第二章4均化段的熔体输送理论
第二章 流体流动和输送
u2 Q d236001 3 0.0521.84m /s
4
4
H e181 20 23 0 9 1 .0 80 12 1 .8 9 4 .8 214.522.7m 液 柱
• 【例2-5】将葡萄酒从贮槽通过泵送到白兰地蒸馏锅，流 体流过管路时总的阻力损失为18.23 J/kg。贮槽内液面高于 地面3 m，管子进蒸馏锅处的高度为6 m，所用的离心泵直 接安装在靠近贮槽，而流量则由靠近蒸馏锅的调节阀来控 制，试估算泵排出口的压力。设贮槽和蒸馏锅内均为大气 压，已知在上述流量下，经过阀门后的压力为0.86 kg/cm2， 葡萄酒的密度为985 kg/m3，黏度为1.5×10-3 Pa·s。
不服从这一定律的流体称为非牛顿型流体，如相对分子质 量极大的高分子物质的溶液或混合物，以及浓度很高的颗粒悬 浮液等均带有非牛顿性质（黏度值不确定）。
• 【例2-1】旋转圆筒黏度计，外筒固 定，内筒由同步电动机带动旋转。 内外筒间充入实验液体（见图2-2）。 已知内筒半径r1=1.93cm，外筒半径 r2=2cm，内筒高h=7cm，实验测得 内筒转速 n=10 r/min，转轴上扭矩 M=0.0045 N·m。试求该实验液体的 动力黏度。
0
p
du dy
在食品工业上接近宾哈姆流体的物料有干酪、巧克力浆 等。
(2)假塑性流体
假塑性流体的切应力与速度梯度的关系为:
k(du )n
dy
(n＜l）
对于假塑性流体，因n＜1，故表观黏度随速度梯度的增 大而降低。
表现为假塑性流体的物料，如蛋黄酱、血液、番茄酱、 果酱及其他高分子物质的溶液。一般而言，高分子溶液的浓 度愈高或高分子物质的分子愈大，则假塑性也愈显著。
V=uA W=ρV
挤塑机的工作原理
挤塑机的工作原理利用特定形状的螺杆，在加热的机筒中旋转，将由料斗中送来的塑料向前挤压，使塑料均匀地塑化（即熔融），通过机头和不同形状的模具，使塑料挤压成连续性的所需要各种形状的塑料层，挤包在线芯和电缆上。
一，塑料挤出过程电线电缆的塑料绝缘和护套是采用连续挤压方式进行的，挤出设备一般是单螺杆挤塑机。
塑料在挤出前，要事先检查塑料是否潮湿或有无其它杂物，然后把塑料预热后加入料斗内。
在挤出过程中，装人料斗中的塑料借助重力或加料螺旋进人机筒中，在旋转螺杆的推力作用下不断向前推进，从预热段开始逐渐地向均化段运动；同时，塑料受到螺杆的搅拌和挤压作用，并且在机筒的外热及塑料与设备之间的剪切摩擦热的作用下转变为粘流态，在螺槽中形成连续均匀的料流。
在工艺规定的温度作用下，塑料从固体状态转变为熔融状态的可塑物体，再经由螺杆的推动或搅拌，将完全塑化好的塑料推入机头，到达机头的料流，经模芯和模套间的环形间隙，从模套口挤出，挤包干线芯或缆芯周围，形成连续密实的绝缘层或护套层，然后经冷却和固化，制成电线电缆产品。
二，挤出过程的三个阶段塑料挤出主要依据的是塑料所具有的可塑态。
塑料在挤出机中完成可塑成型过程是一个复杂的物理过程：包括了混合、破碎、熔融、塑化、排气、压实并最后成型定型，这一过程是连续实现的。
然而习惯上，人们往往按塑料的不同反应将挤塑过程，人为的分成各个不同阶段；①塑化阶段（塑料的混合、熔融和均化）；②成型阶段（塑料的挤压成型）；③定型阶段（塑料层的冷却和固化）。
1，塑化阶段。
也称为压缩阶段。
它是在挤塑机机筒内完成的，经过螺杆的旋转作用，使塑料由颗粒状固体变为可塑性的粘流体。
塑料在塑化阶段获得热量的来源有两个方面：一是机筒外部的电加热；二是螺杆旋转时产生的摩擦热。
起初的热量是由机筒外部的电加热产生的；当正常开车后，热量的取得则是由螺杆旋转物料在压缩，剪切、搅拌过程中与机筒内壁的摩擦和物料分子问的内摩擦而产生的。
2，成型阶段。
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××10-3N下,每10min 内通过国标指定尺寸书P76装料筒直径φ±, 出料口直径φ±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;交联度——已发生作用的基团或活点对原有反应基团或活点的比值“硬化得好”或“熟化得好”,并不意味着交联度达到100%, 而是指交联度发展到一种最为适宜的程度此时硬化度为 100%,交联度<100%;第三章成型用物料及配方设计1. 熟悉几种常用高分子材料聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物、聚酰胺、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯的代号、结构、加工特性及应用;2. 掌握增塑剂、稳定剂、交联剂、润滑剂、填充剂、发泡剂、阻燃剂、着色剂和抗静电剂等的性能、作用及其对塑料、橡胶性能的影响;增塑剂——降低塑料的软化温度和提高其加工性、柔软性或延展性,加入的低挥发性或挥发性可忽略的物质;经过增塑的聚合物,软化点或流动温度、玻璃化温度、脆性、硬度、拉伸强度、弹性膜量等均下降,而断裂伸长率、耐寒性、柔顺性会提高;例如增塑剂含量为25份以上的PVC制品称为软质PVC制品;偶联剂——将性质差异很大的材料,通过化学或物理的作用偶联结合起来的物质;有时也用来处理玻璃纤维的表面使其与树脂形成良好的结合,故也称为表面处理剂;3. 了解高分子制品设计的一般流程及配方设计实验方法;第四章混合与塑化1. 聚合物共混物常用的制备方法有几种混合机理机械共混法,液体共混法、共聚――共混法、互穿网络聚合物IPS制备技术混合机理：动力学的机理体积扩散和涡流扩散；分子运动的机理分子扩散;2. 混炼三要素压缩、剪切和分配置换3. 理解塑炼、混炼含义,分析影响橡胶塑炼的因素,了解塑炼设备及其特点塑炼——使橡胶材料由强韧的弹性状态变为柔软的可塑状态,这种使弹性材料增加可塑性流动性的工艺过程称为塑炼;混炼——将配合剂与可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶在机械作用下混合均匀,制成混炼胶的过程;影响塑炼的因素：机械力、氧,、温度、静电、化学塑解剂硫酚塑炼机械：开炼机、密炼机和螺杆式塑炼机4.熟悉混合与塑化设备单螺杆挤出机, 双螺杆挤出机行星螺杆挤出机, 连续混炼机如FCM混炼机5.了解粉状与粒状塑料配制工艺流程见讲义6．溶胶塑料分类及特点,如何制备溶胶塑料塑性溶胶：由固体树脂和其它固体配合剂悬浮在液体增塑剂里中的稳定体系,其液相全是增塑剂含量较高有机溶胶：在塑性溶胶中加入有挥发性而对树脂无溶胀性的有机溶剂稀释剂,也可都用稀释剂而无增塑剂;塑性凝胶：加有胶凝剂如有机膨润粘土和金属皂类的塑性溶胶;有机凝胶：加有胶凝剂的有机溶胶;制备溶胶塑料的关键：将成团的粉状物料很好地分散在液态物料中,并将分散体中的气体含量减至最小; 配制工艺通常由研磨、混合、脱泡和贮存等工序组成;7.简述胶乳配制常用的三种方法;书111①配合剂分别加入法搅拌时按顺序加入各种配合剂,一般顺序为：胶乳→稳定剂→硫化剂→促进剂→防老剂→活性剂→填充剂→着色剂→增稠剂→消泡剂等;搅拌速度不宜过快,应保证均匀混合;配合剂加完后继续搅拌10～20min,使配合剂与胶乳充分混合均匀;②配合剂一次加入法将所需的配合剂按配方先混合均匀再加入胶乳中,再充分搅拌均匀;③母胶配合法取出一小部分胶乳,加入稳定剂后再加入各种配合剂的混合料,搅拌均匀制得母胶,再把母胶在搅拌下加入其余的胶乳中,搅拌均匀;第五章热塑性塑料的主要成型加工技术挤出成型1. 挤出机的规格及结构传动装置、加料装置、机料筒、螺杆、机头和口模;有关螺杆的几个重要概念;直径长径比螺槽深度压缩比螺距螺旋角分析螺杆各段作用：送料段——由料斗加入的物料在此段向前输送, 压实,螺槽容积一般不变,等深等距压缩段——物料在此段继续被压实,并向熔融态转化,螺槽容积变小,排气计量段——使熔体进一步塑化均匀,并定量、定压地均匀挤出,螺槽溶剂不变2. 挤出理论的理解的应用a．固体输送理论固体塞模型――加热段防止螺杆打滑处理办法：降温,改变摩擦情况,塑料与螺杆摩擦系数f s<塑料与料筒摩擦系数f b最佳螺旋角如何提高固体输送速率见讲义B．熔化理论熔体池和固体床共存理论模型――熔化段分析熔融过程：料斗物料经过固体输送段被压实成固体床;固体床在前进时同已加热的料筒表面接触逐渐升温并开始熔融,在料筒表面形成一层熔膜,当熔膜的厚度超过螺杆与料筒的间隙时,就会被旋转螺棱刮落,并将其强制积存螺纹推力面的前方,形成熔池;随着螺杆转动,来自加热器的热量和熔膜中的剪切热不断传至未熔融的固体床,使与熔膜相接触的固体物料熔融;固体床逐渐变窄,熔池逐渐变宽,在进入计量段处,固体床消失,螺槽全部为熔体充满;最后,经过熔体输送区的均化作用,螺杆将熔体定压、定温和定量地送至机头;固体床分布对等深螺槽A/ψ＝0 固体床分布呈抛物线熔化区长度ZT需几圈螺纹：从熔化开始到固体床的宽度下降到零的总长度对等深螺槽的单螺杆挤出机,如何提高固体熔融的质量流率φ-- 熔化速率的量度,即φ值大则熔化速率W高ZT与质量流率G成正比G增大又要保持ZT不变,必须使φ值与流率齐量增加;增大φ的方法是将提高料筒温度Tb,物料温度Ts和螺杆转速应用：新型螺杆的产生为防止熔化过程中固体床的崩溃和加速固体床的熔融新型螺杆分类、结构、工作原理C．熔体输送理论平行板模型――均化段最佳螺旋角熔体在计量段有哪几种流动方式正流、逆流、横流、漏流深槽/浅槽对熔体输送时机头压力的敏感性;⏹正流α∝Hm, 逆流∝Hm3, ΔP↓,浅槽螺杆Qm<深槽螺杆QmΔP↑↑至一定程度,浅槽螺杆Qm>深槽螺杆Qm⏹塑料流动性大,η小, Qm对压力敏感性较大,采用挤出不宜D．螺杆和机头口模特性曲线,挤出机的操作点;E．综合这三段来考虑,挤出机如何才能达到多产优质见笔记影响挤出机产率的主要因素有哪几个方面3．双螺杆机分类,它较单螺杆挤出机有什么特别之处主要有哪些用途强制作用、混合作用、自洁作用及压延作用4．挤出剂的分流板、过滤网有何作用使物料由旋转流动变为平直流动,改变物料流动方式；增加机头内胶料的压力；过滤杂质的作用5．挤出吹塑薄膜的生产方法有哪几种上、下、平吹法6．吹塑薄膜成型设备有哪几部分;挤出机、机头与口模、冷却装置、人字板、牵引辊、卷取装置7．何谓吹胀比膜泡直径/管毛坯直径牵伸比牵引线速度/口模环形间隙出料速度8．挤管设备及装置是怎样的挤出成型机、机头、定型装置、冷却装置、牵引装置9. 螺杆转速、牵引速度对管材质量有何影响牵引过快,残余应力大,易弯曲变形,拉断；过慢,离膜膨胀,壁厚过大注射成型10．什么叫塑化什么叫注射塑化有哪些作用塑化：加热物料使其达到熔融状态,进一步混合物料使其达到均匀混合状态;注射：对熔融物料施加高压,使其射出而充满模具型腔;11. 常用注射机有哪几种基本类型试比较其优缺点注射机由哪三大部分组成类型：柱塞式注射机,单螺杆定位预塑注射机,移动螺杆式注射机注射机组成：注射系统、锁模系统和塑模12. 分流梭的作用是什么使物料分散成薄层并均匀地处于或流过由料筒和分流梭形成的通道,从而缩短传热导程,加快热传递和提高塑化质量13. 注射螺杆按其作用可分成几段试画简图示意之;并分析每一段的作用、结构特点和在该段处的物料状态螺杆分为三段送料段➢作用：使物料受热、前移➢物料状态：固体➢结构特点：螺距等距等深➢长度：1/2压缩段熔化段,螺杆中部➢作用：使物料受热、前移；使物料软化,熔融；排气➢物料状态：逐渐熔融➢结构特点：螺槽逐渐变小渐变,有挤压作用➢长度：1/4均化段计量段➢作用：与送料段相同；使熔体均匀；使熔体定量、定压由喷咀射出➢物料状态：熔融状态➢结构特点：等距等深,螺距比前两段小熔化后体积比原料小➢长度：1/414.. 试叙述模具的结构分类见讲义典型的塑模结构15. 什么是浇口试分析其结构特点和作用;浇口：连接主流道或分流道与型腔之间的通道16.. 什么是型腔、阴模、阳模型腔：模具中成型或成型塑料制品的空间；阴模凹模：构成制品外形的成型零件；阳模凸模：构成制品内部形状的成型零件;17. 为什么说在注射机上,确定了注射速度和注射时间之后,就能相应地确定注射速率和注射量反之亦然q j=100πD2sυj/4 q j=Q j/τjq j――注射速率υj――注射速度Q j――注射量τj――注射时间18. 试分析塑化过程中的热量来源;料筒的加热元件和螺杆的剪切摩擦19.流动和传动过程可分成几个阶段试分析每一阶段的物料状态和熔体流动特征分为四阶段：A．充模阶段;物料状态：熔体;熔体的流动特征：以注射速度流动,模腔压力开始小,结束最大;B．保压阶段压实阶段;物料状态：熔体;熔体流动特征：基本静止,少量熔体继续流入补缩;模腔压力,基本不变;C．倒流阶段;物料状态：绝大部分是烘干熔体,浇口处变成固体;熔料状态：基本静止,但有倒流现象;模腔压力特征：开始下降,保压时间长,倒流消除;喷咀中带有止送阀,避免倒流;倒流阶段在两种情况下不存在;1保压阶段长,浇口冻结;2喷咀带有止逆阀;D．冻结后冷却阶段;物料状态：从熔体变成固体;熔体流动特征：仍有少量在流动,模腔压力,不断下降,结束,留残余压力;20. 如何避免倒流阶段出现倒流阶段在两种情况下不存在：①保压阶段长,浇口冻结②喷咀带有止逆阀21. 试分析下列生产制品出现的问题原因,并指出解决的办法;1制品注射不满; 2制品出现毛刺溢边、飞边;3银纹包括表面气泡和内部气泡; 4收缩凹痕;5 开裂;6 黑点;7 制品贴留在模内; 8 制品尺寸不稳定;9 制品褪色; 10制品强度下降;解答：注射不满的原因如下1 料筒喷嘴及模具,温度偏低;2 加料量不够;3 料筒剩料太多;4 注射压力太低;5流道或口太小,浇口数目不够,位置不当 6 注射速度太慢;7 模腔排气不了; 8 注射时间太短;9 浇注系统发生堵塞; 10原料流动性太差;22．注射螺杆在注射成型过程中的运动情况1将物料卷入料筒中,螺杆移动、后移；2当物料量达到一次注射量的时候,螺杆不转动也不移动；3螺杆将物料注入模具中,螺杆在不转动的情况下,作轴向向前移动, 注射是大位移,轴向运动；保压是小位移,轴向运动；23. 分析注射成型时,塑料注射流动过程;用柱塞或螺杆的推动将具有流动性和温度均匀的塑料熔体注入模具,充满模具型腔;1物料在注射机料筒中的流动塑料受压和受热时,首先由压力将粒状物压成柱状固体,而后在受热中,逐渐变成半固体以至熔体;（2）物料在喷嘴中的流动喷嘴是料筒与模具之间的连接件,充模时熔体流过喷嘴孔时会有较多压力损失和较大温升;（3）物料在注射模腔内的流动塑料熔体进入模腔内的流动情况均可分为充模、保压、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段;25.什么叫退火试从亚微观结构的观点分析退火的实质;退火：把制品放在恒温介质中静置一段时间的工艺过程;的退火温度取什么最好值最合适;结晶温度的最低值附近压延成型27．PVC薄膜和片材可分成哪几类在制备配方上有何区别压延产品分为：薄膜厚度<0.25mm平整而柔软的塑料制品片材厚度在～2mm的软质平面材料和厚度在<的硬质平面材料人造革其它涂层制品硬质PVC薄膜和片材半硬质6～25份增塑剂软质>25份增塑剂28．什么是人造革为什么要进行人造革的表面修饰人造革：以布或纸为基材,在其上面覆盖一层PVC糊或其它的树脂,形成具有柔软性,耐揉曲折的仿皮革材料,称为人造革;29．试分析压延成型的特点,熟悉压延成型工艺过程它是将加热塑化的热塑性塑料通过一系列加热的压辊,使其连续成型为薄膜或片材的一种成型方法;中空吹塑30．名词解释：中空吹塑多层吹塑中空吹塑：借助气体压力使闭合在模具中的热熔塑料型坯吹胀形成空心制品的工艺;多层吹塑：利用两台以上的挤出机,将同种或异种塑料在不同的挤出机内熔融混炼后,在同一个机头内复合、挤出,然后吹塑制造多层中空容器的技术;31．挤出型坏吹胀时,吹入的压缩空气有何作用①吹胀型坯使之贴紧模具型腔；②对已吹胀的型坯施加压力,以得到形状正确,表面文字与图案清晰的制品；③有助于冷却制品;3233成型容积相同的容器时,吹塑模具内要排出的空气量比注射成型模具的大许多,与注射成型模具相比,吹塑模具内的压力很小一般<1MPA;因此,对吹塑模具的排气性能要求较高;若夹留在模腔与型坯之间的空气无法完全或尽快排出,型坯就不能快速地吹胀,吹胀后不能与模腔良好地接触尤其是棱角部位,会使制品表面出现粗糙、凹痕等缺陷,表面文字、图案不够清晰,影响制品的外观性能与外部形状,尤其当型坯挤出时出现条痕或发生熔体破裂时,排气不良还会延长制品的冷却时间,降低其机械性能,造成其壁厚分布不均匀;要设法提高吹塑模具的排气性能;排气方法：分模面上的排气；模腔内的排气；模颈圈螺纹槽内的排气；抽真空排气34．挤出吹塑控制因素有哪些它是如何影响的;1型坯温度和挤出速度⏹型坯温度过高,挤出速度快,型坯易产生下垂,引起型坯纵向厚度不均,延长冷却时间,甚至丧失熔体热强度,难以成型;⏹型坯温度过低,离模膨胀突出,会出现长度收缩,壁厚增大现象,降低型坯的表面质量,出现流痕,不均匀性;2吹气压力和鼓气速率⏹粘度大,吹气压力大⏹鼓气速率大,可缩短型坯的吹胀时间,使制品厚度均匀,表面质量好;3吹胀比吹胀比愈大,制品的尺寸愈大,一般吹胀比为2～44模温⏹模温过低,型坯冷却快,形变困难,夹口处塑料的延伸性降低,不易吹胀;易造成制品的轮廓和花纹不清楚,甚至出现斑点和桔皮状;⏹模温过高时,冷却时间延长,生产周期增加,当冷却不够时,制品脱模后易变形,收缩率大;⏹小型厚壁模温控制偏低5冷却时间⏹在保证制品充分冷却定型的前提下加快冷却速率,来提高生产效率;⏹加大模具的冷却面积,采用冷冻水或冷冻气体在模具内进行冷却,利用液态氮或CO2进行型坯的吹胀和内冷却35．如何排除膨胀过量的现象⏹提高机头、型坯的温度⏹降低挤出速率⏹减少机头模口的直径/间隙⏹采用合适的聚合物36．如何消除垂伸过大的现象⏹降低型坯的温度⏹提高型坯的挤出速度⏹增加模具的低压高速合模量⏹润滑模具的导柱与导套,以提高合模速度⏹减小型坯质量⏹采用MI较小的聚合物37．注射吹塑的基本特征是什么型坯是在注射模具中完成,制品是在吹塑模具中完成38．注射型坏的芯棒有什么作用⏹以芯棒为中心充当阳模,成型型坯的内部形状与容器颈部的内径；⏹作为运载工具将型坯由注射模内输送到吹塑模具中去⏹设置有内气道与空气入、出口,输送压缩空气以吹胀型坯；可通循环液体或空气,以调节型坯温度；39．挤出吹塑、注射吹塑、拉伸吹塑有什么区别各有何特点挤出吹塑和注射吹塑的不同点：前者是挤塑制造型坯,后者是注塑制造型坯;⏹挤出吹塑中型坯的吹胀是在聚合物的粘流态下进行的,故可得较大的吹胀比,吹塑制品与吹塑模具的设计灵活性较大;⏹拉伸吹塑型坯的吹胀是在高弹态下进行的,可提高制品的强度等性能;泡沫塑料成型40.什么叫泡沫塑料泡沫塑料：以树脂为基础而内部具有无数微孔气体的塑料制品41. 泡沫塑料有哪几种发泡方法简单叙述这些发泡方法特点;物理发泡法,化学发泡法,机械发泡法42 理想化学发泡剂应具有的性能,比较有机发泡剂和无机发泡剂的优缺点;如何选择发泡剂试举出几种常用的物理发泡剂和化学发泡剂43. 简述可发性聚苯乙烯珠粒泡沫塑料的生产工艺;发泡液体正戊烷或石油醚与PS先制成易于流动的球状半透明的可发性PS珠粒,再用珠状物为原料,通过蒸汽箱模塑法,挤出法或注射模塑法生产泡沫塑料;更详细：首先制备可发性PS,再模塑成制品;可发性PSEPS生产工艺是：用悬浮PS珠粒,使其在低沸点液体戊烷,丁烷或石油醚中浸渍,沸点液体渗透到PS料中成为EPS,用水冲洗,滤掉水,然后吹干,放置2~3周后,即可进行预发泡,EPS受热软化,膨胀,这种预发泡过程是在预发泡器中进行的,用蒸汽加热80~100℃,约几分钟即可发泡到20倍,然后出料,于室温熟化10~14h,最后热压成型,进一步发泡膨胀,粘成一整体,冷却脱模,制品成型;流程如下：GPS→浸渍戊烷→冲洗→干燥→EPS→预发泡→熟化→模塑→成型→制品44．比较软质PVC和硬质PVC泡沫塑料的组成特点及成型工艺软质：PVC树脂中加发泡剂,增塑剂,稳定剂以及其它助剂;增塑剂使泡沫体具有柔软性; 可采用压制、挤出、注射、压延等成型硬质：用溶剂代替增塑剂使各组分混匀,加热成型时溶剂挥发逸出;硬PVC主要用于绝缘、保温、隔音、防震、包装等材料以及水上漂浮和救生材料;可采用模压成型方法第6章热固性塑料的主要成型加工技术1.. 名词解释：模压成型,阳模阴模模压成型：在闭合型腔内借助加压的成型方法,将粉状、粒状、碎屑或纤维状的塑料放入加热阴模槽中,合了阳模并加热加压,使塑料在密闭的模槽中塑化流动充满整个型腔,再将模具加热对热固性塑料,在加热下使其进一步发生交联反应而硬化或冷却对热塑性塑料,冷却使其硬化使塑料硬化脱模而得制品; 2．模压成型用模具有哪几类溢式模具、不溢式模具、半溢式模具3..简述模压成型原理及工艺流程如何选择模压成型的工艺参数T,P,时间模压温度的提高是有一定限度的原理：热固性塑料在整个成型过程中有化学反应,加热初期呈低分子粘流态,流动性好；随着官能团相互反应,部分分子交联,物料流动性变小,并开始产生一定的弹性,此时物料处于胶凝状态；再继续加热,分子交联反应趋于完善,交联度增大,树脂由胶凝态变为玻璃态,此时树脂呈体形结构,成型完成;流程：见讲义4．传递成型与模压成型、注射成型的区别:⏹传递成型与模压成型的区别:前者模具在成型模腔之外另有一加料室,物料的熔融在加料室完成,成型是在模腔内完成;⏹传送成型与注射成型的区别:塑料在压模上的加料室内受热熔融,而注射成型时物料是在注射机料简内塑化;5．比较热固性塑料与热塑性塑料挤出成型、注射成型的不同1 不能采用连续螺杆来挤出热固性塑料 ,热固性塑料挤出常采用往复式液压机2热固性不像热塑性挤出制品可由薄膜到固定截面的型材 ;3热固性塑料制品的形状在离开模头后不变 ,热塑性挤出适应性和灵活性大 ;4挤出生产率有较大差别第7章复合材料的成型加工技术1. 概念：层压成型增强塑料层压成型：在压力和温度作用下将多层相同或不同材料的片状物通过树脂的粘结和熔合,压制成层压塑料的成型方法;增强塑料：加有增强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料;2. 熟悉几种常用的增强物3. 层压板材的压制成型工艺分为哪几个过程叠料、进模、热压、脱模、热处理4．层压成型时,压制温度如何控制分为哪几个阶段压制时T,P控制分为五个阶段：①预热阶段：从室温升至树脂开始交联反应的温度,施加全压的1/3～1/2②中间保温阶段：在较低的反应速度下交联固化,至溢料不能拉丝为止③升温阶段：将温度和压力升至最高④热压保温阶段：树脂充分交联固化⑤冷却阶段：树脂充分交联固化后即可逐渐降温;第8章高分子溶液的成型加工技术1. 概念：铸塑成型浇铸成型流延成型铸塑成型浇铸成型：将已准备好的浇铸原料通常是单体,经初步聚合或缩聚的预聚体或聚合物与单体的溶液等注入模具中使其固化,完成聚合或缩聚反应,从而得到与模具型腔相似的制品的一种成型方法;流延成型：将热塑性或热固性塑料配成一定粘度的溶液,然后以一定的速度流布在连续回转的基材上无接缝的不锈钢带,通过加热使溶剂蒸发而使塑料固化成膜,从基材上剥离即得制品;2..在静态浇铸成型中,有哪些方法可以除去物料中的气泡常压放置脱泡超声震荡脱泡真空脱去小分子或气泡加压脱泡3. 熟悉流延法双向拉伸薄膜的成型工艺4. 试比较挤出吹塑薄膜、压延薄膜和流延薄膜生产工艺特点及薄膜性能区别;塑料薄膜的成型方法有挤出吹塑法、压延法和流延法三种;挤出吹塑法：是塑料经挤出机熔融进入机头,出机头的熔融塑料成圆筒状膜管,向膜管中吹入一定量的压缩空气,使其膨胀,后经冷却、牵引、卷取成膜;优点：生产工艺简单,成本低,适用于热塑性塑料的成型加工;农膜、包装用膜等很大比例的聚烯烃薄膜是采用该工艺成型的;缺点：吹塑成型得到的薄膜是筒状,压缩空气吹胀时,易产生膜厚度不均匀;若经过双向拉伸,可提高制品的强度;压延法:它是将加热塑化的热塑性塑料通过一系列加热的压辊,使其连续成型为薄膜或片材的一种成型方法;优点：加工能力大,产品质量高,生产连续,自动化程度高;压延产品厚薄均匀,厚度公差可控制在10%以内,表面平整;缺点：设备庞大,投资较高、维修复杂、制品宽度受压延机辊筒长度的限制等;流延法：将热塑性或热固性塑料配成一定粘度的溶液,然后以一定的速度流布在连续回转的基材上无接缝的不锈钢带,通过加热使溶剂蒸发而使塑料固。
塑料成型工艺习题与答案
假塑性流体：由于曲线在弯曲的起始阶段有类似塑性流动的行为;所以称这种流动为假塑性流动;具有假塑性流动行为切力变稀的流体称为假塑性流体..宾汉塑性流体：流体的流动只有当剪切应力高至一定值后才发生塑性流动..表观粘度不随剪切速率变化膨胀性流体：“切力增稠”现象起因于剪切速率或剪应力增加到某一数值时液体中有新的结构形成;引起阻力增加;这一过程并伴有体积胀大;因此称这种流体为膨胀性流体..流动取向：聚合物熔体或溶液中的大分子、链段或其中几何形状不对称的团体粒子在剪切流动时沿流动方向的取向..拉伸取向：聚合物在收到外力拉伸时;大分子链段或纤维、微晶等结构单元沿受力方向的取向..单轴取向：取向的结构单元只朝一个方向..双轴取向：取向的结构单元同时朝两个方向..拖曳流动：流体流动的管道或口模的一部分以一定速率和规律进行运动时;聚合物随管道或口模的运动部分产生流动..均向成核：纯净聚合物中由于热起伏而自发生成晶核的过程;在此过程中晶核密度是连续上升的..异向成核：不纯净的聚合物中某些物质成核剂杂质或加热时决定完全熔化的残余结晶起晶核作用成为结晶中心;引起晶体生长的过程;过程中晶核密度不发生变化..静态结晶：聚合物在等温条件下的结晶..动态结晶：聚合物在不等温条件下;且受到外力拉应力;剪切力;压应力作用下的结晶..退火：在Tg—Tm范围内对制品进行热处理;加速聚合物的后结晶过程..淬火：将聚合物加热到一定温度;随即在水和油中急速冷却;很快冻结大分子链段运动;以防止结晶..收敛角：结构单元排列方向与流动方向或拉伸方向之间形成一定的角度..膨胀比：挤出物最大直径与出口端的直径之比..螺杆压缩比：压缩比是螺杆加料段最初一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比;表示塑料通过螺杆全长范围时被压缩的倍数;压缩比愈大塑料受到的挤压作用愈大..主流道：指紧接喷嘴到分流道之间的一段流道;与喷嘴处于同一轴心线上..喷嘴：是连接料筒和模具的重要桥梁..分流道：是主流道和浇口之间的过渡部分..冷料井：是设在主流道末端的一个空穴;用以捕集喷嘴端两次注射之间所产生的冷料;从而防止分流道或浇口的堵塞..浇铸成型静态浇注：浇铸也称铸塑..是指在常压下将树脂的液态单体或预聚体灌入大口模腔;经聚合固化定型成为制品的成型方法..搪塑：搪塑又称为涂凝成型或涂凝模塑;主要用于溶胶塑料糊塑料的成型..差压成型：先用夹持框将片材夹紧;并置于模具上;然后用加热器进行加热;当片材已被热至足够温度时移开加热器;并立即抽真空或通入压缩空气加压;这时由于在受热软化的片材两面形成压差;片材被迫向压力较低的一边延伸和弯曲;最后紧贴于模具型腔表面;取得所需形状;经冷却定型后;即自模具底部气孔通入压缩空气将制品吹出;经修饰后即为制品..覆盖成型：与差压成型不同的是成型模具为阳模真空成型：又称为差压成型吹胀比：制品的尺寸和型坯尺寸之比;亦即型坯吹胀的倍数称为吹胀比..牵引比：膜管通过夹辊时的速度与模口挤出管坯的速度之比..滚塑：滚塑成型工艺亦称旋转成型、回转成型..该成型方法是先将塑料加入到模具中;然后模具沿两垂直轴不断旋转并使之加热;模内的塑料在重力和热的作用下;逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上;成型为所需要的形状;经冷却定型而制得塑料制品..离心浇铸：离心浇铸是将原料加入到高速旋转的模具中;在离心力的作用下;使原料充满模具;再经物理或化学处理硬化定型而成为制品的作业..流延浇铸：将热塑性塑料溶于溶剂中配成一定浓度的溶液;然后以一定的速度流布在连续回转的基材上一般为无接缝的不锈钢带;通过加热使溶剂蒸发而使塑料硬化成膜;从基材上剥离即为制品..嵌铸：又称封入成型;是将各种非塑料物件包封到塑料中间去的一种成型技术..它是在模型内预先安放经过处理的嵌件;然后将浇铸原料倾入模中;在一定条件下固化成型;嵌件便包裹在塑料中..压延效应：在压延过程中;热塑性塑料由于受到很大的剪切应力作用;因此大分子会顺着薄膜前进方向发生定向作用;使生成的薄膜在物理机械性能上出现各向异性;这种现象称为压延效应..收敛流动：当聚合物在截面尺寸变小的管道中流动或粘弹性流体从管道中流出;流体中的流线不能保持相互平行的关系..离模膨胀：被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大..这种现象称为巴拉斯效应Barus Effect;也称为离模膨胀..端末效应：聚合物流体经贮槽或大管进入小管时;在入口端需先经一段长为Le的不稳定流动的过渡区域;才进入稳流区Ls;称此现象称为入口效应也成为端末效应..30.注射吹塑芯棒的功能是什么答：芯棒的作用：①充当阳模;成型型坯②输送型坯到吹塑模具③加热保温吹气通道31. 挤出中空吹塑的型坯温度对挤出吹塑的影响..答：压型坯温度：影响中空制品的表观质量;纵向壁厚均匀性;生产效率..32. 压延成型的原理是什么有何工艺特点答：延成型原理：压延成型过程是借助于辊筒间产生的强大剪切力;使粘流态物料多次受到挤压和延展作用;成为具有一定宽度和厚度的薄层制品的过程..这一过程表而上看只是物料造型的过程;但实质上它是物料受压和流动的过程..工艺特点：压延成型具有较大的生产能力;可连续生产;也易于自动化;较好的产品质量;还可制取复合材料、印刻花纹等..但所需加工设备庞大;精度要求高、辅助设备多；同时制品的宽度受压延机辊筒最大工作长度限制..33.压延成型的工艺流程是什么答：压延成型的工艺流程：捏合—塑化—供料—压延—牵引—刻花—冷却定型—输送—切割—卷取34.影响压延产品质量的因素有哪些答：受压延温度、转速、供料厚度和物料性能等的影响..1压延机的操作因素：辊温、辊速、速比、辊距与存料量..2原材料因素：树脂、助剂、塑化..3设备因素4冷却定型阶段影响因素..35.用四辊压延机压延薄膜时各辊筒间为什么要保持一定的温差速比答：因为在压延过程中;受热熔化的物料由于与辊间的摩擦和本身的剪切摩擦会产生大量的热;局部过热会是塑料发生降解..38.说出热成型的工序和五种热成型的方法..答：工序：片材的夹持—片材的加热—成型—冷却—脱模..五种：差压成型;覆盖成型;柱塞助压成型;回吸成型;对模成型双片热成型..3.简单解释“鲨鱼皮症”和“熔体破裂”现象..答：“鲨鱼皮症“和“熔体破裂”主要特征是挤出物周向具有凹凸不平的波纹;但这些波纹并不影响挤出物的内部结构..4.热固性塑料模压制品表面起泡或鼓起的原因和处理方法..答：热固性塑料模压制品表面起泡或鼓起的原因：塑料没有充分干燥;温度过高、压力不够；处理方法：将塑料进行干燥或预热后再加入塑膜；适当调节温度；增加压力；延长模压时间；将塑料进行预压或用适当的分配方式使有利于空气的逸出;对疏松状塑料;宜将塑料堆成山峰状；改进加热装置6.为什么聚合物加热和冷却不能有太大的温差答：聚合物为热的不良导体;如果在加热时有太大的温差;可能出现局部过热分解;内部温度还很低;形成塑化不均匀现象..冷却时;温差太大;表面冷却凝固;内部冷却收缩时会产生很大的内应力..8.什么是增塑剂简述其增塑机理..增塑剂的塑化效果通常用什么指标来表示试举出4种PVC常用的增塑剂具体名称..答：①增塑剂通常是对热和化学试剂都很稳定的一类有机化合物..②降低分子间的作用力;使具有强极性基团的聚合物易于挤出或压延等成型..非极性增塑剂通过聚合物—增塑剂间的溶剂化作用;增大分子间距离;从而消弱它们之间的作用力..③相容性、效率④邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、磷酸三甲酚酯9.为什么原料要干燥答：原料中的水分或从外界吸收的水分会影响挤出过程的正常进行和制品质量;较轻时会使制品出现气泡、表面晦暗等缺陷;同时使制品的物理机械性能降低；严重时会使挤出无法进行..因此使用前应对原料进行干燥;通常控制水分含量在0.5%以下..10.一次成型;二次成型分别包括哪些成型工艺答：一次成型：压缩模塑、挤出模塑、注塑模塑、铸塑、压延、泡沫塑料..二次成型：双向拉伸薄膜、中空吹塑、热成型..11.模压工序是什么答：模压工序：加料—闭模—排气—固化—脱模—吹洗模具—后处理..12.玻璃纤维有哪些类型答：有碱玻璃纤维;无碱玻璃纤维;长玻璃纤维..13.说明挤出机机头和口模的组成及作用..答：①机头和口模的组成：过滤器;多孔板;分流器分流器支架;口模;模芯;机颈..②机头的作用：熔体由螺旋运动变成直线运动;均匀导入口模;还产生必要的压力;使塑料易于成型;所得制品密实..口模的作用：熔体在口模中流动时取得所需形状..14.挤出机的螺杆分为几段;各有什么作用各段长度分配的依据是什么答：1①加送料段固体输送理论；作用：对料斗送来的塑料进行加热;同时输送到压缩段..塑料在移动过程中;一般保持固体状体..②压缩段迁移段、过渡段；作用：对加料段送来的料起挤压和剪切作用..进一步压实物料;使物料由固体转为熔融体;并排除物料中的空气..③均化段计量段: 熔体输送理论；作用:将塑化均匀的物料在均化段螺槽和机头回压作用下进一步搅拌塑化均匀;并定量定压地通过机头口模挤出成型..15.聚合物流体在挤出螺杆槽中的流动可分为哪几种流动;对挤出机的流率挤出量有什么影响答：①正流拖曳流动:是由物料受机筒的摩擦拖曳引起的..产量增加..②逆流：方向与正流方向相反;引起产量减小..③横流环流: 由垂直于螺棱方向的分速度引起使物料在螺槽内产生翻转运动..对生产能力没有影响;但能促进物料的混合、搅拌和热交换;对产量无影响..④漏流:由机筒与螺棱间隙处形成的倒流..方向沿螺杆轴方向;并由机头向后..引起产量减小..16.说明挤出成型工艺过程..答：挤出成型工艺：物料干燥—成型—制品的定型与冷却—制品的牵引—后处理—包装..17.说明管材挤出的成型工艺;挤出管如何定径..答：配料→捏合→挤出→定径→冷却→牵引→切割→扩口..外径定型在管状物外壁和定径套内壁紧密接触的情况下进行冷却而实现的..从设在多脚架的一个支架和芯棒内的连通孔向管端或管内封塞;使管内维持比大气压力较大而又恒定的压力..也有在套管上沿圆面上钻一排小孔用真空抽吸使管状物紧贴套管..内径定型在管状物内壁和定径套外壁紧密接触的情况下进行冷却而实现的..将定径套的冷却水管从芯棒处伸进;必须使用偏移式机头..21.移动螺杆注射机和单螺杆挤出机各由几个系统组成他们成型的关键部分分别是哪一个系统这个系统是由哪些部分组成的其组成部分在结构和功能上有何不同答：①注射系统：加料装置、料筒、分流梭和柱塞、螺杆、喷嘴..挤出系统：传动部分、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模..②螺杆③注射机的螺杆形式与结构与挤出机螺杆相似..注射螺杆的长径比L/D较小;约在10~15之间;压缩比较小;约为2~2.5；与挤出机螺杆比较;注射螺杆的均化段长度较短;螺槽较深约深15%~25%；但螺杆加料段长度则较长；同时螺杆头部呈尖头形;挤出螺杆为圆头或鱼雷头形..与挤出螺杆的作用相比;注射螺杆只起预塑化和注塑两个作用;对塑化能力、压力稳定以及操作连续性和稳定性能的要求没有挤出螺杆那么严格..注塑螺杆可旋转和前后移动;完成对塑料塑化、混合和注塑的作用22.试分析注射成型过程中快速充模和慢速充模各有什么利弊答：快速充模;不仅会将空气带入成型物内;而且由于模底先被熔体填满;使模腔内空气难以排出;未排出的空气被热熔加热和压缩成高温气体后;会引起熔体的局部烧伤和降解;这不仅会降低制品的表观质量;而且还是制品出现微裂纹和存在较大内应力的重要原因..慢速充模;可避免湍流流动充模引起的各种缺点;若控制得当可得到表观和内在质量均比较高的制品..28.什么是模具注射模具的作用是什么简要描述注射模具的基本结构..答：①利用本身特定形状;使塑料或聚合物成型为具有一定形状和尺寸的制品的工具称模具..②作用：在塑料成型加工中;赋予塑料以形状;给与强度和性能;完成成型设备所不能完成的工作;使它成为有用的型材或制品..③基本结构：浇铸系统、成型零件、结构零件..2.取向对聚合物性能的影响..答：①非结晶聚合物：取向方向拉伸强度、伸长率、冲击强度增大、垂直于取向方向强度下降..②结晶聚合物：韧性、弹性上升;强度、密度上升;伸长率下降..③取向方向：单轴取向：各向异性；双轴取向：各向同性..④制品：热收缩率与取向度成正比..玻璃化温度Tg上升..7.混合的机理是什么答：混合、捏合、塑炼都属于塑料配置中常用的混合过程..在这三种混合过程中;混合和捏合是在低于聚合物的流动温度和较缓和的剪切速率下进行的;混合后的物料各组分本质基本上没有什么变化;而塑炼是在高于流动温度和较强的剪切速率下进行的;塑炼后的物料中各组分的化学性质或物理性质上会有所改变..扩散、对流、剪切..扩散作用靠各组分之间的浓度差推动;使各组分由高浓度向低浓度迁移..对流作用是物料在相互占有的空间内流动;它需借助外力的作用..剪切作用是利用剪切力达到混合作用;它特别适合粘流态聚合物19.什么是注塑周期;注塑周期由哪两个循环组成;并具体说明..答：①完成一次注塑过程所需的时间称注射周期或称总周期..②注射时间：充模时间柱塞或螺杆前进时间；保压时间柱塞或螺杆停留在前进位置的时间；闭模冷却时间：包括柱塞后撤或螺杆转动后退的时间；完成一次注塑过程所需的时间称成型周期..注射周期包括锁模装置的一次循环和注射装置的一次循环组成..锁模装置的循环：闭模;开模;顶出;取出制件..注射装置的循环：预塑化;注射充模;保压冷却定型..5.产生熔体破裂的主要原因是什么;有哪些影响因素答：①在流动中;中心部位的聚合物受到拉伸由于它的粘弹性在流动中产生了可恢复的弹性形变;形变程度随剪切速率的增大而增大;当剪切速率增大到一定程度时;弹性形变到达极限;熔体再不能承受更大的形变了;于是流线发生周期性断开;造成破裂..②由于熔体与流道壁之间缺乏粘着力;在某一临界切应力以上时;熔体产生滑动;同时释放出由于流经口模而吸收的能量..能量释放后及由于滑动造成的“温升”;使得熔体再度粘合..由于这种“粘—滑”过程..流线出现不连续性;使得有不同形变历史的熔体段错落交替地组成挤出物..影响因素：临界剪切应力或临界剪切速率、聚合物、分子量和分子量分布、模具的材质、口模的进口区流线型化..20.说明注塑成型过程压力的作用..注塑过程由哪几个过程组成..答：压力的作用： 1.推动料筒中塑料向前端移动;同时使塑料混合和塑化;柱塞或螺杆必须提供克服固体塑料粒子和熔体在料筒和喷嘴中流动所引起的阻力2.充模阶段注射压力应克服浇注系统和型腔对塑料的流动阻力;并使塑料获得足够的充模速度及流动长度;使塑料冷却前能充满型腔..3.保压阶段注射压力应能压实模腔中的塑料;并对塑料因冷却而产生的收缩进行补料;使从不同的方向先后进入模腔中的塑料熔为一体;从而使制品保持精确的形状;获得所需的性能；注射过程一般包括加料、塑化、注射、冷却和脱模几个步骤..考填空36.浇铸成型工艺具有哪些特点包括哪些成型方法答：塑料在铸塑过程中一般不需加压;故不需要加压设备；塑模的强度要求也较低；所得制品大分子取向低;内应力小;质量较均匀；对制品的尺寸大小限制也较少；生产周期长及制品尺寸准确性较差..成型方法：静态铸塑、嵌铸、离心浇铸、流延铸塑、搪塑、滚塑等42. 挤出成型工艺中提高固体输送的主要途径是什么答：1螺杆直径不变时;增大螺槽宽度2减小聚合物与螺杆的摩擦系数fs3增大聚合物与料筒的摩擦系数fb4减小螺旋角 b5从工艺角度上考虑送料段料筒和螺杆的温度疏松、粉状的热塑性塑料烧结在一起..化学法：发泡气体是通过混合原料的某些组分在过程中的化学作用而产生..23.料筒温度、模具温度、注射压力、保压时间对制品的生产和质量有何影响答：料筒温度：塑料的温度是由料筒控制的;所以料筒的温度关系到塑料的塑化质量..模具温度的影响：模具温度影响塑料熔体充模时的流动行为;并影响制品的性能..注射压力：注射压力推动塑料熔体向料筒前端流动;并迫使塑料充满模腔而成型;所以它是塑料充满和成型的重要因素..注射周期保压时间：成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率;生产中应在保证质量的前提下;尽量缩短成型周期中各时间..在整个成型周期中;冷却时间和注射时间最重要;对制品的性能和质量有决定性影响..18.挤出机生产能力受何因素影响如何提高挤出机的塑化质量答：转速的影响：Q随着N的增加而增大;N不变时;Q随ΔP增大而降低..螺槽深度的影响：ΔP 较低时;Q随螺槽深度的增加而增大;宜选用深螺槽螺杆；ΔP较大时;Q随螺槽深度的增大而降低;宜选用浅深螺槽螺杆..均化段长度的影响：均化段长度较大时;Q受口膜阻力的影响较小;挤出量Q的变化较小..口模的影响阻力：口模的截面尺寸大;口模的平直部分短;口模阻力小;机头微小压力波动;Q受到较大变化;影响制品质量..粘度：Q与物料的粘度无关..因为粘度减小使ΔP也减小..27.保压在热塑性塑料注射成型过程中的作用是什么实现在保压期内往模腔中补料的必要条件是什么答：使模腔中的塑料能形成形状完整而致密的制品..保持对塑料的压力;使模腔中的熔体得到压实和成型;并缓慢地向模腔中补压入少量塑料;以补充塑料冷却时的体积收缩;降低收缩和克服制品表面缺陷..实现在保压期内往模腔中补料的必要条件是：1注射结束后料筒前端还应有一定量的熔体常称料垫..2喷嘴和浇道系统中没有被冷凝的料堵塞;而且从料筒到模腔的通道能允许熔体通过..29.常用吹塑成型方法有哪几种;各自有何特点答：根据管坯成型方法不同分类：挤出—吹塑：生产方法简单;产量高;精度低;应用较多；注射—吹塑：精度高;质量好;价高;适于批量大产品..根据成型工艺不同分类：普通吹塑、拉伸吹塑：产品经拉伸;强度高;气密性好..挤出—拉伸—吹塑简称挤—拉—吹；注射—拉伸—吹塑简称注—拉—吹；根据管坯层数不同分类：单层吹塑、多层吹塑：综合性能好;生产复杂;适于包装要求高的产品包装..37.说明搪塑成型和蘸浸成型的工艺过程;说明的差别是什么答：搪塑成型过程：先将糊料注入模具;将模具油浴加热;之后排出未胶化的材料;再将模具放入加热炉;后取出水冷却;拔出成形品..蘸浸成型过程：将阳模浸人装有糊塑料的容器中;然后将模具慢慢提出;即可使表面蘸上一层糊塑料;通过热处理和冷却后即可从阳模上剥下中空型的制品;用有机溶胶和塑性溶胶..差别：搪塑设备费用低;易高效连续化生产;上艺控制也较简单;但制品的壁厚和质量的准确性比较差；蘸浸与搪塑大体相似;但所用模具为阳模..24.注射模塑时制品出现制品溢边、制品有气泡的原因..答：制品溢边：1.料筒、喷嘴及模具温度太高2.注射压力太大;锁模力不足3.模具密封不严;有杂物或模板弯曲变形4.模腔排气不良5.原料流动性太大6.加料量太多；制品有气泡：1.塑料干燥不良;含有水分、单体、溶剂和挥发性气体2.塑料有分解3.注射速度太快4.注射压力太小5.模温太低、充模不完全6.模具排气不良7.从加料端带入空气25．分析充模不满、收缩率大、表面凹陷的原因..答：充模不满：1.料筒、喷嘴及模具温度偏低2.加料量不够3.料筒剩料太多4.注射压力太低5.注射速度太慢6.流道或浇口太小;浇口数目不够;位置不当7.模腔排气不良8注射时间太短9.浇注系统发生堵塞10.原料流动性太差；收缩率大：原料的收缩率大；保压时间太短；浇口太小；温度太低不能很好补料；表面凹陷：1.加料量不足2.料温太高3.制品壁厚或壁薄相差大4.注射及保压时间太短5.注射压力不够6.注射速度太快7.浇口位置不当41．冷却速率、应力、成核剂如何影响结晶答：冷却速率：聚合物从Tm以上降低到Tg以下的冷却速度;实际上决定了晶核生成和晶体生长的条件;所以聚合物加工过程能否形成结晶;结晶速度、晶体的形态和尺寸都与熔体冷却速度有关..应力：聚合物在纺丝、薄膜拉伸、注射、挤出、模压和压延等成型加工过程中受到高应力作用时;有加速结晶的倾向..成核剂：促进结晶的固体物质;大大加快聚合物结晶速度..26.热塑性塑料注塑制品内为什么总有一定程度的聚合物大分子取向取向对注塑制品的力学性能有何影响答：聚合物熔体以层流方式流动时;在速度梯度的作用下;卷曲的长链大分子会逐渐沿流动方向舒展、伸直、进行取向..与此同时;由于流动中的熔体温度都比较高;分子链的热运动剧烈;故解取向过程也在进行..因此;流动过程中所能达到的大分子取向程度;由取向和解取向二者的相对优势所决定..由于速度梯度是外加应力引起的;在外部剪切应力停止作用或减小后;已取向的长链大分子将通过链段的热运动继续进行解取向..制品内取向结构的分布;与熔体在充模时的非等温流动持性和模腔内的压力分布有关..1在注塑制品的横截面上;取向度最大的地方并不是表层;而是距表层不远的次表层..2轴向纵断面上;模腔长度方向上取向度最高的点;不是在靠近浇口处;而是在与浇口有一段距离的点上..取向度最高的点;往往也是被流入模腔的熔体最先填满的横截面..从这一点到浇口和到模腔底部的取向度都逐渐减小..40.泡沫塑料有哪几种发泡方法、简单叙述这些发泡方法..答：机械法：用强烈的搅拌将空气卷入树脂液中;先使其成为均匀的泡沫物;而后再通过物理或化学变化使其稳定..物理法：①在加压的情况下先使惰性气体溶于熔融状聚合物或其糊状的复合物中;然后再减压使被溶解的气体释放出而发泡..②先将挥发性的液体均匀地混合于聚合物中;而后再加热使其在聚合物中气化和发泡..③先将颗粒细小的物质食盐或淀粉混入聚合物中;而后用溶剂或伴以化学方法;使其溶出而成泡沫..④先将微型空心玻璃球等埋入熔融的聚合物或液态的热固性树脂中;而后使其冷却或交联而成为多空的固体物..⑤将模压制品翘曲的原因：塑料固化程度不足；塑料流动性大；闭模前塑料在模内停留的时间过长；塑料中水分或挥发物含量太大；制件结构的刚度不足；制件壁厚与形状过分不规则使料流固化与冷却不均匀;从而造成各部分的收缩不一致；塑模温度过高或阴阳两模的表面温差太大;使制件各部分的收缩率不一致模压制品翘曲的处理方法：增加固化时间；降低温度或调整阴阳两模的温差；设计制件时应考虑增加制件的厚度或增添加强筋；改用收缩率小的塑料;相应调节各部分的湿度;预热塑料;变换制件的设计；改用流动性小的塑料；缩短塑料在闭模前停留于模内的时间；预热塑料模压制品裂缝的原因：嵌件与塑料的体积比率不当或配入的嵌件太多；嵌件的结构不正确；模具设计不当或顶出装置不好；制件各部分的厚度相差太大；制件中水分或挥发物含量太大；制件在模内冷却时间太长模压制品裂缝的处理方法：制件应另行设计或改用收缩率小的塑料；改用正确的嵌件；改正塑模或顶出装置的设计；改正制件的设计；预热塑料；缩短或免去在模内冷却的时间1.什么是非依时性牛顿流体;包括哪些流体;各有什么特点答：①非牛顿流体包括：假塑性流体、胀塑性流体、宾汉塑性流体、屈服—假塑性流体、屈服—胀塑性流体..②假塑性流体流动曲线：非直线的;不存在屈服应力..流体的表观粘度随剪切应力的增加而降低..胀塑性流体流动曲线：非直线的;不存在屈服应力..流体的表观粘度随剪切应力的增加而上升..宾汉塑性流体：此直线的起点存在屈服应力;只有当剪切应力高于屈服应力时;宾汉流体才开始流动..剪切应力与剪切速率之间呈线性关系..屈服—假塑性流体：流体当剪切应力高至一定值后发生流动;流体表观粘度随剪切应力的增加而降低..屈服—胀塑性流体：流体当剪切应力高至一定值后发生流动;流体表观粘度随剪切应力的增加而上升..。
熔体的结构—聚合物理论
二、影响聚合物程度的因素
1、温度：温度升高，低聚物浓度增加； 反之，低聚物浓度降低。 如图3-5 2、组成：R=O/Si比
R越大，O/Si比越高，碱含量越高，低聚物越多 （η 越小）。 R越小，O/Si比越低，碱含量越低，高聚物越多 （η 越大）。 如图3-6
结论： 聚合物的形成可分为三个阶段:
第三章
熔体及玻璃体
熔体：特指加热到较高温度才能液化的物 质的液体，即较高熔点物质的液体。 内容：1.熔体的结构、熔体的性质 2.玻璃的通性、玻璃的形成、玻璃 的结构 重点：1.熔体的性质 2.玻璃的结构 难点：熔体的结构—聚合物理论
第一节 熔体的结构—聚合物理论
主要内容：1.聚合物的形成 2.影响聚合物聚合程度的因素 要求：1.掌握硅酸盐熔体的结构 2.理解熔体结构的聚合物理论
Ⅲ、某些氧化物对硅酸盐熔体粘度的影响关系 比较复杂。
如:Al2O3、ZrO2使粘度增加； 对于 B2O3 而言，开始 B3+ 代替 Si4+ 形成 [BO4] ， 使 η 上升；随着 B 含量增加， B3+ 处于 [BO3] 三 角体中，使结构疏松，η下降——硼反常现象。
二、表面张力——表面能
1、定义 表面张力：在液体表面切线方向上作用着一种使 表面缩小的力，这种力叫表面张力。
10000
1000
K η（P） 100 10 1 0.1 0 10 20 30 R2O(mol%) K Na Li
Li Na 40
图3－17 Ｒ2O－SiO2熔体在1400℃R＋对粘度的影响
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Ⅱ、 R2+ 对粘度的影响：降低粘度程度与 R2+ 有关。
除 R2+ 对 O/Si 比例影响与一价离子相同 外，离子间的相互极化对η也有显著的影响， 一般R2+对粘度降低的次序： Pb2+>Ba2+>Cd2+>Zn2+>Ca2+>Mg2+
挤出成型—挤出理论(高分子成型课件)
四、挤出机的挤出理论
3 熔体输送理论 流动流动状态：
①正流Qd：沿正轴向口模/机头方向流动。由旋转螺杆挤压造成。 ②逆流Ｑp：沿正方向相反，由机头压力引起。 ③横流Ｑt：环流。不影响总流量。但对熔体的混合、塑化、热交换起重要 作用。 ④漏流Ｑc 物料在螺杆与机筒之间间隙向加料口方向回流，可降低挤出量 。一般情况下漏流Ｑc很小，但磨损严重时，漏流Ｑc增加急剧增加。
p在挤出过程中，由于螺杆 和料筒机构、机头、过滤 网以及过滤板的阻力，使 塑料内部存在压力。
p压力可以提高挤出熔体的混合均匀性和稳定性，提高产品致密 度， 是塑料变为均匀熔体并得到致密塑件的重要条件之一。 p螺杆转速的变化，加热、冷却系统的不稳定都对产生压力波动 产生影响，对制品质量产生不利影响。 p为保证制品质量，应尽可能减少压力的波动。
六、挤出工艺的影响因素
3 挤出速率
p挤出速率因素影响较多（机头阻力、螺杆与料筒结构、螺杆转速、 加热冷却系统和塑料特性等）但主要与螺杆转速有关，提高转速，可 提高挤出产量，但塑化质量不高，因而挤出速率要大小合适。 p挤出速率在生产过程中也存在波动现象，挤出速率的波动影响制品 几何形状和尺寸。生产中应保证挤出速率的稳定。
LDPE 15~20 3~4 90~100 100~140 140~160 140~160
PP
22~25 2.5~4 140~160 165~185 180~200 160~185
PC
16~25 2.5~3 200~240 240~250 230~255 200~22100
六、挤出工艺的影响因素
2 压力
tan tanb
四、挤出机的挤出理论
熔融理论
分界面上的热量平衡
在单位时间和分界面单位面积上，由熔膜进入分界面的热量为：
在单位时间和分界面单位面积上，由分界面进入固相的热量为：
固相物料在分界面熔融以及熔融后的物料升温到熔膜平均温度 所消耗的热量为：
分界面上的热量平衡
单位面积熔膜在单位时间内进 入分界面的热量
根据牛顿流体在两平行平板之间作层流推导的温度分布函数
作业
1.
自习89页应用举例 自习89页应用举例
固体速度分析
单位面积熔膜在单位时间内进 入分界面的热量
热传导
剪切热量
单位面积在单位时间内进入固 相的热量
单位面积在单位时间内由熔膜 进入固相的热量
单位面积在单位时间内，是温度为Tm的 固体物料变为熔体，并升温到Tav所消耗 的热量
根据该项热量所起的作用，可知：
熔膜的平均温度Tav
单位面积在单位时间内，是温度为Tm的固体 物料变为熔体，并升温到Tav所消耗的热量
热导率／[W/(m·k)] Zt 0.22～0.43 0.51 长 短
工艺条件对熔融段长度的影响
螺杆转速n 螺杆转速n 流率Q 流率Q 机筒温度Tb和物料温度Ts 适当提高Ts有利于Zt 机筒温度Tb和物料温度Ts 适当提高Ts有利于Zt 螺杆的几何参数 渐变度
熔融理论存在的问题
1. 2.
固体床破碎问题 固体块被熔体包围
89页（自习） 89页（自习）
对熔融理论的讨论(重点)
影响挤出生产能力及熔融段长度的因素
1. 2. 3.
物料的性质 工艺条件 螺杆的几何参数
物料的性质对熔融段长度的影响
物料的热性能( 物料的热性能(比热、热导率、潜热、熔点） 流变性能（粘度） 密度
举例说明： 聚丙烯 聚乙烯
高分子材料成型加工原理
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。