高分子材料成型加工原理期末复习重点(升华提升版)

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高分子材料成型加工复习(整理)

高分子材料成型加工复习(整理)

高分子材料成型加工复习(整理)1.高分子材料中加入添加剂的目的是什么?添加剂可分为哪些主要类型目的:满足成型加工上的要求满足制品性能上的要求满足制品功能上的要求满足制品经济上的要求主要类型:工艺性添加剂功能性添加剂2.哪些热稳定剂可以用作食品和医药包装材料有机锡类稳定剂有机锑类稳定剂无机稳定剂稀土类稳定剂3.哪一类热塑性聚合物在成型加工中需使用热稳定剂?为什么?热稳定性差的热塑性聚合物。

加入热稳定剂才能实现在高温下加工成型,制得性能优良的制品。

4.增塑剂的促进作用机理添加到高分子材料中,使体系的可塑性增加,改进柔软性、延伸性和加工性。

降低玻璃化温度tg第四章1.在高分子材料制品设计中,成型加工方法选择的依据是什么①制品形状②产品尺寸③材料特征④公差精度⑤加工成本第五章1.聚合物熔体在成型加工中有哪些流动类型①层流和湍流②平衡流动与不能平衡流动③等温流动和非等温流动④弯曲流动和剪切流动2.聚合物流体有哪些奇异流变现象,简述产生的原因①高粘度与剪切变稀行为②weissenb erg效应③barus效应④不平衡流动与熔体断裂⑤无管虹吸与无管侧吸⑥次级流动⑦触变性和震凝性⑧湍流减阻与渗流增阻3.聚合物熔体剪切黏度的影响因素①剪切速率②温度③压力④分子结构⑤添加剂第六章1.物料的混合有哪三种基本运动形式?聚合物成型时熔融物料的混合以哪一种运动形式为主?运动方式:①分子蔓延②涡旋蔓延③体积蔓延体积蔓延2.温度对生胶塑炼油何影响?为什么天然橡胶在110℃时塑炼效果最差?温度对橡胶的塑炼效果有很大影响,而且在不同温度范围内的影响也不同。

磷酸氢二钠温度高:①物料粘度低,剪切促进作用小,机械促进作用效果小②水解反应速度高,化学作用效果大塑炼温度高:①物料粘度低,剪切作用小,机械作用效果小②氧化反应速度高,化学作用效果大3.什么叫做塑料的混合和塑化,其主要区别在哪里塑料的混合:物料的初混合,在低于流动温度和较为缓和的剪切速率下进行,混合后,物料各组分的物理性质和化学性质无变化,只增加各组分颗粒的无规则排列程度,不改变颗粒大小塑料的塑化:再混合,在低于流动温度和较猛烈的剪切速率下展开,混合后,物料各组分物化性质有所发生改变4.塑料的塑化与橡胶的塑炼二者的目的和原理有何异同塑化:目的就是并使物料在一定温度和剪切力下熔融,剪除其中的水分和挥发物,并使各组分更趋光滑,获得具备一定可塑性的光滑物料橡胶的塑炼:目的是使生胶由强韧的弹性转变为柔软的便于加工的塑性状态的过程,使之适合于混炼,压延,压出,成型工艺操作,增加可塑性以便得到质量均匀的胶料。

高分子材料成型原理期末复习资料

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c、下临界混溶温度降低d、上临界混溶温度降低
二、简答题
1、简述聚合物熔融的主要方法。
2、简述聚合物在螺杆挤压机中熔融的能量来源。
答:(1)装在机筒外壁的加热器,使能量在机筒沿螺槽深度方向自上而下传导。
(2)随着螺杆的转动,筒壁上的熔膜被强制刮下来移走,而使熔融层受到剪切作用,使部分机械能转变为热能。
第二章
一、选择题
1、“溶解度参数相近原则”适用于估计( B )的互溶性。
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
2.纤维素黄酸酯-氢氧化钠水溶液体系的平衡相图具有( C )特征,( )温度有利于纤维素黄酸酯溶解度的提高。
a、下临界混溶温度升高b、上临界混溶温度升高
名称: 2015秋高分子材料成型原理期末复习资料
第一章
一、选择题
1、( B )属于化学合成高分子。
a、甲壳素b、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ乳酸
c、淀粉d、细菌纤维素
2、( D )属于高性能纤维。
a、粘胶纤维b、聚酯纤维
c、聚丙烯腈纤维d、碳纤维
3、( D )属于功能纤维。
a、粘胶纤维b、聚酯纤维
c、聚丙烯腈纤维d、导电纤维
三、讨论题
1、试述根据拉伸应变速率不同而将整个熔体纺丝线分成的三个区域中速度与轴向速度梯度分布的特征及其对初生纤维结构的影响。
3、试讨论成纤聚合物在熔体纺丝线上取向度的变化规律及其原因。
4、试述影响湿纺初生纤维横截面形状的主要因素,并结合纺丝工艺条件进行讨论。
5、试述湿法成形中纤维横截面出现皮层与芯层差异的原因及皮层的特点。
3高景物的分子量分布加宽,其流体的%界剪切速率般向( )值移动,

高分子材料加工工艺学复习要点

高分子材料加工工艺学复习要点

高分子材料加工工艺学复习要点1、高分子材料主要包括纤维、塑料、橡胶、胶黏剂和涂料五大类。

2、纤维按原料来源可分为再生纤维、合成纤维和无机纤维。

3、塑料按受热行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。

4、塑料按使用特点可分为通用塑料和工程塑料。

5.特殊编号*普通分支编号=1000,1个特殊=9丹,1个特殊=10分,1g/Dan=0.0882n/tex=0.882cn/dtex=8.82cn/tex。

pet分子有两种空间构象:(略)7、切片干燥的目的是除去水分、提高切片含水的均匀性、提高结晶度及软化点。

8、聚酯切片干燥设备分为间歇式和连续式两类。

9、BM型预结晶干燥装置的干燥机构:右风道为进风道,左风道为出风道,中间有六组风道。

其中1、3、5与右风道相连,称为进气管;2.4、6与左风管相连,称为出风管。

干热风从进风口进入右风管,同时以三种方式进入135风管,从这些风管底部的长条形开口缝溢出,向上翻转,穿透切片层上升,然后从246出风管下方的长条形开口进入,收集在左侧风管中,并进入干燥箱的第二部分。

10、聚酯纤维的熔体纺丝成型可分为切片纺丝和直接纺丝两种。

11.聚酯纤维的纺丝速度一般可分为常规纺丝、中速纺丝、高速纺丝和超高速纺丝。

12.冷却和吹风过程条件主要包括风温、风湿病和风速。

13.TCS生产工艺特点:(略)14、根据不同纺速下纤维的dta谱图,可以得到以下信息:在较低纺丝速度下,卷绕丝在低温侧(130度)附近仍有冷结晶峰出现,在高温侧(250度)附近有结晶熔融吸热峰,只有在卷绕丝进行拉伸热处理后,低温侧的冷结晶峰才消失。

但随着纺丝速度的提高,dta曲线上的冷结晶峰逐渐减少并向低温方向移动,纺速达5000m/min以上时,冷结晶峰消失,而熔融峰随纺速提高逐渐变得尖锐,并略向高温侧移动。

15.在“涤纶长丝拉伸加捻机原理图”中,2:绕丝,6:加热器,12:钢丝圈。

16、聚酯纤维的性质:1)力学性能:强度高、伸长率适中、模量高、回弹性好、耐磨性好。

高分子材料成型原理期末复习资料全解

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高分子材料成型原理期末复习资料全解名称: 2015秋高分子材料成型原理期末复习资料第一章一、选择题1.( B )属于化学合成高分子。

a. 甲壳素b. 聚乳酸c. 淀粉d. 细菌纤维素2.( D )属于高性能纤维。

a.粘胶纤维b.聚酯纤维c.聚丙烯腈纤维d.碳纤维3.( D )属于功能纤维。

a.粘胶纤维b.聚酯纤维c.聚丙烯腈纤维d.导电纤维第二章一、选择题1.“溶解度参数相近原则”适用于估计( B )的互溶性。

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2.纤维素黄酸酯-氢氧化钠水溶液体系的平衡相图具有( C )特征,()温度有利于纤维素黄酸酯溶解度的提高。

升高升高b. 上临界混溶温度下临界混溶温度 a.降低上临界混溶温度 d. 降低下临界混溶温度c.二、简答题1. 简述聚合物熔融的主要方法。

2. 简述聚合物在螺杆挤压机中熔融的能量来源。

答:(1)装在机筒外壁的加热器,使能量在机筒沿螺槽深度方向自上而下传导。

(2)随着螺杆的转动,筒壁上的熔膜被强制刮下来移走,而使熔融层受到剪切作用,使部分机械能转变为热能。

3.简述选择聚合物溶剂的基本原则。

答:聚合物溶剂的选择原则:(1)聚合物和溶剂的极性相近规律相似相溶:聚合物和溶剂的极性越接近,越容易互溶。

(2)溶度参数理论对于非极性聚合物尽可能找到聚合物溶度参数δ相近的非极性溶剂对于极性较高或者易形成氢键的聚合物或者溶剂,只有当聚合物与溶剂的δd、δp、δh分别接近时才能很好地混溶。

(3)高分子-溶剂相互作用参数(哈金斯参数)…Χ1 Χ1越小,溶剂的溶解能力越大,一般Χ1<0.5为良溶剂。

4.聚氯乙烯的溶解度参数δ值与氯仿和四氢呋喃接近,但为什么四氢呋喃能很好地溶解聚氯乙烯而氯仿不能与聚氯乙烯混溶?第三章一、选择题1.在聚合物物理改性的混合过程中,其混合机理不包括( B )作用。

弯曲 b. 剪切a.c. 拉伸d. 分流、合并和置换二、简答题1.简述混合过程的三种基本运动形式及其聚合物加工中的作用。

高分子材料成型加工考试重点及部分习题答案

高分子材料成型加工考试重点及部分习题答案

高分子材料成型加工考试重点内容及部分习题答案第二章高分子材料学1、热固性塑料: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。

受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。

在溶剂中不溶。

化学结构是由线型分子变为体型结构。

举例:PF、UF、MF2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。

再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。

在溶剂中可溶。

化学结构是线型高分子。

举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC 聚氯乙烯。

3、通用塑料:是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。

4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。

举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。

透明度不好,强度较大。

6、骤冷(淬火):Tc<Tg,大分子来不及重排,结晶少,易产生应力。

结晶度小,透明度好,韧性好。

定义:是指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物,在该温度下保持一段时间后,快速冷却使其来不及结晶,以改善制品的冲击性能。

7、中速冷:Tc>=Tg,有利晶核生成和晶体长大,性能好。

透明度一般,结晶度一般,强度一般。

8、二次结晶:是指一次结晶后,在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程。

9、后结晶:是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。

第三章添加剂1、添加剂的分类包括工艺性添加剂(如润滑剂)和功能性添加剂(除润滑剂之外的都是,如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂)2、稳定剂:防止或延缓高分子材料的老化,使其保持原有使用性能的添加剂。

针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素,可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂(防老剂)、光稳定剂。

热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。

高分子材料成型加工考试重点复习内容

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第二章高分子材料学1、热固性塑料: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。

受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。

在溶剂中不溶。

化学结构是由线型分子变为体型结构。

举例:PF、UF、MF2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。

再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。

在溶剂中可溶。

化学结构是线型高分子。

举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC聚氯乙烯。

3、通用塑料:是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。

4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。

举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。

透明度不好,强度较大。

6、骤冷(淬火):Tc<Tg,大分子来不及重排,结晶少,易产生应力。

结晶度小,透明度好,韧性好。

定义:是指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物,在该温度下保持一段时间后,快速冷却使其来不及结晶,以改善制品的冲击性能。

7、中速冷:Tc>=Tg,有利晶核生成和晶体长大,性能好。

透明度一般,结晶度一般,强度一般。

8、二次结晶:是指一次结晶后,在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程。

9、后结晶:是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。

第三章添加剂1、添加剂的分类包括工艺性添加剂(如润滑剂)和功能性添加剂(除润滑剂之外的都是,如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂)2、稳定剂:防止或延缓高分子材料的老化,使其保持原有使用性能的添加剂。

针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素,可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂(防老剂)、光稳定剂。

热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。

高分子材料成型加工(考试重点及部分习题答案)

高分子材料成型加工(考试重点及部分习题答案)

高分子材料成型加工考试重点内容及部分习题答案第二章高分子材料学1、热固性塑料: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。

受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。

在溶剂中不溶。

化学结构是由线型分子变为体型结构。

举例:PF、UF、MF2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。

再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。

在溶剂中可溶。

化学结构是线型高分子。

举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC聚氯乙烯。

3、通用塑料:是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。

4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。

举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。

透明度不好,强度较大。

6、骤冷(淬火):Tc<Tg,大分子来不及重排,结晶少,易产生应力。

结晶度小,透明度好,韧性好。

定义:是指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物,在该温度下保持一段时间后,快速冷却使其来不及结晶,以改善制品的冲击性能。

7、中速冷:Tc>=Tg,有利晶核生成和晶体长大,性能好。

透明度一般,结晶度一般,强度一般。

8、二次结晶:是指一次结晶后,在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程。

9、后结晶:是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。

第三章添加剂1、添加剂的分类包括工艺性添加剂(如润滑剂)和功能性添加剂(除润滑剂之外的都是,如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂)2、稳定剂:防止或延缓高分子材料的老化,使其保持原有使用性能的添加剂。

针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素,可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂(防老剂)、光稳定剂。

热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。

高分子材料成型加工原理-期末复习重点(升华提升版).docx

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1聚合物主要有哪几种聚集态形式?玻璃态(结品态)、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玻璃态一一适应机械加工;聚合物使用的最低(卜-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,加工屮有可逆形变, 加工的关键的是将制品温度迅速冷却到匹以下;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:玻璃化温发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分钟内从出料孑L (0=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4)= 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。

分了量较低的聚合物的力学强度和硬度等较低4解释:应变软化;应力硬化;塑性形变及其实质。

几是塑料使用的下限温度;应变软化:材料在拉伸吋发热,温度升高,以致形变明显加速,并出现形变的细颈现象。

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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。

Tb应变软化:材料在拉伸时发热.温度升高.以致形变明显加速.并出现形变的细颈现象。

应力硬化:随着取向度的提高.分子间作用力增大.引起聚合物粘度升高.表现出“硬化”倾向.形变也趋于稳定而不再发展。

塑性变形:材料在外力作用下产生不可逆的变形。

实质:大分子链的解缠和滑移随温度升高.屈服强度和断裂强度均下降.两曲线在Tb 相交。

T<Tb时.断裂强度低于屈服强度.曲服前材料已断裂;材料因脆性而失去使用价值;温度在Tb ~Tg .较大外力作用下.非晶高聚物产生强迫高弹形变.强迫高弹性是塑料具有韧性的原因5根据线性聚合物塑性拉伸的应力-应变曲线.可获得哪些性能参数?弹性模量.屈服强度(应力).定伸强度, 抗张强度(应力).断裂伸长率.断裂能6分析讨论聚集态与成型加工的关系;T< Tg .玻璃态.链段冻结.自由体积小.内聚力较强.力学强度较大.为坚硬固体;外力作用下.大分子链的键角或键长发生变形.形变小.为可逆普弹形变.弹性模量高;适于机械加工,如车削,锉削,制孔,切螺纹等;Tg <T < Tf 高弹态.高分子链段运动能力增大.形变增大.模量减少.可进行较大变形的成型, 如压延.中空吹塑.热成型.薄膜或纤维拉伸等。

但此形变是可恢复的;加工的关键的是将制品温度迅速冷却到Tg以下;T > Tf 粘流态.整个大分子运动, 滑移和解缠.外力作用下.主要为不可逆的粘性形变.产生宏观流动.可进行变形大.形状复杂的成型。

如熔融纺丝、注射、挤出等。

冷却后形变永久保存7写出线型聚合物的总形变γ公式.画出聚合物在外力作用下的形变-时间曲线, 分析各部分的性质特点;8画出线性聚合物塑性拉伸的应力-应变曲线.并说明各阶段的应力-应变行为特点1.直线o—a线段普弹形变.模量高.由键角和键长拉伸引起.形变很小,ab弯曲.形变加速.由普弹形变向高弹形变转变;2.屈服点b点.水平曲线.屈服应力σy下.链段逐渐形变和位移.应变增大。

由高弹形变发展为塑性形变 (大分子链解缠和滑移) ;“应变软化”:拉伸时材料发热(外力功→分子热运动能).温度升高变软.形变加速。

“细颈”现象:拉应力下.材料形变加速.截面突然变细。

屈服应力下.聚合物中结构单元(链段、大分子和微晶)拉伸取向。

9聚合物加工技术分类及其过程按材料分类(1)化学纤维成型加工熔体纺丝, 溶液纺丝。

(2)塑料成型加工注塑、挤塑、吹塑、模压、层压、传递模塑、浇铸、旋转成型、涂覆等。

(3橡胶成型加工工艺过程包括:塑炼、混炼、压出 (压延) 、成型、硫化等过程根据加工过程中的物理或化学变化(1)主要是物理变化热塑性聚合物:加热软化或熔融 - 施压流动 - 冷却固化;纤维或薄膜:拉伸取向以及结晶;(2)主要是化学变化引发剂或热作用下.单体或低聚物的交联固化反应;(3)兼有物理和化学变化加热—流动 . 交联—固化。

热固性塑料的模压、注射和传递模塑成型、橡胶成型、反应挤出等。

10说明粘度对剪切速率和温度的敏感性在成型加工中的应用。

1)在炼胶、压延、压出和注射成型中.提高剪切速率和温度.聚合物粘度降低.可改善加工流动性。

2)外力解除或流动停止时(材料或半成品停放过程中).降低温度.粘度增大.使半成品有良好的挺性.不易变形。

3)可根据原材料特性.正确选择加工工艺(剪切速率和温度)PS、PE、PP和PVC等的粘度对剪切速率敏感.通过提高剪切速率可降粘.改善加工流动性。

PS、PC、 PMMA 、CA 、 PET 、PA等的粘度对温度敏感.通过提高加工温度可降粘.改善加工流动性。

POM、PC、PET和PA 的粘度对剪切速率不敏感4)加工制品时.合理的加工剪切速率范围应选择在粘度对剪切速率不敏感区域(400秒-1 ~ 600秒-1以上)11说明压力对熔体粘度的影响机理.压力-温度等效性原理。

增大压力.自由体积减小.大分子间距离缩小.链段活动范围减小.分子间作用力增加.熔体粘度增大。

但单纯通过增大压力提高熔体流量不恰当. 过大压力造成功率消耗过大.设备磨损更大。

不同聚合物的压缩率不同.粘度对压力的敏感性不同压力从138公斤/厘米2升至173公斤/厘米2 . HDPE和PP的粘度增加4~7倍.PS的粘度增加100倍压力—温度等效性加工温度范围. 增加压力或降低温度.可使熔体获得同样的粘度变化。

压力增加到1000大气压.等效于降温30~50℃。

根据压力-温度等效性原理. 加工中为维持粘度恒定.增加熔体压力的同时.应提高温度12宾汉流体、牛顿流体、膨胀性流体、假塑性流体、触变性液体.震凝性液体触变性液体:在恒温和恒定的切变速率下.粘度随时间递减的流体。

震凝性流体:在恒温和恒定的切变速率下.粘度随时间递增的流体。

宾汉流体:与牛顿型流体的流动曲线均为直线.但它不通过原点.只有当剪切应力超过一定屈服应力值之后才开始塑性流动13比较热塑性聚合物和热固性聚合物在加工过程中的流变行为特点;分析讨论温度对热固性聚合物流动性的影响热固性与热塑性聚合物粘度变化的差别(1) 热塑性聚合物加工主要为物理过程多次塑化引起材料一定变化 (部分降解或局部交联等).但未改变材料整体的可塑性。

(2)加热, 材料熔融.压力作用下流动.获得所需形状;一定温度下, 活性基团交联硬化.粘度变大.失去再次加热软化和流动能力。

温度对热固性聚合物粘度的影响硬化时间H(流动度降低到某一定值时所需的时间)温度升高.固化时间缩短.固化速度加快.粘度增高热塑性聚合物热固性聚合物加工温度对聚合物粘度的影响14讨论热塑性聚合物分子量及其分布、剪切速率、熔体粘度的关系分子量分布宽.剪切速率增大.熔体粘度迅速下降.表现更多假塑性;分子量分布窄.在宽剪切速率范围内.熔体表现更多牛顿性。

分子量相同时.从加工性能(熔体粘度)考虑.聚合物分子量分布可适当宽些15拖曳流动.收敛流动.管外拉伸流动的特点收敛流动:在流道截面尺寸逐渐变小的锥管或其它形状管道中的流动。

特点:流动液体受剪切和拉伸两种作用。

拖曳流动:管道或口模的一部分运动.使聚合物随管道或口模的运动部分产生拖曳流动。

特点:剪切流动.液体压力降及流速分布受运动部分的影响。

管外拉伸流动:非抑制性收敛流动(拉伸流动).壁面速度不为 0;收敛角很小;拉伸方向存在速度梯度dvz / dz;拉伸流动区.聚合物细流在径向不存在速度梯度.细流截面上各点的速度相同。

16评价聚合物流变性的常用仪器和方法有哪些 ?毛细管粘度计、旋转粘度计、落球粘度计、熔融指数仪、螺旋流动试验和转矩流变仪等。

1)挤出式毛细管粘度计:剪切速率.10-1~6 秒-1 .熔体和溶液.102 ~ 8 泊能观察熔体弹性行为和熔体破裂等现象。

2)旋转粘度计:剪切速率. 10-3~ 105秒-1转筒式适合浓溶液.锥板和平板式适合熔体。

能观测聚合物体系的弹性行为和松弛特性。

3) 落球粘度计:剪切速率。

10 -2 秒-1以下.溶液。

4)熔融指数仪、螺旋流动试验和转矩流变仪等。

17分析管道中流动液体.管中心区域温度低 .管壁附近区域温度高的原因。

(1)摩擦热管中心.剪应力(剪切速率)低.摩擦热小;随半径增大.剪应力和剪切速率增加.管壁区域的摩擦热最大。

(2)膨胀冷却效应流体沿流动方向.存在压力降.体积逐渐膨胀.表观密度减小。

膨胀作用消耗液体中部分能量.产生冷却效应。

管壁:限制和摩擦力较大.膨胀率小.冷却效应较小;管中心:膨胀率大.冷却效应更大。

18“拉伸变硬”及其在加工中的应用。

吹塑薄膜或挤压中空容器型型坯时.采用“拉伸变硬”的物料, 制品很少出现应力集中或局部强度变弱而破裂.可获得形变均匀的制品.有利于挤压中空容器型坯、纺丝、吹塑薄膜以及片材的热成型。

“拉伸变稀”会导致材料破坏。

19入口效应(入口端产生更大压力降)的原因(1)大管小管(液体收敛流动).流速和剪切速率增大.要消耗更多的能量才能相应提高剪应力和压力梯度;(2)流速增大.液体动能增加.使能量消耗增多;(3)液体剪切速率的增大.使大分子伸展取向更大.高弹形变增加.要克服分子内和分子间的作用作力.也要消耗能量。

导致液体进入小管时.能量消耗增多.压力降更大。

20画出螺槽中压力流动和拖曳流动的速度分布.讨论机头阻力的变化对螺槽中熔体流速和流率的影响;总流速及分布V 拖曳流动和压力流动的叠加.流率: Q = V * S . q = Q p / QD. Q = QD - Q p - Q L1)机头开放. q = 0.仅有拖曳流动.Q 最大;2)机头对液体流动阻力增大, 反压和逆流增大.在螺槽不同深度出现流动速度V 由正变负.Q 减小;3)机头完全封闭时.反压和逆流达最大. Q = 021比较锥管中收敛流动和管外拉伸流动的特点.讨论锥管收敛流动在加工管道和模具设计中应用;(PPT 50)锥管中收敛流动特点:径向和轴向都有速度梯度;向方向.最大速度在锥管中心 .锥管管壁流速为零;轴向( 液体流动)方向.最大速度在锥管的最小截面处;锥管液体流动由剪切流动和收敛流动构成, 两种流动成分的大小取决于收敛角。

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