塑料成型工艺与模具设计习题与答案

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二 判断 1. 根据塑料的成份不同可以分为简单组分和多组分塑料。单组分塑料基本上是 树脂为主，加入少量填加剂而成。（√） 2. 填充剂是塑料中必不可少的成分。 （×） 3. 在塑料中加入能与树脂相容的高沸点液态或低熔点固态的有机化合物，可以 增加塑料的塑性、 流动性和柔韧性， 并且可改善成型性能， 降低脆性。（√） 二 问答
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构上的不对称性， 使题目在某些情况下很容易烟某特定的方向做占优势的平行排 列，这种现象称为取向聚合物取向的结果是导致高分子材料的力学性能，光学性 质以及热性能等方面发生了显著的变化。在力学性能中，抗张强度和挠曲疲劳强 度在取向方向上显著增加，而与取向方向垂直的方向上则显著降低，同时，冲击 强度、断裂伸长率也发生相应的变化，聚合物的光学性质也将呈现各向异性。 7. 什么是聚合物的降解？如何避免聚合物的降解？ 答：降解是指聚合物在某些特定条件下发生的大分子链断裂，侧基的改变、分子 链结构的改变及相对分子质量降低等高聚物微观分子结构的化学变化。 为了避免聚合物的降解可以采取以下措施： （1）改善塑件的加工工艺 （2）采取烘干措施，减少原材料中的水分。 （3）增加助剂（即添加添加剂） （4）提高原材料的纯度
第 2 章
一 填空
塑料的组成与工艺特征
1. 塑料的主要成份有树脂、填充剂、增塑剂、着色剂、润滑剂、稳定剂。 2. 根据塑料成型需要，工业上用成型的塑料有粉料、粒料、溶液和分散体等物 料。 3. 热固性塑料的工艺性能有：收缩性、流动性、压缩率、水分与挥化物含量、 固化特性。 4. 热塑性塑料的工艺性能有：收缩性、塑料状态与加工性、粘度性与流动性、 吸水性、结晶性、热敏性、应力开裂、熔体破裂。 5. 塑料按合成树脂的分子结构及热性能可分为热塑性塑料和热固性塑料两种。 6. 塑料按性能及用途可分为通用塑料、工程塑料、增强塑料。 7. 塑料的使用性能包括：物理性能、化学性能、力学性能、热性能、电性能等。 8. 塑料的填充剂有无机填充剂和有机填充剂， 其形状有粉状． 纤维状和片状等。 9. 塑料的性能包括使用性能和工艺性能，使用性能体塑料的使用价值;工艺性 能体现了塑料的成型特性。 10. 塑料中的添加剂之一的稳定剂按其作用分为热稳定剂、光稳定剂和抗氧化 剂。 11. 塑料中加入添加剂的目的是改变塑料的使用性能、成型加工性和降低成本。 12. 润滑剂的作用是易成型流动与脱模。 13. 塑料主要性能优点包括质轻、绝缘、耐磨、耐腐蚀。 14. 常用热塑性塑料有聚乙烯、ABS 和聚氯乙烯；常用热固性塑料有酚醛塑料、 氯基塑料和环氧树脂等。 15. 收缩率的影响因素有压力、温度和时间。 16. 塑料在一定温度与压力下充满型腔的能力称为流动性。 17. 根据塑料的特性和使用要求，塑件需进行后处理，常进行退火和调湿处理。
第 1 章
一 填空题
高分子聚合物结构特点与性能
1. 塑料中必要和主要成分是树脂，现在制造合成树脂的原料主要来自于石油。 2. 塑料一般是由树脂和添加剂组成。
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3. 制备合成树脂的方法有聚合反应和缩聚反应两种。 4. 高聚物中大分子链的空间结构有线型、直链状线型及体型三种形式。 5. 从成型工艺出发，欲获得理想的粘度，主要取决于对温度、剪切速率和压力 这三个条件的合理选择和控制。 6. 料流方向取决于料流进入型腔的位置，故在型腔一定时影响分子取向方向的 因素是浇口位置。 7. 牛顿型流体包括粘性流体、粘弹性流体和时间依赖性流体。 8. 受温度的影响，低分子化合物存在三种物理状态：固态、液态、气态。 9. 非结晶型聚合物在温度变化过程中出现的三种物理状态有玻璃态、高弹态、 粘流态。 10. 结晶聚合物只有玻璃态、粘流态两种物理状态。 11. 随受力方式不同，应力有三种类型：剪切应力、拉伸应力、压缩应力。 12. 分子取向会导致塑件力学性能的各向异性，顺着分子取向的方向上的机械强 度总是大于其垂直方向上的机械强度。 13. 内应力易导致制品开裂和翘曲、弯曲、扭曲等变形，使不能获得合格制品。 14. 产生内应力的—个重要因素是注射及补料时的剪切应力。 二 判断题 1. 2. 3. 4. 热塑性塑料的脆化温度就是玻璃化温度。（×） 绝大多数塑料熔体素属于假塑性流体。（√） 剪切应力对塑料的成型最为重要。（√） 对结晶性塑料，一般只达到一定程度的结晶．结晶度大，强度、硬度、耐磨 性、耐化学性和电性能好；结晶度小，则塑性、柔软性、透明性、仲长率和 冲击强度大，因此可通（√） 5. 分子取向程度与塑料制品的厚度大小无关。（×） 6. 结晶型塑料比无定型塑料的收缩率小，增加塑料比未增加塑料的收缩率大。 （×） 7. 塑料的粘度低则流动性强，制品容易成型。（√） 8. 塑料所受剪切应力作用随着注射压力下降而增强。（×） 9. 结晶的外因条件是指熔体在成型过程中的冷却速率快慢。（√） 10. 为防止注射时产生熔体破裂，对熔体指数高的塑料，可采取增大喷嘴、流道 和浇口截面等措施，以减少压力和注射速度。（√） 11. 注射及补料时的剪切应力是产生内应力的一个重要因素。（√） 热塑性塑料的模压成型同样存在固态变为粘流态而充满型腔、 进行交联反应后再 变为固态的过程。（×） 12. 对于热敏性塑料，为了防止成型过程中出现分解，一方面可在塑料中加热稳 定剂，另一方面可控制成型温度和加工周期。（√） 13. 塑件的退火处理温度一般控制在相变温度以上 10℃～20℃或低于热变形温 度 10℃—20℃。（√） 14. 调湿处理主要用于聚甲醛类制品。（×） 二 问答
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热固性塑料主要是以缩聚树脂 （分子为立体网状结构） 为主， 加入各种助剂制成， 但是它的成型过程不仅是物理变化，更主要的是化学变化。热固性塑料成型加工 时也可以受热软化或熔融，但是一旦成型固化后便不再能够软化，也不可以回收 利用。 8. 热塑性塑料受热后表现出哪三种常见的物理状态？分别可以进行何种成型 加工？ 答：热塑性塑料受热后表现的三种物理状态如下所示。 ①玻璃态：在这种状态下，可进行车、铣、钻等切削加工；不易进行大变形量的 加工。 ②高弹态：在这种状态下，可进行中空吹塑成型、真空成型、压延成型等。 ③粘流态：塑料在这种状态下的变形不具可逆性质。一经成型和冷却后，其形状 永远保持下来。在这种状态下可进注射、挤出，压缩、压注等成型加工。 9. 在塑料成型中收善流动性的办法有哪些？ 答：在塑料成型中改善流动性的方法有提高料温；增大注射压力；降低熔料的流 动 阻力；合理地设计浇注系统的形式、尺寸、位置、型腔表面粗糙度、浇道截面厚 度、型腔形 式、排气系统和冷却系统。 10. 什么是塑料的流动性？影响塑料流动性的基本因素有哪些？ 答：塑料熔体在一定的温度、压力下填充模具型腔的能力称为塑料的流动性。影 响 塑料流动性的因素主要有以下几方面。 ①物料温度。。 ②注射压力。 ③模具结构。 1. 什么是塑料的计算收缩率？影响流动性的因素有哪些？ 答： 计算收缩率是指成型塑件从塑料模具性腔在常温时的尺寸到常温时的尺寸之 间实际发生的收缩百分数，常用于小型模具及普通模具成型塑件尺寸的计算。 影响塑料收缩率的因素主要有塑料品种、 成型特征、 成型条件及模具结构 （浇 口的形式，尺寸及其位置）等。 11. 什么是热固性塑料的固化特性，与哪些因素有关？ 答：固化特性是热固性塑料特有的性能，是指热固性塑料成型时完成交联反应的 过程。固化速度不仅与塑料品种有关，而且与塑件形状、壁厚、模具温度和成型 工艺条件有关，采用预压的锭料、预热、提高成型温度、增加加压时间都能加快 固化速度。此外，固化速度还应适应成型方法的要求。 12. 聚苯乙烯有哪些性能？应用有哪些方面？ 答：聚苯乙烯的主要性能有以下几方面。 ①是目前最理想的高频绝缘材料。 ②它的化学稳定性良好。 ③它的耐热性低。只能在不高的温度下使用，质地硬而脆。塑件由于内应力 而易开裂。 聚苯乙烯有哪些性能？应用有哪些方面？ 13. ABC 有哪些性能？应用有哪些方面？ 答：ABS 具有如下性能。
1. 什么是塑料？ 答：塑料是以合成高聚物为主要成分。它在一定的温度和压力下具有可塑性，能 够流动变形，其被塑造成制品之后，在一定的使用环境条件之下，能保持形状、 尺寸不变，并满足一定的使用性能要求。 2. 塑料一般由那几部分组成？各起什么作用？ 答：塑料是一种以合成树脂（高分子聚合物）为基体的固体材料，除了合成树脂 以外，还应该含有某些特定功能的添加剂。合成树脂是塑料的基材，对塑料的物 理化学性能起着决定作用。各种塑料添加剂的作用如下： 增塑剂：削弱聚合物分子间的作用力。 填料：（1）增加容量，降低塑料成本。（2）改善塑料的性能。 稳定剂：提高树脂在热、光和霉菌等外界因素作用时的稳定性。 润滑剂：改进高聚物的流动性、减少摩擦、降低界面粘附。 着色剂：使塑料制件具有各种颜色。 3. 增塑剂的作用是什么？ 答：在树脂中加入增塑剂后，加大了分子间的距离，削弱了大分子间的作用力。 这样便使树脂分子容易滑移， 从而使塑料能在较低温度下具有良好的可塑性和柔 软性。增塑剂的加入虽然可以改善塑料的工艺性能和使用性能，但也使树脂的某 些性能降低了，如硬度、抗拉强度等。 4. 润滑剂的作用是什么？ 答：易于成型流动与脱模。 5. 试述稳定剂的作用与种类？ 答：能抑制和防止塑料在加工成型或使用过程中，因受热、光、氧等作用而产生 降解、交链等现象而致使塑料性能遭到破坏，使塑料的性能稳定。 稳定剂有：光稳定剂、热稳定剂和抗氧剂等。 6. 填充剂的作用有哪些？ 答：起降低产品成本、改善塑料性能和增强的作用。 7. 塑料是如何进行分类的？热塑性塑料和热固性塑料有什么区别？ 答： 最常用的塑料分类方法是按照塑料树脂的大分子类型和特性将塑料分为热塑 性塑料和热固性塑料两大类。 热塑性塑料主要由合成树脂（分子为线型或者带有支链的线型结构）制成，其成 型过程是物理变化。热塑性塑料受热可以软化或熔融，成型加工后冷却固化，再 加热仍然可以软化，可以回收利用。
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1. 高分子聚合物链结构有哪些特点？根据链结构的不同，高分子聚合物可以分 几类？ 答：高分子聚合物是以分子较小的有机分子，通过一定条件聚合成一个个大分子 链结构。其特点是高分子含有原子很多，相对分子质量很高、分子很长的巨型分 子。聚物中大分子链的空间构型有三种类型，线型、支链状线型及体型。线型聚 合物 热塑性塑料为多，具有一定弹性；塑性好。易于熔胀、溶解。成型时仅有 物理变化，可以反复成型。体性聚合物 热固性塑料为多，脆性大、弹性好，不 易于熔胀、 溶解。 成型时不仅有物理变化， 同时伴有化学变化。 不可以反复成型。 2. 根据聚集态结构的不同，高分子聚合物可以分成哪几类？试阐述其结构特点 和性能特点。 答： 分为结晶型和无定型两类。 结晶型聚合物的分子与分子之间主要为有序排列。 由“晶区”和“非晶区”组成，晶区所占的质量百分数称为结晶度。结晶后其硬 度、强度、刚度、耐磨性提高，而弹性、伸长率、冲击强度降低。聚合物的分子 与分子之间无序排列结构。当然也存在“远程无序，近程有序”现象，体型聚合 物由于分子链间存在大量交联分子链难以有序排列， 所以绝大部分是无定型聚合 物。 3. 在线型非晶体态（无定形）聚合物的热力学曲线上，可以分为哪三种力学状 态区域？温度点各表征什么意义？ 答：在线型非晶体态（无定形）聚合物的热力学曲线上，可以分为玻璃态、高弹 态、粘流态。 Øb 称为脆化温度，它是塑料使用的下限温度。 Øg 称为玻璃化温度，玻璃态和高弹态之间的转变称为玻璃化转变，对应的转 变温度即玻璃态温度。 Øf 称为粘流温度，高弹态与粘流态之间的转变温度称为粘流温度。 Ød 称为热分解温度，它是塑料使用的上限温度。 4. 影响假塑性液体流变性的主要因素有哪些？如何影响？ 答：影响假塑性液体流变性的主要因素有以下三个方面 （1）聚合物本身的影响。支链程度越高， 则熔体的流动性就月低。 （2）聚合物中添加剂的影响。当聚合物中加入这些添加剂后，聚合大分子间的 作用力会发生很大变化，熔体的粘度也随之改变。 （3）温度及压力对聚合物熔体粘流度的影响。一般而言， 温度升高，大分子间 的 自由空间随之增大，分子间作用力减小，分子运动变得容易，从而有利于大 分子的流动与变形，宏观上表现粘度下降。 5. 什么是结晶型聚合物？结晶型聚合物与非结晶型相比较，其性能特点有什么 特点？ 答：结晶态聚合物是指，在高聚物微观结构中存在一些具有稳定规整排列的分子 的区域，这些分子有规则紧密排列的区域称为结晶区，存在结晶区的高聚物称为 结晶态高聚物。 这种又结晶而导致的规整而紧密的微观结构还可以使聚合物的拉伸强度增大， 冲 击强度降低，弹性模量变小，同时结晶还有助于提高聚合物的软化温度和热变形 温度，使成型的塑件脆性增大，表面粗糙度增大，而且还会导致塑件的透明度降 低甚至消失。 6. 什么是聚合物的取向？聚合物的取向对其成型物的性能有什么影响？ 答：当线型高分子受到外力而充分伸展的时候，其长度远远超过其宽度，这种结