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。