2014级机械工程《高分子材料加工先进技术》课程考试提纲-20160509

2014级《高分子材料加工先进技术》课程考试提纲填空题1、塑料电磁动态塑化挤出机两个主要发明点是①；②；2、材料按化学组成分为金属材料、无机材料及有机（高分子）材料三大类；3、日常使用的光纤有光纤用的光源和光纤预制棒；4、光纤以其丰富的带宽资源成为信息高速公路的传输主体；5、光纤是光导纤维的称呼，是用低耗损介质制作的纤维状波导结构；6、光纤的基本功能是对光束的束缚和传播；7、光纤作为介质的基本特性用传输容量表示，它等于传输速率与传输距离的乘积；8、决定传输距离与传输速率的性能指标则是光纤的耗损和色散；9、石英光纤产业形成了四种主要制备工艺：①MCVD、②PCVD、③OVD、④VAD；10、光纤的技术发展趋势是低能耗、低色散低非线性；11、按折射率结构分，光纤分为SI型POF和GI型POF两种类型；12、透气膜（也叫微孔膜）是一种国际上新型的塑料制品，这种薄膜上分布有大量微孔，具有透气而不漏水的特点而被广泛应用于人类生活的各个领域；13、介质辅助注射成型常用的介质有水和气体；14、金属注射成型是在塑料成型和粉末冶金的基础上发展起来的一种近净成型新工艺。

15、聚合物改性是在聚合物中加入各种无机或有机物质，或将不同种类的聚合物共混，或用化学方法实现聚合物的扩链、共聚、接枝叶、等，使其制品的成本下降，或成型加工性能或制品性能使用性能得到改善，或在电、热、光、磁、阻燃等全面具有独特功能。

16、塑料改性可分为添加改性与形态及结构改性。

17、物理改性可分为共混改性和填充改性。

18、常见的吹塑成型工艺有塑料挤出成型、注射成型和挤出吹塑成型等。

19、薄膜拉伸工艺分为：平面拉伸法和管膜法。

20、高分子材料拉伸流变跟剪切流变最大的区别是：拉伸流动的质点速度仅沿着流动方向发生变化，剪切流动的质点速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化。

21、铝塑复合管中铝管焊接方法不同，分为搭接式焊接加对接式焊接两种形式。

22、常用制备电池隔膜的办法有三种，分别是干法、湿法、静电纺丝法。

23、常用的半固态成型技术有三种，分别是流变铸造、触变铸造、流变注射成型。

24、高速注射成型是指塑料充模时螺杆前进速度为500~1000mm/s的注射成型技术。

25、快速成型常用四种典型工艺，分别是光固化成型法、分层实体制造法、选择性激光烧结法、熔融沉积成型法。

26、多色注射机与普通注射机的主要区别是熔料温度；注射压力。

27、塑料薄膜双向拉伸是将高聚物树脂通过挤出机加热熔融挤出厚片后在玻璃化温度以上熔点以下的适当温度范围内高聚物的高弹态下，通过纵拉机与横拉机的外力作用下先后沿纵向和横向进行一定倍数的拉伸从而使高聚物的分子链在平行于薄膜平面的方向上进行取向而有序排列;并在拉伸状态下进行热定型使取向的大分子结构固定下来,最后经冷却及后续处理便可制得理想的塑料薄膜。

28、塑料管道与金属，水泥等传统材料管道相比，具有质量轻，耐腐蚀，导热系数低，绝缘性能好，内壁不结垢，流动阻力小，不生锈，不生苔，易着色，易加工，不需涂装，施工安装和维修方便等优点。

29、吹塑中空成型工艺已有几十年的发展历史。

容量1L以下，要求瓶颈尺寸精度较高的医药瓶、食品瓶、化妆品瓶和工业用品瓶，都以注塑吹塑成型法制造。

30、与传统粉末冶金所用的粉末相比，粉末注射成型所用的粉末更细一些。

通常，用于注射成型的粉末粒径为：碳化物<1um，金属<20~30um ，氧化物<3um，瓷粉<45um。

简答题1、目前我国生产的有机光纤常用的材料有哪几种？1）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA-有机玻璃）POF；2）聚苯乙烯（PS）芯POF；3）聚碳酸酯（PC）芯POF；4）ARTON光纤。

2、衡量透明高分子材料光学性能的主要指标有哪些？1）材料色散：通常透明材料折射率随传输波长的改变而变化，一般光纤芯皮材折射率随传输波长的增大而减小，因而会产生材料色散，常用阿贝数Abb或Vd。

2）一般材料折射率越大，Abb越小，材料色散越强3）光纤芯皮材色散是影响POF传输带宽或传输速率的重要因素，提高POF传输宽度的重要方法是降低光纤色散。

3、有机光传输损耗较大的原因有哪些?1）固有因素：吸收损耗：碳氢C-H键、氮氢N-H键、和碳氧C=O键的振动产生固有吸收；散射损耗：由密度、浓度涨落引起的瑞利损耗。

2）外在因素：吸收损耗：过渡金属离子、有机杂质污染、OH基团等引起的吸收；散射损耗：尘埃和气泡、纤芯直径波动、纤芯-包层界面缺陷、由于拉伸取向产生的双折射。

4、木塑复合材料常见的成型办法有哪几种？1）模压法成型；2）螺杆挤出成型；3）螺杆注塑成型。

5、国际上多层共挤复合机头的最新结构有叠加式及管套式。

叠加式共挤机头有哪些优点？1）定位精密高，减少漏料；2）热流道表面少30—40％，因此减少降解机会；3）能耗减少；4）有利于拆卸与维修；5）可以改进螺旋流道的分布，减少每层的厚度偏差。

6、多层共挤薄膜生产中，冷却对产量及产品质量影响很大。

冷却技术有哪些？目前的冷却技术是采用外冷和内冷。

外冷法是采用风环冷却，最新的外冷系统为双唇环冷却。

最先进的内冷系统是膜泡内冷技术(IBC)。

7、为什么PET瓶坯注射成型加工要严格控制乙醛（AA）的最大含量？乙醛（AA）是一种用于制造醋酸、醋酐、合成树脂、橡胶及塑料等材料的辅助原料。

PET瓶中AA来自PET树脂生产的缩聚过程中，也来自瓶的干燥和注射成型过程。

装有饮料的PET 瓶，AA随着时间的推移慢慢转入饮料中，饮料储存时间越长，转入饮料中的AA就越多。

在饮用普通瓶特别是无压瓶的生产过程中，对降低乙醛含量有较高的要求，这是因为无压瓶主要用来盛装口味较淡的纯水或矿泉水，乙醛虽无致命的毒，但极少量的乙醛就可以使水的口味发生变化。

另外，乙醛在摄氏21度以上即可挥发释放，在较高的模具和瓶胚的温度前提下，有相当量的乙醛会被挥发出来，因此，乙醛最大含量应该控制在小于8 ppm。

8、典型快速成型加工工艺有哪几种类型？1）光固化成型法；2）分层实体制造法；3）选择性激光烧结法；4）熔融沉积成型法；5）三维打印技术。

超高速充模注射成型技术的优点有哪些？10、半固态金属加工技术有哪些优点？1）应用范围广泛，凡具有固液两相区的合金均可实现半固态加工；2）充形平稳，无湍流和喷溅，加工温度低，凝固收缩小，因而铸件尺寸精度高；3）半固态合金已释放了部分结晶潜热，因而减轻了对成形装置，尤其是模具的热冲击，使其寿命大幅度提高；4）成形件表面平整光滑，铸件内部组织致密，内部气孔、偏析等缺陷少，晶粒细小，力学性能高，可接近或达到变形材料的力学性能；5）应用半固态加工工艺可改善制备复合材料中非金属材料的漂浮、偏析以及金属基体不湿润的技术难题，这为复合材料的制备和成形提供了有利件；6）与固态金属模锻相比，SSM的流动应力显著降低，因此SSM模锻成形速度更高，而且可以成形十分复杂的零件；7）节约能源，以生产单位质量零件为例，半固态加工与普通铝合金铸造相比，节能35%左右。

问答题1、有机光纤传输损耗大的原因有哪些？从加工角度方面考虑如何降低有机光纤损耗？1）原因：固有因素：吸收损耗：碳氢C-H键、氮氢N-H键、和碳氧C=O键的振动产生固有吸收；散射损耗：由密度、浓度涨落引起的瑞利损耗。

外在因素：吸收损耗：过渡金属离子、有机杂质污染、OH基团等引起的吸收；散射损耗：尘埃和气泡、纤芯直径波动、纤芯-包层界面缺陷、由于拉伸取向产生的双折射。

2）措施：降低固有损耗：降低因芯、皮材料尤其是芯材产生的吸收损耗和瑞利散射损耗；采用氘原子或卤素原子取代高聚物分子链中的氢原子，以降低固有吸收损耗。

控制高聚物的聚集态结构，以降低瑞利散射降低非固有损耗：提高芯、皮材料的纯度，降低其中的杂质含量，选用匹配的芯、皮材料，优化生产工艺；采用单体直接连续反应挤出技术；连续提纯、脱挥；全封闭净化生产。

2、塑料注射机有哪几种类型？全电动塑料注射机有哪些特点？3、快速成型加工技术在哪能领域应用？快速成型加工技术有哪些特点？1）产品原型制造、模具制造、铸造、汽车行业、医学领域、艺术领域。

2）快速性（几小时到几十小时）；可以制造任意复杂形状的三维实体；用CAD模型直接驱动，实现设计与制造高度一体化，其直观性和易改性为产品的完美设计提供了优良的设计环境；成型过程无需专用夹具、模具、刀具，既节省了费用，又缩短了制作周期；技术的高度集成性4、水辅助注射成型技术还存在哪些关键问题亟待解决？1）生产直径较大的管状制件时，管子最终壁厚较大，且壁厚不均匀。

2）制品内部靠近气体一侧冷却较慢，生产周期长，生产率较低。

3）高压气体可能会使制品产生发泡现象。

4）由于使用高压氮气生产中空制品，而且气体很难回收，所以生产成本高。

5、分析多层共挤薄膜机械发展趋势？1）不断提高薄膜的层数。

2）提高薄膜厚度控制精度。

3）提高薄膜的面积。

4）原材料采用范围更广。

6、开发铝塑复合管的目的是什么？当前铝塑复合管存在哪些主要问题，如何解决？1）铝塑复合管是一种集金属与塑料优点为一体的新型管材。

它使用化学性稳定的聚乙烯作为与外界接触的内外层，避免了外界的腐蚀，把塑性较好的金属层作为中间层，一方面可以保护其不受外界物质的侵蚀，另一方面增强了管材的强度和塑性。

2）由于由于铝管焊接时，存在有如：难成型、易焊穿、熔点低、焊接质量不稳定等问题，因此在生产过程中，还包括了很多调整技巧及监控设施:在线监控器；涡流探伤仪；激光测径仪；焊极的使用；先进的自控装置。

7、水溶性膜有哪些应用？介绍当前水溶性膜成型加工方法及其特点？1）环保包装、水转移印刷、缓释材料、PVA偏光片。

2）溶胶流延法：产品厚度精密度高、透明度、光泽度好。

但此种生产方法溶液浓度低、生产能力低、设备费用大、占地面积多、工人操作劳动强度大、能耗高，从而限制了PVA薄膜的推广应用。

3）湿法挤出吹塑法：设备投资小, 生产范围广, 成型出膜为筒状, 便于制袋。

但工艺复杂, 对仪器设备和操作人员的素质要求高。

4）干法挤出吹塑法：设备简单,生产能力大,生产成本低，对仪器设备和操作人员的素质要求不高。

5）连续双轴取向法：最佳阻气性；力学强度高；具有优异的保香性；透明性和光泽性好；耐油性和耐溶剂性好；剥离性好；防结露性好；耐候性好；印刷性和粘接性好等。

锂离子电池隔膜有哪些特点？分析自动关断保护性的原理。

1）具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离；有一定的孔径和孔隙率，保证低的电阻和高的离子电导率，对锂离子有很好的透过性；由于电解质的溶剂为强极性的有机化合物，隔膜必须耐电解液腐蚀，有足够的化学和电化学稳定性；对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力；具有足够的力学性能，包括穿刺强度、拉伸强度等，但厚度尽可能小；空间稳定性和平整性好；热稳定性和自动关断保护性能好。