年，德国化学家Dr.Herman.Staudinger首先提出了高分子的概念（4）1953年，德国K.Ziegler以TiCl4-Al(C2H5)3做引发剂，在60～90℃，0.2～1.5MPa条件下，合成了HDPE；1954年，意大利G.Natta以TiCl3-AlEt3做引发剂，合成了等规聚丙烯。
两人因此获得了诺贝尔奖。
（5）1839年美国人Goodyear发明了橡胶的硫化，1826年英国人汉考克发明了双辊开炼机，这两项发明使橡胶的应用得到了突破性的进展，奠定了现代橡胶加工业的基础。
Q2.树脂、通用塑料、工程塑料的定义。
化工辞典中的树脂定义: 为半固态、固态或假固态的不定型有机物质, 一般是高分子物质, 透明或不透明。
无固定熔点, 有软化点和熔融范围, 在应力作用下有流动趋向。
受热、变软并渐渐熔化, 熔化时发粘, 不导电, 大多不溶于水, 可溶于有机溶剂如乙醇、乙醚等, 根据来源可分成天然树脂、合成树脂、人造树脂, 根据受热后的饿性能变化可分成热定型树脂、热固性树脂, 此外还可根据溶解度分成水溶性树脂、醇溶性树脂、油溶性树脂。
通用塑料: 按塑料的使用范围和用途分类, 具有产量大、用途广、价格低、性能一般的特点, 主要用于非结构材料。
常见的有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）。
工程塑料：具有较高的力学性能, 能够经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件, 并在此条件下长时间使用的塑料, 可作为结构材料。
高分子成型工艺课后答案
以上两个方面，都使流体进入小管时的能量消耗增大， 压力降增大。
出口膨胀效应：黏弹性液体流出管口后，流出液体的 直径增大膨胀的现象称为出口膨胀。
引起出口膨胀效应的主要原因为：
主要存在问题
ⅰ. 没有假设。 ⅱ. 黏度和稠度系数没有搞清。 参考答案
（1）几点假设 ⅰ. 液体为不可压缩的； ⅱ. 流动是等温过程； ⅲ. 液体在管道壁面不产生滑
移（壁表面速度等于零）；
ⅳ. 液体的粘度不随时间而变 化，并在沿管道流动的全过程中其他性质也不发 生变化。
（2） 任意半径处的流动速度
第二章 成型物料的配制
主要是因为压力增大，使高聚物中的自由体积减小， 分子间距离减小，分子间作用力增大，从而使高聚物熔 体表观黏度增大。
4．什么叫入口效应和出口膨胀效应？ 简要说明引起的原因和克服措施？
（1）主要存在问题
ⅰ. 有部分同学对这两个概念还不够清 楚，回答不完善。
ⅱ. 原因讲的不完善，尤其是对出口膨 胀效应，一方面是伸展取向，一方面与正应 力差有关系。如拉伸等。
主要特点是与金属皂类有协同效应，稳定性
好，兼具增塑作用；相容性差等。环氧大豆油、 环氧油酸丁酯等。
•
此外还有螯合剂等，但其不能单独使用。
3．简述混合的基本原理（三种作用）。 （1）主要存在问题
ⅰ. 有个别同学按混合、捏合和塑炼三个 方面讲。
ⅱ. 有的讲了三者的影响因素，有的没有； 简要讲一下更好。
ⅲ. 措施主要是工艺和设备方面的，其 他没有讲（不要求）。
ⅳ. 转速、剪切速率要考虑。
（2）参考答案
高分子材料与应用各章习题总结
高分子材料及应用各章试题总结第一章绪论1【单选题】材料研究的四要素是？∙A、合成/加工、结构/成分、性质、实用性能∙∙B、合成/加工、结构/成分、性质、使用性能∙∙C、分子结构、组分、性质、使用性能∙∙D、分子结构、组分、性质、实用性能∙我的答案：B2【多选题】未来新一代材料主要表现在哪些方面？∙A、既是结构材料又具有多种功能的材料∙∙B、具有感知、自我调节和反馈等能力的智能型材料∙∙C、制作和废弃过程中尽可能减少污染的绿色材料∙∙D、充分利用自然资源，能循环作用的可再生材料∙我的答案：ABCD3【判断题】材料的性能可分为两类，一种是材料本身所固有的称之为功能物性，另一种是通过外场刺激所转化的性能称为特征性能。
∙我的答案：∙4【判断题】材料的特征性能是指在一定条件下和一定限度内对材料施加某种作用时，通过材料将这种作用转换为另一种作用的性质。
例如许多材料具有把力、热、电、磁、光、声等物理量通过“物理效应”、“化学效应”、“生物效应”进行相互转换的特性。
∙我的答案：∙5【判断题】材料的功能物性是指材料本身所固有的性质，包括热学、电学、磁学、力学、光学等。
∙我的答案：6【简答题】材料科学的内容是什么？∙我的答案：一是从化学角度出发，研究材料的化学组成，健性，结构与性能的关系规律；二是从物理学角度出发，阐述材料的组成原子，分子及其运动状态与各种物性之间的关系。
在此基础上为材料的合成，加工工艺及应用提出科学依据。
∙7【简答题】材料的基本要素有哪些？∙我的答案：1，一定的组成和配比∙2，具有成型加工性∙3，具有一定的物理性质，并能够保持∙4，回收，和再生性∙5，具有经济价值∙8【简答题】材料科学的主要任务是什么？∙我的答案：就是以现代物理学，化学等基础学科理论为基础，从电子，原子，分子间结合力，晶体及非晶体结构，显微组织，结构缺陷等观点研究材料的各种性能，以及材料在制造和应用过程中的行为，了解结构-性能-应用之间的规律关系，提高现有材料的性能，发挥材料的潜力并探索和发展新型材料以满足工业，农业，生产，国防建设和现代技术发展对材料日益增长的需求。
聚合物合成工艺学_习题指导
1.高分子合成材料的生产过程答: 1）原料准备与精制过程特点:单体溶剂等可能含有杂质,会影响到聚合物的原子量,进而影响聚合物的性能,须除去杂质意义:为制备良好的聚合物做准备 2）催化剂配制过程特点:催化剂或引发剂的用量在反应中起到至关重要的作用,需仔细调制. 意义:控制反应速率,引发反应 3）聚合反应过程特点:单体反应生成聚合物,调节聚合物的分子量等,制取所需产品意义:控制反应进程,调节聚合物分子量 4）分离过程特点:聚合物众位反应的单体需回收,溶剂,催化剂须除去意义:提纯产品,提高原料利用率 5）聚合物后处理过程特点:聚合物中含有水等;需干燥. 意义:产品易于贮存与运输6）回收过程特点:回收未反应单体与溶剂意义:提高原料利用率,降低成本,防止污染环境4.生产单体的原料路线有几条？比较它们的优缺点。
答:石油化工路线煤炭路线其他原料路线6.高压聚乙烯分子结构特点是怎么样形成的,对聚合物的加工性能有何影响?答:乙烯在高温下按自由基聚合反应的机理进行聚合。
高温状况下,PE分子间的距离缩短,且易与自由基碰撞反应,很容易发生本分子链转移,支链过多。
影响：这种PE加工流动性好,.可以采取中空吹塑,注塑,挤出成型等加工方法,具有良好的光学性能,强度,柔顺性,封合性,无毒无味,良好的电绝缘性7.悬浮聚合与本体聚合相比有那些特点?答:1)以水为分散介质,价廉,不需回收,安全,易分离.2）悬浮聚合体粘度低,温度易控制,3）颗粒形态较大,可以制成不同粒径的粒子4）需要一定的机械搅拌和分散剂5）产品不如本体聚合纯净 6)悬浮聚合的操作方式为间歇,本体为连续8.紧密型与疏松型颗粒的PVC有何区别?这些区别是如何形成的?答:XJ-规整的圆球状,即乒乓球状,粒度大小不均;XS-多孔性不规则颗粒,即棉花团.所选用的分散剂不同,疏松型的PVC树脂吸收增塑剂的速度明显高于紧密型.紧密型采用明胶为分散剂,疏松型采用适当水解度的聚乙烯醇和水溶性纤维素醚.9.简述PVC悬浮聚合工艺过程答:1、准备工作:首先将去离子水,分散剂及除引发剂以外的各种助剂,经计量后加于聚反应釜中,然后加剂量的氯乙烯单体,2、聚合:升温至规定的温度.加入引发剂溶液或分散液,聚合反应随时开始,夹套同低温水进行冷却,在聚合反应激烈阶段应通5C以下的低温水,严格控制反应温度波动不超过正负0.2C3、分离:当反应釜压力下降至规定值后结束反应,方法为加链终止剂,4、聚合物后处理:然后进入单体回收,干燥,筛选出去大颗粒后,包装得产品.10.试述悬浮聚合中主要影响因素有那些?（悬浮聚合中影响颗粒大小及其分布）答:反应器几何形状的影响;操作条件的影响;材料因素-如两相液滴动力粘度,密度和表面张力等;分散剂.11.试述乳液聚合物系及其作用答:单体:聚合物单体材料原材料.水:比热大,易于清楚反应热,降低体系粘度,构成连续相,使液滴分散,溶解引发剂,PH调节剂等.乳化剂:使单体在乳状液中稳定;使单体在胶体中增溶,使聚合物粒子稳定,增加集合物稳定性,对乳液聚合起脆化作用,形成产生链转移或阻聚作.引发体系:在一定条件下分解产生自由基,从而引发反应.12.自由基溶液聚合中溶剂起什么作用?怎么样选择溶剂?答:作用:a溶剂对引发剂分解速度的影响 b溶剂的链转移作用对分子量的影响c溶剂对聚合物分子的支化与构型的影响.溶剂的选择:a考虑单体在所选择的溶剂中的溶解性 b溶剂的活性:应当无阻聚或缓聚等不良影响以及考虑对引发剂的诱导分解作用. c溶剂对聚合物溶解性能和对凝胶效应的影响:选用良溶剂时为均相聚合,有可能消除凝胶效应 d选用沉淀剂时为沉淀聚合,凝胶效应显著.溶液聚合选择溶剂时应考虑溶剂的Cs值 e溶剂的毒性,安全性和生产成本.13.离子型聚合与自由基溶液聚合对溶剂的要求有何区别?答:离子聚合:1)可能与引发剂产生的作用 2)熔点或沸点的高低 3)容易精制提纯 4)与单体、引发剂和聚合物的相容性等因素 5)充分干燥 6)溶剂极性大小 7)对离子活性中心的溶剂化能力。
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第二章聚酯纤维
1、切片干燥的目的是什么？为何要分段进行？
√2、简述螺杆挤出机的工作原理与作用？
3、何谓环结阻料？采用哪些措施避免？
√4、纺丝箱有哪些作用？
5、复合纺丝组件与普通组件的区别有哪些？
6、有几种冷却吹风方式？使用在什么场合？
√ 7、高速纺丝与常规纺丝的工艺区别是什么？其产品性能有何不同？
8、螺杆各区的温度是如何选择与控制的？
9、预取向丝POY的高取向度、低结晶结构是如何形成的？
√10、为什么说聚酯纤维后加工的拉伸倍数应选择在自然拉伸比和最大拉伸
比之间？
11、纤维后加工的作用是什么？
12、简述并画出聚酯短纤维的后加工工艺流程？
√13、制备假捻变形丝的原理是什么？
14、空气变形丝的生产原理是什么？
15、什么是复合纤维？
第五章聚丙烯腈纤维
1、简述聚丙烯腈湿法和干法工艺？区别何在？
2、什么是凝固浴？什么是凝固浴循环量？如何控制？
√3、聚丙烯腈湿法纺丝中，DMF溶剂路线和硫氰酸钠溶剂路线有何优缺
点？？
4、简述湿法纺丝机的结构？
√ 5、聚丙烯腈后加工中，干燥致密化的目的是什么？其工艺如何控制？
6、聚丙烯腈膨体纱的制造原理是什么？
7、为什么腈纶具有热弹性和极好的日晒牢度？
8、为什么说未拉伸纤维中溶剂含量越少，则拉伸温度应越高？
9、简述腈纶干法成型喷丝头组件结构。
√ 10、简述腈纶凝固浴溶剂含量对凝固过程的影响。
11、丙烯腈三元共聚物中的第二、三单体的作用是什么？
12、聚丙烯腈的不规则螺旋状分子结构是怎样形成的？
√ 13、列举2～3个腈纶纺丝工艺参数是如何影响纤维截面形状的？
08 第八章再生纤维素纤维
1、简述粘胶纤维生产的基本过程？
√2、写出黄化过程发生了哪些主要反应？
3、简述纤维素黄酸酯的溶解历程？
4、简述粘胶纤维的纺前准备过程？为什么要进行纺前准备？
5、凝固浴的组成及作用是什么？
√6、粘胶纤维成型过程中的化学反应主要有哪些？对成型有何影响？
√7、简述粘胶纺丝的影响因素及工艺控制。
8、粘胶纤维湿法成型与其它合成纤维湿法成型(如腈纶、维纶等)成型的重
要区别是什么？
9、粘胶纤维后加工中如何进行物理脱硫和化学脱硫？
10、NMMO的结构特点及溶解特性是什么？
√11、简述里奥赛尔纤维的工艺流程，与传统的粘胶纤维相比有何优点？
12、什么是“绿色”纤维？
第十章塑料成型加工
1、 简述塑料物料混合及分配原理？
√2、何为塑化?塑化与熔化有何区别?
3、简述塑料挤出成型的特点即挤出理论？
4、 热塑性塑料和热固性塑料成型加工的特点是什么？
√5、注射成型中分流梭的作用是什么？
√6、注射成型的核心问题是什么？影响它的工艺条件是什么？
7、画出模压成型工艺流程图，并说明模压成型工艺条件主要是什么？
第十一章橡胶制品的成型加工
√1、什么是生胶的塑炼？简述其机理。
2、以炭黑为例，说明生胶的混炼过程。
3、压延加工的目的是什么？压延成型工艺能生产哪些橡胶和塑料制品？
√4、橡胶主要有哪几种成型方法？简述橡胶注射成型原理？
5、橡胶注射成型中注射压力的高低对熔体流动充模及制件质量有何影
响?
√ 6、为什么橡胶要进行硫化？简述硫化历程。