高分子材料成型加工(含答案)

1.高分子材料成型加工：通常是使固体状态(粉状或粒状)、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形，经过模具形成所摇的形状并保持其已经取得的形状，最终得到制品的工艺过程。

2.热塑性塑料：是指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料(如:ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等),它可以再回收利用。

具有可塑性可逆热固性塑料：是指受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料(如:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚胺酯、发泡聚苯乙烯、不饱和聚酯树脂等)具有可塑性,是不可逆的、不能再回收利用。

3. 通用塑料：一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料工程塑料：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°C 的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等的、可代替金属用作结构件的塑料.4.可挤压性：材料受挤压作用形变时，获取和保持形状的能力。

可模塑性：材料在温度和压力作用下，产生形变和在模具中模制成型的能力。

可延展性：材科在一个或两个万向上受到压延或拉伸的形变能力。

可纺性：材料通过成型而形成连续固态纤维的能力。

5.塑化效率：高分子化合物达到某一柔软程度时增塑剂的用量定义为增塑剂的塑化效率。

定义DOP的效率值为标准1,小于1的则较有效,大于1的较差.6.稳定流动：凡在输送通道中流动时，流体在任何部位的流动状况及一切影响流体流动的因素不随时间而变化，此种流动称为稳定流动。

不稳定流动：凡流体在输送通道中流动时，其流动状况及影响流动的各种因素都随时间而变化，此种流动称之不稳定流动。

7. 等温流动是指流体各处的温度保持不变情况下的流动。

（在等温流动情况下，流体与外界可以进行热量传递，但传入和输出的热量应保持相等）不等温流动：在塑料成型的实际条件下，由于成型工艺要求将流道各区域控制在不同的温度下:而且由于粘性流动过程中有生热和热效应，这些都使其在流道径向和轴向存在一定的温度差，因此聚合物流体的流动一般均呈现非等温状态。

8. 熔体破裂: 聚合物在挤出或注射成型时，在流体剪切速率较低时经口模或浇口挤出物具有光滑的表面和均匀的形状。

当剪切速率或剪切应力增加到一定值时，在挤出物表面失去光泽且表面粗糙，类似于“橘皮纹”。

剪切速率再增加时表面更粗糙不平。

在挤出物的周向出现波纹，此种现象成为“鲨鱼皮”。

当挤出速率再增加时，挤出物表面出现众多的不规则的结节、扭曲或竹节纹，甚至支离和断裂成碎片或柱段，这种现象统称为熔体破裂.9. 离模膨胀:聚合物熔体挤出后的截面积远比口模截面积大。

此种现象称之为巴拉斯效应，也成为离模效应。

离模膨胀依赖于熔体在流动期间可恢复的弹性变形。

有如下三种定性的解释：取向效应、弹性变形效应（或称记忆效应）、正应力效应。

10. 均匀程度指混人物所占物料的比率与理论或总体比率的差异。

分散程度指混合体系中各个混人组分的粒子在混合后的破碎程度。

破碎度大。

粒径小，起分散程度就高；反之。

粒径大，破碎程度小，则分散的不好11. 塑炼：为了满足各种加工工艺的要求，必须使生胶由强韧的弹性状态变成柔软而具有可塑性的状态，这种使弹性生胶变成可塑状态的工艺过程称作塑炼。

混炼就是将各种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。

12. 固化速率：是以热固性塑料在一定的温度和压力下，压制标准试样时，使制品的物理机械性能达到最佳值所需的时间与标准试件的厚度的比值（s/mm厚度）来表示，此值愈小，固化速率愈大。

13.成型收缩率：在常温常压下，模具型腔的单向尺寸L 。

和制品相应的单向尺寸L之差与模具型腔的单向尺寸L。

之比。

SL=(L。

-L)/L。

*100%14.螺杆的长径比:指螺杆工作部分的有效长度L与直径Ds之比。

L/Ds大，能改善塑料的温度分布，混合更均匀，并可减少挤出时的逆流和漏流，提高挤出机的生产能力。

螺杆的压缩比A指螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽的容积之比，它表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。

A越大，塑料受到的挤压作用也就越大，排除物料中所含空气的能力就大。

压缩比的获得主要采用等距变深螺槽、等深变距螺槽和变深变距螺槽等方法，其中等距变深螺槽是最常用的方法。

15.注射量：指注射机在注射螺杆(或柱塞)作一次最大注射行程时，注射装且所能达到的最大注射量。

其有两种表示法：一种是以PS原料为标准。

用注射PS熔料的质量以“g”为单位表示；另一种是用注射出的容积以“cm3”为单位表示。

锁模力是由合模机构所能产生的最大模具闭紧力决定的，它反映了注射机成型制品面积的大小。

16. 包轴现象:在移动螺杆注射机中，螺杆转速过高时，螺杆表面的橡胶分子发生拉伸取向，形成多层取向状态，会产生一种收缩力，起到一种钳住作用，使胶料成团抱住螺杆一起转动的现象叫包轴现象（又称韦森贝尔格效应）17.压延效应由于物料在压延过程中，在通过压延辊筒间隙时受到很大的剪切力和一些拉伸应力，因此高聚物大分子沿着压延方向作定向排列，以致制品在物理机械性能上出现各向异性，这种现象在压延成型中称为压延效应。

压延效应引起制品的性能发生变化，使压延薄膜的纵向拉伸强度大于横向拉伸强度，横向断裂伸长率大于纵向。

压延效应的大小受到压延温度、辊筒转速与速比、辊隙存料量、制品厚度以及物料的性质等因素影响。

压延涂层法:压延软质塑料薄膜时，如果以布、纸或玻璃布作为增强材料，将其随同塑料通过压延机的最后一对辊筒,把黏流态的塑料薄膜紧覆在增强材料之上，所得的制品即为人造革或涂层布（纸），这种方法统称为压延涂层法。

二简述题2简述口模入口处压力降产生的原因1)物料从料筒进入口模时，熔体黏滞流动流线在入口处产生收敛所引起的能量损失2)在入口处由于聚合物熔体产生弹性变形，因弹性能的储蓄所造成的能量消耗3)熔体流经入口处时，由于剪切速率的剧烈增加而引起速度的激烈变化，为达到稳定的流速分布所造成的压力降3.聚合物熔体的离膜膨胀产生的原因是什么？答：离模膨胀依赖于熔体在流动期间可恢复的弹性变形。

有如下三种解释：1)取向效应：聚合物溶体流动期间处于高剪切场内，其大分子在流动方向取向，但在口模在出口处发生解取向，从而引起离模膨胀2)弹性变形效应（记忆效应）：当聚合物熔体由大直径的料筒进入小口径口模时，产生了弹性形变，而在熔体离开时，弹性形变获得恢复，从而引起离模膨胀，3)正应力效应：由于黏弹性流体的剪切变形，在垂直于剪切方向上引起了正应力的作用，从而引起离模膨胀4.简述分散混合的定义、目的和实现手段.定义：指在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值时，同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。

目的：把少数组分的固体颗粒和液相滴分散开来，成为最终粒子或允许的更小颗粒或滴，并均匀的分布到多组分中。

实现手段：主要靠剪切应力和拉伸应力作用实现。

5.简述高速混合机的结构和工作原理.答：结构：主要由附有加热或冷却夹套的圆筒形混合室和一个装在混合室内底部的高速转动叶轮所组成。

工作原理：高速混合机工作时，高速旋转的叶轮借助表面与物料的摩擦力和侧面对物料的推力使物料沿叶轮切线运动。

同时，由于离心力的作用，物料被抛向混合室内壁，并且沿壁面上升，当升到一定高度后，由于重力的作用，又落回到叶轮中心，接着又被抛起，由于叶轮转速很高，物料运动速度很快，快速运动着的粒子间相互碰撞、摩擦，使得团块破碎，物料温度相应升高，同时迅速地进行着交叉混合，这些作用促进了组分的均匀分布和液态添加剂的吸收6.简述Z形捏合机的结构和工作原理.答：它的主要结构部分是一个有可加热和冷却夹套的鞍型底部的混合室和一对Z型搅拌器。

工作原理：混合时，物料借助于相向转动的一对搅拌器沿着混合室的侧壁上翻而后在混合室的中间下落，再次为搅拌器作用，这样周而复始，物料得到重新折迭和撕捏作用，从而取得均匀的混合。

7.试比较三种模压成型用模具的不同。

答：模压成型用的模具按其结构特点分主要有溢式、不溢式和半溢式模具三种。

溢式模具①是由阴模和阳模两部分组成，阴阳两部分的正确闭合由导柱来保证，制品的脱模靠顶出杆完成②这种模具结构比较简单，操作容易，制造成本低○3对压制扁平盘状或蝶状制品较为合适不溢式模具①结构较为复杂，制造成本高②没有溢料缝，所以物料不能从模具型腔中溢出，适合加工高密度制品○3阴模壁厚，阴模带有顶杆或可制造成可拆卸的几部分○4采用重量法准确加料半溢式模具结构介于溢式和不溢式之间，分有支承面和无支承面两种形式。

有支承面:具有除装料室，物料的外溢受到限制特点是制造成本高，模压时物料容易积留在支承面上，从而使型腔内的物料得不到足够的压力。

无支承面:阴模在进口处开设向外倾斜的斜面，阴模阳模之间形成一个溢料槽，多余料可从溢料槽滋出，但受到一定限制8.橡胶的硫化历程包含哪几个阶段？简述每个阶段橡胶结构和物理机械性能的变化规律。

答：橡胶的硫化历程可分为四个阶段:焦烧阶段、预硫阶段、正硫化阶段和过硫阶段。

焦烧阶段又称硫化诱导期，是指橡胶在硫化开始前的延迟作用时间，在此阶段胶料尚未开始交联，胶料在模型内有良好的流动性。

焦烧阶段的长短决定了胶料的焦烧性能和操作安全性。

预硫阶段焦烧期以后橡胶开始交联的阶段。

在此阶段，随着交联反应的进行，橡胶的交联程度逐渐增加，并形成网状结构。

橡胶的物理机械性能逐渐上升，但尚未达到预期的水平，但有些性能如抗斯裂性、耐磨性等却优于正硫化阶段时的胶料。

预硫阶段的长短反映了橡胶硫化反应速度的快慢，主要取决于胶料的配方。

正硫化阶段橡胶的交联反应达到一定的程度，此时的各项物理机械性能均达到或接近最佳值，其综合性能最佳。

此时交联键发生重排、裂解等反应，胶料的物理机械性能在这个阶段基本上保持恒定或变化很少，所以该阶段也称为平坦硫化阶段。

过硫阶段正硫化以后继续硫化便进人过硫阶段。

交联反应和氧化及热断链反应贯穿于像胶硫化过程的始终，只是在不同的阶段，这两种反应所占的地位不同，在过硫阶段中往往氧化及热断链反应占主导地位，因此胶料出现物理机械性能下降的现象。

9.简述模压法、移模法和注射成型法三种橡胶成型方法的区别答：橡胶注射成型是将胶料通过注射机进行加热，然后在压力作用下从机筒注人密闭的模型中，经热压硫化而成为制品的生产方法。

橡胶注射是在模压法和移模法生产基础上发展起来的。

模压法是使用平板硫化机生产模型制品〔如密封圈、防震垫等)的方法，设备简单，更换产品方便。

但模压法存在着劳动强度大，自动化程度低，废品率较高等缺点，尤其是生产形状复杂，胶层较厚的金属骨架制品时，困难较大。

移模法与热固性塑料的传递模塑类似，先将预先准备好的胶料体装人模型上部的塞筒内，在强大的压力下铸人模腔，然后移人硫化罐硫化。

该法胶料流动性好，产品较均匀致密，特别对某些形状较复杂的制品，所得产品的质量优于普通模压法。