高分子加工成型原理题库~~
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。
高分子成型加工基础题库精简版

高分子成型加工基础题库精简版1.什么是出口膨胀,影响出口膨胀的因素有哪些?答:出口膨胀是指高分子聚合物熔体从模口挤出后,挤出物的截面积比模口截面积大的现象。
影响因素:口模的形状与尺寸,成型工艺条件对口模膨胀有较大影响,出口膨胀随剪切速率升高而增加,随温度升高而减小。
此外,高分子链结构、分子量、分子量分布及物料配方等对出口膨胀也有明显影响。
2.什么是剪切稀化现象,解释为什么大部分的高分子熔体都会出现这种现象。
答:剪切稀化是高分子熔体粘度随剪切速率的增大而减小的现象。
原因: 因为大部分高分子流动时各液层间存在速率梯度,分子链最初的流动阻力大,随剪切速率增加,分子链都力图进入同一速度液层以减少阻力。
分子链不断延流动方向取向,导致粘度降低。
3.熔体流体速率和表观粘度都是表征聚合物熔体流动能力的参数,它们有什么区别,有什么关系?答:表观粘度反映熔体流动中流层之间的摩擦阻力,熔体流动速率(MFR)是在一定的温度和载荷下,熔体每10min从标准的测定仪所挤出的物料质量。
表观粘度与MFR成反比,高MFR对应于低粘度塑料熔体。
4.聚合物的降解本质是什么?答:降解的实质是1断链,2交联,3分子链结构的改变,4侧基的改变,5以上四种作用的综合。
5.什么是取向?答:高聚物分子和某些纤维状填料,在成型过程中由于受到剪切流动(剪切应力)或受力拉伸时沿受力方向作平行排列的现象,称为取向。
6.热稳定剂的作用是什么?哪些塑料需要加入热稳定剂?对热稳定剂的要求是什么?答:能延缓或避免由于热作用引起的塑料破坏和进一步降解。
PVC,PP等热稳定性差的塑料。
①消除PVC分子中不稳定的氯原子,抑制脱氯化氢;②吸收、中和氯化氢;③改变多烯结构,阻止颜色变化;④消耗**基,阻止氧化反应7.光稳定剂的作用是什么?其可分为几类?对光稳定剂的要求是什么?答:光稳定剂能抑制或减弱这高分子材料的光老化过程。
光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、**基捕获剂。
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。
高分子 聚合物加工原理试题

高分子聚合物加工原理试题聚合物加工原理试题一、名词解释:1、高聚物的成型加工通常是在一定温度下使聚合物变形或熔融,经过模具或口模流道的压塑,形成所需的形状,通过定型得到能保持所取得形状的制品的工艺过程。
2、热塑性塑料塑料的一大类。
以热塑性树脂为基本成分的塑料,一般具有链状的线型结构,受热软化,在成型过程中是物理变化过程,成型冷却后便成为成品。
可反复塑制。
4、异型材的挤出成型通过挤出成型将聚合物材料制成横向截面非圆形、环形的各种异型形状的连续型材的工艺过程。
二、填空4、在粉料的制备过程中,首先要做好原料的准备工作,准备工作的第一项是原料的预处理,原料的预处理通常是指树脂过筛、吸磁、固体助剂粉碎、粉状助剂磨浆、母料的配制等工作。
6、挤出理论概括为固体输送理论、熔融理论、熔体输送理论三个理论,其意义在于寻求在聚合物加工中提高产量、提高塑化质量、降低能量消耗的有效途径。
10、常见双螺杆挤出机的类型:异向旋转平行啮合型双螺杆挤出机、同向旋转平行啮合型双螺杆挤出机、异向旋转锥型啮合双螺杆挤出机。
三(判断题: (每题1分)1.降低物料与螺杆的摩擦系数,有利于提高固体输送率。
( )3.如果有几种非牛顿流体,其中非牛顿指数n最小者,其流动行为必定与牛顿流体偏离最远。
()4.在评定固体物料的混合状态时,不仅要比较取样中各组分的比率与总体比率间的差异大小,而且还要考查混合料的分散程度。
( )5.拉伸后的薄膜或单丝,在重新加热时,将会延着分子定向方向发生较大的收缩。
()10.在塑料成型操作中,对一种表观粘度随温度变化不大的聚合物来说,可以仅凭增加温度来增加其流动性而成型。
( )四(计算题一台单螺杆挤出机,加料段螺杆的几何参数为:料筒内径D,90mm,螺距S,90mm,螺杆根部直径Ds,62mm,螺纹宽度e??,9mm,螺纹头数i,1;求:这台挤出机的最大挤出量。
已知:Db,90,Ds,62,h1,(Db-Ds)/2, ( 90-62)/2,14mm解:(φb,arctan(s/πDb),arctan(90/3.14×90),17.67?(φs,arctan(s/πDs),arctan(90/3.14×62),24.81?(φ,arctan(s/πD),arctan(90/3.14×76),20.66?sinφb,sin17.67?,0.30 cosφ,cos17.67?,0.95n Wb,s/i cosφb- e,=90× cos17.67?-9 = 90× 0.95-9=76.5 n Ws,s/icosφs-e,=90× cos24.81?-9= 90× 0.91-9=72.9 n W,s/i cosφ-e,=90×cos20.66?- 9= 90× 0.93-9=74.7 n Q=Qmax= π2??h1??Db(Db-h1) n (W/W, e,) sinφ??cosφn = 3.142×14×90(90-14)×1×(74.7/74.7,9)sin17.67?×cos17.67? n=9.86×14×90×76×0.89×0.30×0.95=239×103mm3/min 答:这台挤出机的最大挤出量239×103mm3/min.六、问答题2、为什么要对一些成型物料进行(干燥)预处理,举例说明,并列出工艺条件。
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。
高分子材料成型机械试题库

一、填空题1. 挤出机的挤压系统主要有螺杆和机筒组成。
2. 挤出机的加热方法主要有液体加热、电加热、蒸汽加热等。
3.挤出机中物料自料斗加入到由机头中挤出,要通过职能区:输送、压缩、计量。
4.液压式合模装置中两次动作稳压式油缸具有二次稳压的作用。
5.分流型螺杆的设计思路是在普通螺杆上设置分流元件以增强分散混合功能。
6. 机筒温度一般用温度测准仪测量,测温深度是筒体厚度的3-5倍。
7. 双螺杆按啮合情况可分为部分啮合型、完全啮合型、非啮合型等。
8.异径型螺杆头的作用是可提高注射量只需要更换大直径的前机筒和螺杆头即可获得大直径螺杆。
9.锁闭式喷嘴的主要作用是消除流涎现象,保证计量准确。
10.屏障型螺杆的设计思路在螺杆的某部分设立屏障段使未熔的固相不能通过并促使固相熔融。
11.普通螺杆主要形式有等距变深型、等深变距型、变深变距型。
12.开式喷嘴的主要特点是结构简单,流道阻力小,补缩作用大且不容易产生滞料分解,在塑化时会产生流涎现象。
13.柱塞式注射装置中分流梭的主要作是加强传热效果,提高塑化能力。
14. 注射机的传动系统主要有计量装置、传动装置、注射座移动油缸等。
15. 开式喷嘴的类型主要有PVC型、小孔型、延长型等三种形式。
16. 异向旋转双螺杆具有压延效应。
17.结晶型塑料具有三态变化。
18.双螺杆挤出机按螺杆的旋转方向分异向旋转、同向旋转。
19.挤出机按螺杆在空间的位置分啮合型、非啮合型。
20. 挤出机按安装位置可分为卧式挤出机、立式挤出机。
21. 螺杆最常用的材料是氮化钢。
22. 挤出机加料方式主要有重力加料和强制加料。
23.提高固体输送流率的关键是控制摩擦因数:降低物料及螺杆的摩擦因数,提高物料及机筒的摩擦因数都可以增大固体的输送效率。
注射成型机械的组成主要有注射系统、合模系统以及液压传动和电气控制系统。
24. 注射装置,按传动方式可分为液压马达和电机。
25. 影响轴向温差的主要因素有树脂性能、加工条件、冷却定型等。
高分子材料成型加工原理复习题及答案

高分子材料加工成型原理考试复习资料考试题型1.填空题2512.选择题1023.名词解释534.解答题565.论述题110可挤压性是指聚合物通过挤压作用是获得形状和保持形状的能力;可挤压性主要取决于熔体的剪切粘度和拉伸粘度;熔融指数是评价热塑性聚合物特别是聚烯烃的挤压性的一种简单而实用的方法,它是在熔融指数仪中测定的;可模塑性是指材料在温度和压力作用下形变和在模具中模制成型的能力;可模塑性主要取决于材料的流变性,热性质和其它物理力学性质;聚合物的可延性取决于材料产生塑性形变的能力和应变硬化能力作用;由于松弛过程的存在,材料的形变必然落后于应力的变化,聚合物对外力响应的这种滞后现象称为滞后效应或弹性滞后;聚合物熔体的流变行为按作用力可分为剪切流动、拉伸流动;均相成核又称散现成核,是纯净的聚合物中由于热起伏而自发的生成晶核的过程,过程中晶核的密度能连续上升;异相成核又称瞬时成核是不纯净的聚合物中某些物质起晶核作用成为结晶中心,引起晶体生长过程,过程中晶核密度不发生变化;在Tg~Tm温度范围内,常对制品进行热处理以加速聚合物的二次结晶或后结晶的过程,热处理为一松弛过程,通过适当的加热能促使分子链段加速重排以提高结晶度和使晶体结构趋于完善;通常热处理的温度控制在聚合物最大结晶速度的温度Tmax;塑料成型加工一般包括原料的配制和准备、成型及制品后加工等几个过程;混合过程一般是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成;衡量其混合效果需从物料的分散程度和组成的均匀程度两方面来考虑;最常见的螺杆直径为45~150毫米;长径比L/D一般为18~25;压缩比是螺杆加料段最初一个螺槽容积于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;根据物料的变化特征可将螺杆分为加料段、压缩段和均化段;锁模机构在启闭模具的各阶段的速度都不一样的,闭合时应先快后慢,开启时则应先慢后快再转慢;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;浇注系统是指塑料熔体从喷嘴进入型腔前的流道部分,包括主流道、分流道、浇口等;完成一次注射成型所需的时间称注射周期或称总周期;压制成型的加料方法可以分为重量法、容量法、计数法;分离力与辊筒的半径、长度和速度成正比,而和辊间距称反比;通常可将辊筒设计和加工成略带腰鼓型,或调整两辊筒的轴,使其交叉一定角度或加预应力,就能在一定程度上克服或减轻分离力的有害作用,提高压延制品厚度的均匀性;在压延过程中,热塑性塑料由于受到很大的剪切应力的作用,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,这种现像称为压延效应;压延效应的大小,受压延温度、转速、供料厚度和物料性能等的影响,升温或增加压延时间,均可减轻压延效应;压延机的二辊用于橡胶或PVC的塑炼,三辊用于橡胶,四辊塑料;固定倒数第二辊;人造革就是以布或纸为基体,在其上覆以聚氯乙烯糊的一种复合材料;在一定条件下将片、板、棒等塑料型材通过再次加工成型为制品的方法,称为二次成型法;二次成型包括:中空吹塑成型、热成型、取向薄膜的拉伸等;中空吹塑成型是将挤出或注射成型的塑料管坯或型坯趁热于半熔融的类橡胶状时,置于各种形状的模具中,并即时在管坯中通入压缩空气将其吹胀,使其紧贴于模腔壁上成型,经冷却脱模后即得中空制品;拉幅薄膜热定型的目的:1消除内应力2降低收缩率3改善性能;1、简述离模膨胀的含义、原因及主要影响因素;答:定义:被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大的现象;离模膨胀比定义为充分松弛的挤出物直径d与口模直径D之比;圆形口模的离模膨胀比为:B = d/D 或B’ = d2/D2=B2原因:a、取向效应b、弹性变形效应c、正应力效应影响因素:1长径比一定,B随剪切速率增加而增大;在熔体破裂临界剪切速率之前有最大值Bmax,而后下降;2低于τc之下,B随τ增加而增大;高于τc时,B值则下降;3在低于临界ɤc的一定的剪切速率下,B随温度升高而降低;4剪切速率恒定,B随长径比L/D的增大而降低;L/D超过某一数值时,B为常数;5离模膨胀比随熔体在口模内停留时间呈指数关系地减少;6离模膨胀比随聚合物的品种和结构不同而异;线性、柔性聚合物位阻低,松弛时间短,B值小;粘度大,分子量高,分布窄,非牛顿性强,松弛缓慢,B值大;2、为什么要对一些成型物料进行干燥预处理举例说明,并列出工艺条件;答:水分以及其它低分子物的存在, 一方面因其在塑料的成型温度下会挥发成气体,从而造成制品表面缺乏光泽和出现气泡与银丝等外观缺陷;另一方面有可能促使聚合物大分子在高温下发生降解或交联反应,其结果不仅会使塑料熔体的粘度改变,给成型工艺控制带来困难,而且对制品的力学性能和电性能等也会产生不利的影响;各种热塑性塑料成型时的允许含水量很不相同;一般来说,成型温度较高而且在高温下较容易发生水解的塑料,其允许含水量就比较低;反之,允许含水量就比较高;例如,PC的成型温度高达300℃,因大分子链中有酯键,高温下的水解稳定性差,粒料的含水量大于0.02%就很难成型,而且随含水量的增加,其制品外观和冲击强度明显下降;而PS由于成型温度不超过200℃,且大分子链中无易水解基团,故在其粒料含水量高达0.5%时仍可顺利成型;PC干燥的工艺条件:循环鼓风干燥,温度110℃,时间:12h,料层厚度25~50mm;3、在生产硬聚氯乙烯管材时,物料经挤出塑化后,由机头挤出后,紧接着进行什么工序,说明此工序的作用,该工序是如何影响管材质量的答:紧接着进行冷却定型工序, 它的作用是将从口模挤出的物料的形状和尺寸进行精整,并将它们固定下来,从而得到具有更为精确的截面形状、表面光亮的制品;影响:定型装置的内表面的粗糙度直接影响管材的外观质量,定型装置内径尺寸决定了管材外径尺寸精度;真空度太小,吸管不紧影响尺寸和表面,真空度太大,牵引困难,不能正常生产;4、为什么说物料的初始温度过高,对加料段的固体输送能力不利答:物料的初始温度过高,易形成架桥,进料不畅,严重时不能进料;另外,高聚物与金属的摩擦因数是温度的函数,过高降低了物料与料筒的摩擦因数,降低了固体输送能力;5、为什么在一种设备上螺杆转速n不能过高并且靠增加转速来提高生产率也是有限度的答:随着转速的增加,物料所受到的剪切作用加大,即剪切速率增大,因为大多数聚合物都是假塑性流体,因此,随γ↑,η↓,则漏流↑,逆流↑,所以,当转速高到一定程度时,漏流和逆流对产量的影响就不能忽略了;在实际生产中,也不能靠提高螺杆的转速无限制的增加生产能力,随n不断提高,剪切速率达到一定范围后,就会出现熔体破裂现象;也就是说,对n的提高,限制性的因素就是是否出现了熔体破裂;经以上讨论,可知,随n的提高,可以提高生产率,但n的提高是有限制的;6、在模压成型过程中,为什么要采取预热操作预热有哪些设备答:模压前对塑料进行加热具有预热和干燥两个作用,前者为了提高料温,后者为了去除水分和其他挥发物; 作用:①能加快塑料成型时的固化速度,缩短成型时间;②提高塑料流动性,增进固化的均匀性,提高制品质量,降低废品率;③可降低模压压力,可成型流动性差的塑料或较大的制品;预热:15~20 mpa,未预热:30 ±5 mpa预热设备:①电热板加热;②烘箱加热;③红外线加热;④高频加热等;7、在模压成型过程中,为什么要采取预压操作预压有那些设备预压就是在室温下将松散的粉状或纤维状的热固性模塑料压成重量一定,形状规则的型坯的工序;预压作用:①加料快、准确、无粉尘;②降低压缩率,可减少模具装料室和模具高度;③预压料紧密,空气含量少,传热快,又可提高预热温度,从而缩短了预热和固化的时间,制品也不易出现气泡;④便于成型较大或带有精细嵌件的制品;预压的设备是预压机和压模;8、压延效应产生的原因及减小的方法是什么答:产生的原因:在压延过程中,热塑性塑料由于受到很大的剪切应力和拉伸应力作用,因此高聚物大分子会沿着压延方向作定向排列,以至制品在物理机械性能上出现各向异性,即压延效应;减小的方法:物料温度适当提高,可以提高其塑性,加强大分子的运动,破坏其定向排列,可降低压延效应;降低辊筒转速,则压延时间增加,压延效应降低;辊筒存料量少,压延效应也降低;增加制品的厚度,可减小压延效应;尽量不使用各向异性的配合剂,压延后缓慢冷却,有利于取向分子松弛,也可降低压延效应;9、什么是人造革,简述其用压延法生产的工艺流程,并用示意图表示;答:人造革是以布、纸或玻璃布为基材,在其上覆以粘流态塑料如PVC、PU的一种复合材料;以压延法生产人造革时,基材应先经预热,同时粘流态塑料可先经挤压塑化或辊压塑化再喂于压延机的进料辊上,通过辊筒的挤压和加热作用,使塑料与基材紧密结合,再经压花、冷却、切边和卷取而得制品;下图为四辊压延机生产人造革示意图擦胶法;五、论述题1、论述注射成型的工艺过程;答:按其先后顺序主要包括:1)成型前的准备;①原料性能的了解,主要指热性能、流变性能、压缩率、吸湿性、细度、均匀度等;②原料的预处理,主要指原料的干燥、着色等;③料筒的清洗,在更换原料、调换颜色或发现正在加工中的塑料有一定降解现象出现时,就需要对料筒进行清洗;④嵌件预热;⑤脱模剂的选择,Ⅰ. 硬脂酸锌:不适用于PA;Ⅱ. 白油液体石蜡:对PA效果好,还可防止空隙;Ⅲ. 硅油:虽效果好,但价格高,使用麻烦需配甲苯溶液;2)注射过程;具体过程为:①加料塑化塑料粒子加入到料筒中,通过加热逐渐变成熔体柱塞式,或沿螺杆槽向前移动,通过料筒外的加热及螺杆转动时塑料产生的摩擦热逐渐转变为熔体;②充模注射柱塞或移动螺杆把塑料均匀的熔体推向料筒前端,经过喷嘴及模具浇注系统注入并充满模具的型腔;③保压充满之后,柱塞或移动螺杆仍保持施压状态,使喷嘴的熔体不断充实型腔,以确保不缺料;另可使大分子进一步松弛因有滞后;④凝封在浇注系统里的熔体体积比制品小的多先行冷却硬化,模腔内还未冷却固化的熔体就不会向喷嘴方向倒流,这一现象叫凝封;凝封则保压结束,可退螺杆和注塞;同时下一周期的加料塑化开始;⑤冷却保压结束,同时对模具内制品进行冷却、固化,一般冷却到塑料的玻璃态或结晶态;⑥脱模3)制品的后处理;主要指退火和调湿处理;退火是将制品放在一定温度的加热介质热水、热油等或热空气循环箱中静置一段时间,然后缓慢冷至室温,消除制品在加工过程中产生的复杂内应力;调湿处理是将刚出模的热制品放入热水中放置一段时间;主要是为了避免氧化变色放入热水中,隔绝氧;加快得到吸湿平衡,稳定制品尺寸;适量水分对PA等有增塑作用;可以改善柔性、韧性、拉伸强度等性能;2、论述塑料的一次成型和二次成型的联系和区别,并举例说明;答:一次成型是通过加热使塑料处于粘流态的条件下,经过流动、成型和冷却硬化或交联固化,而将塑料制成各种形状的产品的方法;一次成型包括挤出成型、注射成型、模压成型、压延成型等,成型制品从简单到极复杂形状和尺寸精密的制品,应用广泛,绝大多数塑料制品是从通过一次成型法制得的;二次成型是将一次成型所得的片、管、板等塑料型材,加热使其处于类橡胶状态,通过外力作用使其形变而成型为各种简单形状,再经冷却定型而得制品;二次成型包括中空吹塑成型、热成型、拉幅薄膜的成型等方法,仅适用于热塑性塑料的成型;二次成型是在一次成型的基础上进行成型的一种方法;区别:如PVC挤出吹塑成型过程:挤出管坯→合模→送入压缩空气,吹胀型坯→保压、冷却定型后脱模挤出管坯应属于一次成型,后面的成型过程属于二次成型,具体从成型对象、成型温度、形变来具体说明二者联系和区别;。
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.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。
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绪论聚合物加工转变包括:(形状转变)、(结构转变)、(性能转变)。
(选择或填空)第一章材料的加工性质1、熔融指数:热塑性塑料在一定温度和压力下,熔体在10钟内通过标准毛细管的重量值,以(g/10min)来表示。
(名词解释)2、判断聚合物可模塑性的方法是螺旋流动试验。
(判断)3、图形-熔融指数测量仪结构示意图(填空)5、聚合物一些特有的加工性质:(可模塑性)、(可挤压性)、(可纺性)、(可延性)。
(选择题或填空题)6、聚合物在加工过程中的形变都是在(外力)和(温度)共同作用下,大分子(形变)和(进行重排)的结果。
(填空、判断)7、聚合物大分子松弛过程的速度(即松弛时间)与分子间相互作用能和热运动能的比值有关。
(可判断)8、聚合物成型加工松弛时间与温度非常相关。
(可判断)9、制品收缩的原因主要是熔体成型时骤冷使大分子堆积的较松散(即存在“自由体积”)之故。
(判断)10、在(Tg~Tf温度)对成型制品进行热处理,可以缩短大分子形变的松弛时间,加速结晶聚合物的结晶速度,使制品的形状能较快的稳定下来。
(判断或填空)11、按照经典的粘弹性理论,线形聚合物的总形变由(普弹性变)、(推迟高弹形变)、(粘弹性变)三部分组成。
(填空题)12、滞后效应(或弹性滞后):由于松弛过程的存在,材料的形变必然落后于应力的变化,聚合物对外力响应的滞后现象称为。
(可名词解释)13、通常把在室温至Tg附近的拉伸称为“冷拉伸”,在Tg附近的拉伸称为“热拉伸”。
(判断)第二章聚合物的流变性质1、图形-非牛顿流体的应力-应变关系(P17必考选择或填空)结论:非牛顿流体受到外力作用时,其流动行为有以下特征:i)剪应力和剪切速率间通常不呈比例关系,因而剪切粘度对剪切作用有依赖性;ii)非牛顿性是粘性和弹性行为的综合,流动过程中包含着不可逆形变和可逆形变两种成分。
2、切力变稀:如果因为剪切作用使液体原有结构破坏,液体的流动阻力减小,以致引起液体表观粘度随.γ增大而降低,这种现象称为“切力变稀”。
(名词解释)3、切力增稠:若因新结构形成而导致表观粘度随.γ增大而增加的现象则称为“切力增稠”。
“切力增稠”现象起因: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,以致液体的表观粘度.γ或τ的增加而增大,这一过程并伴有体积的胀大。
大多数固体含量较大的悬浮液(PVC糊、PVC糊树脂、少数含固体物质的聚合物熔体)都属于切力增稠。
选择4、自由体积:聚合物中未被聚合物占领的空隙,它是大分子链段进行扩散运动的场所。
(名词解释)随温度的升高,自由体积增大,聚合物年度下降(判断)5、聚合物柔性越大,缠结点越多,聚合物流动时非流动性愈强。
(判断)第三章聚合物液体在管和槽中的流动1、牛顿液体在圆形管道中流动时具有抛物线形的速度分布,管中心处的速度最大,管壁处速度为零,圆管中的等速线为一些同心圆,平均速度是中心速度的1/2。
2、聚合物的复杂流动:拖曳流动和收敛流动。
3、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4、拉伸变稀现象的聚合物:PP、PE拉伸变硬现象的聚合物:LDPE、PS5、常用的毛细管粘度计是挤压式毛细管流变仪6、用(流变仪(或称粘度计))测定聚合物流变性质。
第四章聚合物加工过程的物理1、聚合物结晶的基本特点:结晶速度慢、结晶不完全、结晶聚合没有清晰的熔点。
2、晶核形成的方法:均相成核、异相成核(填空)3、晶核的生长:晶核一旦生产,熔体种的高分子链,通过链段运动向晶核扩散做规整排列,使晶粒生长。
——重点解释或说明4、影响结晶过程的主要因素:(简答)(1)冷却速度的影响;(2)融融温度和熔融时间的影响;(3)应以作用的影响;(4)低分子物:固体杂质和链结构的影响。
5、成型加工过程中的聚合物的取向:流动取向和拉伸取向。
第五章成型物料的配制1、(选择、填空)1、主要添加剂:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧电剂火燃剂、偶联剂、抗静其他性能:发泡剂、阻强剂力学性能:增塑剂、补容剂降低成本:填充剂、增稳定剂、光稳定剂光化性能:抗氧剂、热 2、聚合物本身性能对加工性能和产品性能的影响因素:(简答)答:1)分子量分布的影响2)分子量的影响3)颗粒结构的影响4)粒度的影响5)其他3、粒度的影响:主要影响混合的均匀性。
4、非极性增塑剂主要作用:通过聚合物-增塑剂间的溶剂化作用,增大分子间距离,从而削弱它们之间的作用力。
极性增塑剂主要作用:增塑剂的极性基团与聚合物分子的极性基团相互作用,代替了聚合物极性分子之间的作用,从而削弱了分子间的作用力。
5、防老剂的防老机理?答:1)抑制聚合物的降解作用2)抑制聚合物的氧化作用3)抑制聚合物的光降解作用4)消除聚合物杂质的催化作用6、 防老剂(稳定剂):⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧剂、光屏蔽剂光稳定剂:紫外线吸收)热氧稳定剂:对塑料()防老剂:对橡胶(抗氧剂:)料(热稳定剂:对热敏性塑P R PVC 7、 填料按来源可分:有机填料和无机填料8、润滑剂的改进塑料的流动性,减少或避免对设备的粘附,提高制品的表面光洁度(判断)9、阻燃剂分为:含磷阻燃剂和无机阻燃剂。
发泡剂分为:物理发泡剂和化学发泡剂。
抗静电剂分为:阳离子抗静电剂和阴离子抗静电剂。
10、聚磷酸铵的防火阻燃机理?(期中考试题)答:聚磷酸铵(APP)用于膨胀型防火涂料的阻燃机理:使防火涂料在火焰温度下膨胀起泡,在被覆盖基材上,受热脱水生成聚磷酸,使有机物表面脱水生成碳化膜,并产生大量的不燃气体,形成厚厚的泡沫绝热层,对基材起到绝热,隔绝空气而达到阻燃目的。
第六章塑料的一次成型1、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,压缩比愈大塑料受到的挤压作用愈大。
(名词解释)2、螺杆结构的主要参数(考图6-3加参数及字母表示)P1203、熔化长度:从熔化开始到固体的宽度降到零为止的螺槽总长。
(名词解释)4、流动中包括下述四种主要形式:正流、逆流、横流、漏流(考多选)5、注射周期(总周期):完成一次注射成型所需的时间称注射周期或称总周期。
它由(注射)、(保压时间)、(冷却和加料时间)以及(开模)、(辅助作业)和(闭模时间)组成。
(考名词解释,后面不能漏或填空)6、单螺杆挤出机生产能力计算:Q=βD3n(D-螺杆直径)。
(选择或判断)7(选择、填空或判断)8、按照塑料塑化方式的不同,挤出工艺可分为(干法)和(湿法)二种;按照加压方式的不同,挤出工艺又可分为(连续式)和(间歇式)两种。
(填空)9、单螺杆挤出机的基本结构:(传动部分)、(加料装置)、(料筒)、(螺杆)、(机头和口模)、(辅助设备)。
(填空)10、(选择、填空或判断)11、螺杆的各部分分类及作用?(可简答或只填空)答:根据物料的变化特征可将螺杆分为(加(送)料段)、(压缩段)、(均化段)。
加料段的作用是将料斗供给的料送往压缩段,塑料在移动过程中一般保持固体状态,由于受热而部分熔化。
压缩段(迁移段)的作用是压实物料,使物料由固体转化为熔体,并排除物料中的空气。
均化段(计量段)的作用是将熔融物料,定容(定量)定压地送入机头使其在口模中成型。
12、注射过程包括(加料)、(塑化)、(注射)、(冷却)和(脱模)五大过程。
(填空)13、注射五大工序:(塑化)(注射(冲模))(保压)(冷却)(脱模)。
(填空)14、制造泡沫塑料的发泡方法可分为(机械发泡)、(物理发泡)、(化学发泡)三种。
(填空)15、挤出设备的核心是(挤出机)(可填空、判断、选择、迷惑选项为机头、口模)16、一次成型:通过加热使塑料处于粘流态的条件下,经过流动、成型和冷却硬化(或交联固化),而将塑料制成各种形状产品的方法。
二次成型:将一次成型法制得的片、管、板等塑料成品,加热使其处于类橡胶状态(在材料的Tg-Tf或Tm间),通过外力使其形变而成型为各种较简单形状,再经冷却定型而得产品。
(可分别作为两个名词解释或简答)第七章塑料的二次成型(仅适用于热塑性塑料的成型)(可判断)1、中空吹塑成型:将挤出或注射成型的塑料管坯(型坯)趁热于半融的类橡胶状时,置于各种形状的模具中,并及时在管坯中通入压缩空气将其吹张,将其紧贴于模腔壁上成型,经冷却脱模后即得中空制品。
(考名词解释)2、口径不大的各种瓶、壶、桶和儿童玩具等选用中空吹塑成型生产方法。
(考)3、吹塑工艺过程的影响因素?(可简答)答:(1)型坯温度(2)吹气压力和充气速度(3)吹胀比(4)模温和冷却时间(5)成型周期4、制品的尺寸和型坯尺寸之比,亦即型坯吹胀的倍数称吹胀比,一般吹胀比为(2~4)倍。
(填空、名词解释)第三篇橡胶加工1、橡胶加工工序主要包括?(可简答)答:生胶的塑炼,塑炼胶与各种配合剂的混炼,胶料的成型,胶料的硫化等几个加工工序。
2、生胶(天然胶和合成胶)按物理性状通常可将生胶分为(捆包胶)、(颗粒胶)、(粉末胶)、(乳胶)和(液体胶)等。
(考填空)第八章胶料的组成及配合1、什么是“喷流现象”及其原因和解决方法?(简答、论述)答:当温度超过68摄氏度以上时,硫黄完全溶解能稳定的溶液;当胶料冷却到35-68摄氏度之间时,则一部分硫黄处于亚稳定状态。
当胶料表面粘上灰尘或手抚摸时,处理亚状态的硫黄便在胶料表面呈细微结晶而分析,这种现象叫喷流。
原因:1)混炼不均匀2)混炼温度过高3)配方中硫黄用量过多4)停放时间过长等解决方法:1)低温混炼2)停留时间短3)提高分散性4)加入胶料5)加入炭黑6)加入软化剂7)加入吸附硫黄的配合剂。
2、1)硫黄是使用最普遍的硫化剂,适用于不饱和胶2)只有硅橡胶等饱和胶采用有机过氧化物为硫化剂,3)氯丁胶采用氧化锌为硫化剂。
(考选择题)3、炭黑补强机理?(简答、论述)答:(1)物理吸附:橡胶能够很好地吸附在炭黑表面,湿润了炭黑。
吸附是一种物理过程,即炭黑与橡胶分子之间的吸引力大于橡胶分子之间的内聚力,这种结合力较弱。
(2)化学吸附:炭黑的不均匀性,有些活性很大的活化点,具有不配对的电子,能与橡胶起化学作用。
橡胶吸附在炭黑的表面上而有若干个点与炭黑表面其化学的结合,这种作用力称为化学吸附。
橡胶分子链比较容易在能够滑动炭黑表面上滑动,但不易和炭黑脱离。
橡胶与炭黑就构成了能够滑动的强固的键。
4、合成胶分类:(1)按其性能和用途分为通用合成胶和特种合成胶。
(2)按结构特点又可区分为饱和胶和不饱和胶;极性胶和非极性胶。
(填空、选择)5、使橡胶由线型长链分子转变为网状大分子的物质得转变过程成为硫化。
(名词解释)5、增塑剂按作用机理可分为物理增塑剂(也称软化剂)和化学增塑剂(也叫塑解剂)。
6、填充剂按用途可分为两大类:即补强填充剂和惰性填充剂。
7、橡胶配方种类有三种:基础配方、性能配方和生产配方。
第九章胶料的加工1、塑化:指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可塑性的全过程。