高分子材料成型加工原理期末复习重点

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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。

高分子材料加工原理复习资料

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高分子材料加工原理复习资料1.成型加工过程中物理化学变化结晶:定型,增强,内应力,翘曲取向:增强;各项异性降解:塑化,性能变差交联:硫化,增强性能2.热塑性树脂:热塑性树脂:是具有受热软化、冷却硬化的性能,而且不起化学反应,无论加热和冷却重复进行多少次,均能保持这种性能。

凡具有热塑性树脂其分子结构都属线型。

它包括含全部聚合树脂和部分缩合树脂。

热固性树脂:指在加热、加压下或在固化剂、紫外光作用下,进行化学反应,交联固化成为不溶不熔物质的一大类合成树脂。

异性纤维:经一定几何形状(非圆形)喷丝孔纺制的具有特殊横截面形状的化学纤维。

共混纤维:两种或多种聚合物混合后纺成的纤维。

差别化纤维:不同于常规品种的化学纤维,即经过化学改性,物理变化和特殊工艺而得到的具有某种特性的化学纤维。

特种橡胶: 也称特种合成橡胶。

指具有特殊性能和特殊用途能适应苛刻条件下使用的合成橡胶。

3.溶剂的选择原则a.对于极性聚合物而言,应选择极性相近的原则b.对于非极性聚合物而言应使两者溶度参数接近c.溶剂相互作用参数χ1﹤1/2原则 d.经济,工艺,坏境上的要求。

工业上1沸点不应太低或过高2溶剂需具备足够的热稳定和化学稳定,在回收过程中不易分解3要求溶剂的毒性低,对设备腐蚀性小4.溶解过程中不引起对聚合物的破坏或发生其他化学变化5在适当温度下有较好的溶解能力,并在尽可能高的浓度时仍有尽可能低的黏度. 4.混合的三种基本运动形式?a.分子扩散b. 涡旋扩散c.体积扩散对于聚合物熔融以体积扩散为主,熔体粘度高,熔体与溶液间分子扩散慢很少发生分子扩散和涡旋扩散。

5.爬杆效应:在聚合物溶液或熔体中聚合物沿快速旋转轴慢慢上爬并形成相当厚的包轴层的现象。

挤出胀大:当高聚物熔体从小孔、毛细管或狭缝中挤出时挤出物在挤出模口后膨胀使其横截面大于模口横截面的现象。

无管虹吸:对高分子液体当虹吸管升离液面后,杯中的液体仍能源源不断地从虹吸管流出,这种现象称无管虹吸效应。

材料成型加工复习资料

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第一章绪论1.“高分子材料”的定义。

高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料,是从应用的角度对高分子进行形的归类如,塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂等。

2.高分子材料成型加工的定义。

高分子材料(由高分子化合物和添加剂组成)是通过成型加工工艺得到具有实用性的材料或制品过程的工程技术。

从高分子材料成型加工的工艺过程方面考虑,高分子材料的成型加工进一步定义为,要求通过共混、反应及分子组装等聚合物加工方法获得新的性能及功能,要求利用外场、温度、时间等组合控制材料非平衡态结构以获得特殊性能及功能。

3.高分子材料工程特征的含义。

一方面,高分子材料结构上的特殊性,使得其性能是可变的,因此高分子材料成型加工方法具有多样性。

即同样的高分子材料,通过不同的成型加工过程(包括加工工艺条件),制得高分子材料制品的性能是不一样的。

另一方面,高分子材料的制品的性能决定于材料本身及成型过程中产生的附加性质,这些附加性质有些要加以利用,有些要进行限制。

因此,高分子材料的成型加工方法具有多样性。

第二章高分子材料学1.分别区分“通用塑料”和“工程塑料”,“热塑性塑料”和“热固性塑料”,并请各举2~3例。

通用塑料:一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。

通用塑料有:PE,PP,PVC,PS等;工程塑料:是指拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2 ,长期耐热温度超过100℃的,刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等,可代替金属用作结构件的塑料。

工程塑料有:PA,PET,PBT,POM等;工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料,是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。

日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料,耐热性在100℃以上,主要运用在工业上”。

热塑性塑料:加热时变软以至流动,冷却变硬,这种过程是可逆的,可以反复进行。

聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚,氯化聚醚等都是热塑性塑料。

高分子材料成型加工基础复习提纲高分子材料成型加工基础复习.docx

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高分子材料成型加工基础复习提纲绪论及第一章:混合与混炼1、聚合物加工:高聚物的成型加工,通常是在一定的温度下使弹性固体、固体粉状或粒状、糊状或溶液状态的高分子化合物变性或熔融,经过模具或口型流道的压塑,形成所需的形状,在形状形成的过程中有的材料会发生化学变化(如交联,最终得到能保持所取得形状的制品的工艺过程。

P52、聚合物的加工工艺过程一般可以分为混炼、成型、后加工等三大部分。

P53、混合混炼的目的:为获得综合性能优异的聚合物材料,除继续研制合成新型聚合物外,通过混合、混炼方法对聚合物的共混改性已成为发展聚合物材料的一种卓有成效的途径。

P74、共混的方法:a机械共混法b液体共混法c共聚一共混法d互穿网络聚合物IPN制备技术P75、共聚物的均匀性是指被分散的物在共混体中浓度分布的均一性,或者说分散相浓度分布的变化大小。

6、共聚物的分散程度是指被分散的物质(如橡胶中掺混部分塑料)破碎程度如何,或者说分散相在共混体中的破碎程度。

P117、常见的共混体系有:a固体/固体混合、b液体/液体混合、c固体/液体混合。

P208、混炼三要素及其作用:a压缩;物料在承受剪切前先经受压缩,使物料的密度增加,这样剪切时,剪切力作用大,可提高剪切效率,同时当物料被压缩时,物料内部会发生流动,产生由于压缩引起的流动剪切b剪切剪切的作用是把高粘度分散相的粒子或凝聚体分散于其它的分散介质中c分配置换分布由置换来完成。

P229、混合与混炼设备根据操作方式分为间歇式和连续式两大类。

P2510、常见初混合设备概念及类型:初混合设备是指物料在非熔融状态下(粉料、粒料、液体添加剂)进行混合所用的设备。

常用的典型初混合设备有a转鼓式混合机b螺带混合机c Z型捏合机d高速混合机P25-2811、混炼和塑化的概念及它们的区别:将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程叫混炼;将各种配合剂混入并均匀分散在塑料熔体中的过程叫塑化。

区别:处理的对象不同P2912、常用混炼设备:开炼机、密炼机、螺杆挤出机P2913、初混合设备与混炼设备有什么区别:初混合设备主要是为了提高共混物的均匀性,混炼设备则是用作提高共混物的分散程度14、塑炼的概念以及作用:为了便于橡胶材料的混炼加工,通常需要在一定条件下,对其进行加工处理, 使橡胶材料由强韧的弹性状态转变为柔软的可塑性状态,这种使弹性材料增加可塑性(流动性)的工艺过程称为塑炼。

高分子材料成型工艺学期末考试复习

高分子材料成型工艺学期末考试复习

高分子材料成型工艺学期末考试复习1、降解:聚合物在成型、贮存或使用过程中,因外界因素如物理的(热、力、光、电、超声波、核辐射等),化学的(氧、水、酸、碱、胺等)及生物的(霉菌、昆虫等)等作用下所发生的聚合度减少的过程。

2、比热容单位质量材料升高1度时所需的热量,单位KJ/Kg、K3、表观密度指料粒在无外压力下包含空隙时的密度4、解取向:在热的作用下取向的大分子链趋向紊乱无序的自发过程称为解取向。

5、拉伸取向:大分子链、链段等结构单元在拉伸应力作用下沿受力方向的取向。

6、偶联剂:增强塑料中,能提高树脂和增强材料界面结合力的化学物质、偶联剂分子是一类多官能团物质,它的一端可与无机物表面的化学基团反应,形成牢固的化学键合,另一端则有亲有机物的性质,可与有机物分子反应或物理缠绕,从而把两种性质不同的材料牢固结合起来。

7、抗静电剂:是一类能够降低塑料表面电阻率,增大漏电速率,使静电不能在塑料表面积累的化合物、8、注射速率:指注射机单位时间内的最大注射量,是螺杆的横截面积与其前进速度的乘积、9、挤出胀大:亦称出口膨胀,是指塑料熔体被强迫挤出口模时,挤出物尺寸大于口模尺寸,截面形状也发生变化的现象。

10压延效应:是将接近粘流温度的物料通过一系列相向旋转着的平行辊筒的间隙,使其受到挤压或延展作用,成为具有一定厚度和宽度的薄片状制品。

1、熔点Tm是指结晶性聚合物中大分子链从有序状态转变到无序粘流态所需要的温度。

2结晶度不完全结晶的高聚物中晶相所占的质量分数或体积分数。

3、取向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)或受力拉伸时而沿受力方向作平行排列的现象。

4、等规度聚合物中等规异构体所占比例称为等规指数,又称等规度。

5固化速率:是热固性塑料成型时特有的也是最重要的工艺性能、它衡量热固性塑料成型时化学反应的速度等规指数:聚合物中等规异构体所占的比例。

比热容:单位质量材料升高1℃时所需要的热量,单位为KJ/Kg•K。

高分子材料成型加工原理复习题及答案

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。

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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)下,10分钟内从出料孔( = ) 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4成纤聚合物的一般特性,纤维成型过程,纺丝液体的制备,工业生产主要纺丝成形方法。

1)分子量较高,分子间作用力(含强极性基团或氢键)较大;可制成强度好的纤维;2)无较长支链、交联结构和很大的取代基团,为线型结构,结晶性较好,使拉伸取向结晶后,纤维的强度和模量较高。

3)分子量分布窄:低分子级份过多,纤维强度下降;高分子级份太多,熔体粘度急剧增大,出现凝胶型颗粒,难于拉伸取向。

4)溶解或熔融后,液体具有适度的粘度;5)良好的热稳定。

纤维成形过程包括:液体纺丝及液体细流的冷却固化过程纺丝液体的制备:成纤聚合物的熔融/成纤聚合物的溶解:溶剂同高聚物相互扩散、渗透、溶解的过程。

工业生产中,纤维纺丝成形的方法:熔法纺丝、干法纺丝、湿法纺丝5解释:应变软化;应力硬化;塑性形变及其实质。

T b是塑料使用的下限温度;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6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7分析聚合物在贮存或使用过程中,制品变形和收缩的原因,提出稳定制品形状的方法。

原因:1)成型时熔体的骤冷,使大分子堆积松散(自由体积大);2)贮存或使用中,大分子或链段重排运动,后结晶等,使堆积变紧密,密度增加,体积收缩。

随冷却速度增大,体积收缩程度增大。

3)骤冷对制件质量不利,降低制品尺寸和形状的稳定性,严重变形或收缩不匀形成的内应力,使制品开裂。

同时降低制品的综合性能改进方法:在(Tg~Tf)对制品热处理,可缩短松弛时间,加速结晶,使制品形状较快稳定。

如PC,PS,PA,PVC等。

8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)9 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10解释控制加工温度是调节热塑性聚合物熔体流动性的重要手段, 但PE、PP 、POM和天然橡胶等加工时,粘度对加工温度变化并不敏感。

11分别说明固体填充剂(以炭黑为例)、增塑剂或溶剂对聚合物粘度的影响。

通常,固体填料用量(10%~50wt%)增加,粒径减小,表面活性增高,会阻碍大分子链段的运动,使聚合物熔体粘度增大。

尤其加入活性炭黑的橡胶。

炭黑粒子细、表面含有活性基团,与高聚物的亲合性极好,可形成化学或物理结点,阻碍大分子链的运动和滑移,使粘度大幅升高。

增塑剂类小分子或溶剂,会增大分子间距离,减小分子间作用力和流动阻力,使聚合物粘度降低。

液体或增塑剂的作用:削弱聚合物分子间力,分子间距离增大,缠结减少,使聚合物粘度降低;随溶剂含量增加,出现非牛顿流动的临界剪切速率升高,牛顿性增强。

相容性对粘度影响:1)增塑剂与聚合物之间相溶性好随浓度增大,增塑剂/聚合物体系的粘度上升;聚合物粒子被溶胀,形成软外层,剪切力增大时,容易变形滑过,表现假塑性流动;2)增塑剂与聚合物之间相溶性差剪应力作用时,粒子间相互滑移困难,膨胀性流动行为。

12热固性聚合物加工工艺关键使热固性聚合物在交联之前,完成流动过程热固性成型设备与模具温度的控制:注射或挤出的温度控制:粘度最低,不迅速交联的温度;模具或后处理的温度控制:有利于迅速硬化的温度。

13.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14宾汉流体、牛顿流体、膨胀性流体、假塑性流体、触变性液体,震凝性液体对于每一种流体,各试举出一个例子,其中多数聚合物熔体属于哪一类流体?宾汉流体:牙膏,巧克力酱牛顿流体:酒,汽油膨胀性流体:淀粉溶液,蜂蜜假塑性流体:蛋黄酱,血液触变性液体:油漆,护手霜震凝性液体:饱和聚酯15影响聚合物粘度的环境因素有哪些粘度对剪切速率敏感的聚合物有哪几种粘度对温度敏感的聚合物有哪几种温度、应力、应变速率、低分子物(溶剂)等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16 影响聚合物粘度的结构因素有哪些如何用熔融指数仪辨别聚合物分子量大小及其分布聚合物结构(链结构和极性、分子量、分子量分布和组成等)流动粘度源于分子间内摩擦,分之间作用力小,分子链柔性高,相对位移容易,粘度低,流动性好。

(1)链柔性大,缠结点多,解缠和滑移困难,非牛顿性愈强;(2)链刚性或分子间力大(极性和结晶),粘度高,加工难;粘度的温敏性增加,升温可增大流动性(PC、PS、PET 、PA);(3)长支链高分子中,主链及支链均形成缠结结构,其粘度大于直链高分子粘度,其粘度对剪切速率的敏感性增大。

短支链高分子, 大分子缠结减小,分子间距离增大,分子间作用力降低, 其粘度低于直链高分子粘度。

(4)分子中含大侧基,自由体积增大,粘度对压力和温度敏感性增加,升温和升压均能改变流动性(PMMA,PS)流动是分子链间发生相对位移,分子量增大,分子的缠结程度提高,分子间作用力增大,分子链重心移动愈慢,流动需更长时间和更多能量,粘度增大分子量分布宽,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17聚合物流体有几种流动类型什么是零切粘度、极限粘度、表观粘度零切粘度,就是当剪切速率趋于零时,非牛顿指数n=1,表观粘度与剪切速率无关,流体流动性之与牛顿性流体相仿,粘度趋于常数,称零切粘度表观,是指在一定下,用相应的除以所得的商。

表观黏度有可能大于真实黏度也有可能小于真实黏度极限黏度18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。

19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。

20非牛顿液体在管壁上产生滑移的原因。

判断各种因素对入口效应和离模膨胀的影响。

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