聚合物加工工程问答题
聚合物加工简答题
一、多组分注塑成型:使用两个或两个以上注射系统的注射机,将不同品种或不同色泽的塑料同时或先后注射入模具内的成型方法优点:提高制品的外观美感;提高制品质量;提高生产率;降低劳动强度;降低中间管理费用;精简组装工序。
成型双色塑件两种方法:一:用两副模具在两台普通注射机上分别注射成型。
第一次注射成型嵌件,再注射另一种颜色的塑料将嵌件进行包封,完成双色注射。
这种方法劳动强度大,生产效率低。
二:用一付模具,在专用双色注射机上一次注射成型。
由于双色注射机有两个相互垂直或平行的独立注射装置。
因此生产效率高,劳动强度低。
在成型过程中,对相对独立的两个注塑循环而言,由于从合模注塑到开模的时间相同,要注意两个型腔注塑循环的注射时间、冷却时间及保压时间彼此协调,这是双色注塑工艺控制的重点双组分注塑:采用两种原料来生产一个产品,使产品表里或不同部位由不同塑料组成。
材质颜色主要特点:单一的原料在性能上往往有一些缺陷,利用双组分注塑可以达到两种原料之间的优点互补,得到性能更加优良的产品。
注塑工艺与普通的注塑基本相同,同样分为:注射-保压-冷却;不同之处在于在短时间内先后实现了两次注塑成型过程。
两种原料能有效黏合在一起。
二、GAIM气体控制方式,气体辅助注射成型的影响因素,气体吹穿,薄壁穿透○1方式:气体压力自动化优化控制:这是一个理想的压力变化,通过控制气体的注入使熔体充满型腔的前沿。
体积控制法:有高压气动活塞和汽缸产生预定压力和体积的气体,在气体推动熔体的过程中,始终保持气体体积恒定,随着气体冲模过程的进行,气体压力不断降低,该方法在熔体掏空体积较大时压力降较大,有很大的局限性。
压力控制法:是在气体推动聚合物熔体过程中始终保持压力恒定或分阶段保持气体压力恒定⑴熔体注射⑵填充阶段气体注射⑶保压阶段气体注射○2影响因素:材料的性质与材料选择1熔体黏度对所需要的气体压力和气体注射后的残余壁厚有着很大的影响。
熔体黏度越高,把树脂注进模具需要的气体压力越高,并使残余壁厚变厚。
高分子 聚合物加工原理试题
高分子聚合物加工原理试题聚合物加工原理试题一、名词解释:1、高聚物的成型加工通常是在一定温度下使聚合物变形或熔融,经过模具或口模流道的压塑,形成所需的形状,通过定型得到能保持所取得形状的制品的工艺过程。
2、热塑性塑料塑料的一大类。
以热塑性树脂为基本成分的塑料,一般具有链状的线型结构,受热软化,在成型过程中是物理变化过程,成型冷却后便成为成品。
可反复塑制。
4、异型材的挤出成型通过挤出成型将聚合物材料制成横向截面非圆形、环形的各种异型形状的连续型材的工艺过程。
二、填空4、在粉料的制备过程中,首先要做好原料的准备工作,准备工作的第一项是原料的预处理,原料的预处理通常是指树脂过筛、吸磁、固体助剂粉碎、粉状助剂磨浆、母料的配制等工作。
6、挤出理论概括为固体输送理论、熔融理论、熔体输送理论三个理论,其意义在于寻求在聚合物加工中提高产量、提高塑化质量、降低能量消耗的有效途径。
10、常见双螺杆挤出机的类型:异向旋转平行啮合型双螺杆挤出机、同向旋转平行啮合型双螺杆挤出机、异向旋转锥型啮合双螺杆挤出机。
三(判断题: (每题1分)1.降低物料与螺杆的摩擦系数,有利于提高固体输送率。
( )3.如果有几种非牛顿流体,其中非牛顿指数n最小者,其流动行为必定与牛顿流体偏离最远。
()4.在评定固体物料的混合状态时,不仅要比较取样中各组分的比率与总体比率间的差异大小,而且还要考查混合料的分散程度。
( )5.拉伸后的薄膜或单丝,在重新加热时,将会延着分子定向方向发生较大的收缩。
()10.在塑料成型操作中,对一种表观粘度随温度变化不大的聚合物来说,可以仅凭增加温度来增加其流动性而成型。
( )四(计算题一台单螺杆挤出机,加料段螺杆的几何参数为:料筒内径D,90mm,螺距S,90mm,螺杆根部直径Ds,62mm,螺纹宽度e??,9mm,螺纹头数i,1;求:这台挤出机的最大挤出量。
已知:Db,90,Ds,62,h1,(Db-Ds)/2, ( 90-62)/2,14mm解:(φb,arctan(s/πDb),arctan(90/3.14×90),17.67?(φs,arctan(s/πDs),arctan(90/3.14×62),24.81?(φ,arctan(s/πD),arctan(90/3.14×76),20.66?sinφb,sin17.67?,0.30 cosφ,cos17.67?,0.95n Wb,s/i cosφb- e,=90× cos17.67?-9 = 90× 0.95-9=76.5 n Ws,s/icosφs-e,=90× cos24.81?-9= 90× 0.91-9=72.9 n W,s/i cosφ-e,=90×cos20.66?- 9= 90× 0.93-9=74.7 n Q=Qmax= π2??h1??Db(Db-h1) n (W/W, e,) sinφ??cosφn = 3.142×14×90(90-14)×1×(74.7/74.7,9)sin17.67?×cos17.67? n=9.86×14×90×76×0.89×0.30×0.95=239×103mm3/min 答:这台挤出机的最大挤出量239×103mm3/min.六、问答题2、为什么要对一些成型物料进行(干燥)预处理,举例说明,并列出工艺条件。
聚合物成型加工分类试题库
生产? 92. 注射机的注射系统和合模系统的作用是什么?其中注射系统主要由哪几部
分组成? 93. 与往复螺杆式注射机相比,柱塞式注射机有何缺点?为什么? 94. 注射机的喷嘴有何作用,分为哪几种类型,各适用于何种聚合物材料的加
工? 95. 简述热塑性塑料在整个注射成型工艺过程中物料温度和压力的变化规律。 96. 要缩短注射机的成型加工周期,可以采用哪些措施? 97. 注射机的料筒温度应如何确定? 98. 注射机的模具温度应如何确定? 99. 为什么要保压?保压对制品性能有何影响?
55. 简述聚合物加工过程中的热效应?有何特点? 56. 加工过程中聚合物结晶有何特点?为什么升、降温速率都不能过快? 57. 简述注射成型制品的定向过程与特点。 58. 何谓降解?加工过程中是如何利用或避免降解? 59. 何谓交联?影响交联速度和交联程度的因素有那些? 60. 成型用物料的主体是什么?有何作用? 61. 简述增塑剂的增塑机理,如何选用增塑剂? 62. 何谓稳定剂?简述热稳定剂的稳定机理。 63. 何谓填充剂?加入填充剂或增强填料的目的是什么? 64. 填充高聚物的形态结构有何特点?要研制高补强聚合物材料对填充材料有
点? 88. 为减轻冷却负荷和提高生产效率,吹塑过程中尤其应注意哪些工艺因素?为
聚合物加工工程知到章节答案智慧树2023年陕西理工大学
聚合物加工工程知到章节测试答案智慧树2023年最新陕西理工大学第一章测试1.下列哪个属于模面成型()。
参考答案:涂覆成型2.塑料的各种加工方法在工业上的应用比例最大的有哪两种()。
参考答案:挤出;注塑3.适宜的材料组成、正确的成型加工方法和合理的成型机械及模具是制备性能良好高分子材料及制品的三个关键因素。
()参考答案:对4.聚合物材料的成型加工过程是多外场协同作用的复杂过程。
()参考答案:对5.同样的聚合物材料,采用不同加工工艺方法、加工工艺条件,可得到性能不同的聚合物制品。
()参考答案:对第二章测试1.有剪切变稀特性的是()。
参考答案:假塑性流体2.随温度升高,下列聚合物粘度降低最快的是()。
参考答案:PC3.要减轻聚合物熔体挤出表面粗糙,可将熔体温度降低。
()参考答案:错4.下列高分子熔体加工时随剪切强度增加,粘度不变的有()。
参考答案:宾汉流体;牛顿流体5.挤出LDPE熔体时,加工温度升高,挤出时LDPE熔体的离模胀大程度()。
参考答案:减小第三章测试1.高分子熔体中大分子之间缠结后就无法解开。
()参考答案:错2.带有体积庞大侧基的聚合物,其黏度受压力的影响较大。
()参考答案:对3.分子量分布增宽,高分子熔体的粘度将()。
参考答案:减小4.橡胶中加入炭黑,橡胶的粘度将()。
参考答案:增大5.有支链的聚合物熔体,更容易呈现非牛顿流动。
()参考答案:对第四章测试1.流体流动时在管壁上出现滑移是导致挤出熔体破碎的原因之一。
()参考答案:对2.非牛顿性愈强,挤出熔体破碎现象愈严重。
()参考答案:对3.聚合物分子量越小,聚合物熔体的弹性效应越明显。
()参考答案:错4.剪切速率大的区域,分子的弹性形变和弹性能的储存()。
参考答案:较多5.温度较低时,聚合物分子的松弛时间()。
参考答案:较长第五章测试1.聚合物的可挤压性是指聚合物通过挤压作用形变时获得形状和保持形状的能力。
()参考答案:对2.韦森堡效应是高分子熔体具有()的表现。
聚合物加工原理习题
名词解释离模膨胀;聚合物熔体挤出后的截面积远比口模面积大。
此现象称为巴拉斯效应(Barus Effect),也称为离模膨胀熔体破裂;熔体破裂是挤出物表面出现凹凸不平或外形发生畸变或断裂的总称。
高分子合金;塑料与塑料或橡胶经物理共混或化学改性后,形成的宏观上均相、微观上分相的一类材料。
螺杆压缩比;螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段的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。
机头压缩比;是指分流器支架出口处流道的断面积与机头出料口模和芯棒之间形成环隙面积之比。
螺杆的背压;在移动螺杆式注射机成型过程中,预塑化时,塑料随螺杆旋转经螺槽向前输送并熔融塑化,塑化后堆积在料筒的前部,螺杆端部的塑料熔体就产生一定的压力,即背压。
热固性塑料收缩率:在常温常压下,模具型腔的单项尺寸和制品相应的的单向尺寸之差与模具型腔的单项尺寸之比。
冷压烧结成型:是将一定量的成型物料(如聚四氟乙烯悬浮树脂粉料)入常温的模具中,在高压下压制成密实的型坯(又称锭料、冷坯或毛坯),然后送至高温炉中进行烧结一定时间,从烧结炉中取出经冷却后即成为制品的塑料成型技术。
第四章1、举例说明高聚物熔体粘弹性行为的表现。
聚合物流动过程最常见的弹性行为是端末效应和不稳定流动。
端末效应包括入口效应和模口膨化效应(离模膨胀)即巴拉斯效应。
不稳定流动即可由于熔体弹性回复的差异产生熔体破碎现象。
2、简述高聚物熔体流动的特点。
由于高聚物大分子的长链结构和缠绕,聚合物熔体、溶液和悬浮体的流动行为远比低分子液体复杂。
在宽广的剪切速率范围内,这类液体流动时剪切力和剪切速率不再成比例关系,液体的粘度也不是一个常此因而聚合物液体的流变行为不服从牛顿流动定律。
即非牛顿型流动。
3、聚合物熔体在剪切流动过程中有哪些弹性表现形式?在塑料成型过程中可采取哪些措施以减少弹性表现对制品质量的不良影响?聚合物熔体在加工过程中的弹性行为主要有入口效应、离模膨胀和熔体破裂。
吉林大学聚合物加工成型最终答案答案
绪论作业1. 材料的分类,材料的四要素以及它们之间的关系?答:材料一般分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料(高分子材料)2. 画图说明制造高分子材料的三个关键因素以及它们之间的关系。
3. 区别塑料与橡胶的主要物理参数是什么?答:主要在于玻璃化温度,塑料的玻璃化温度高于室温,在室温下处于玻璃态,呈现塑性; 橡胶的玻璃化温度低于室温,在室温下处于高弹态,呈现弹性。
4. 热塑性弹性体的结构与性能特点,试举几种常用品种。
答:热塑性弹性体的分子结构中一部分或全部由具有橡胶弹性的链段所组成,大分子链之间存在化学或物理交联而成的网状结构,起补强作用,常温下显示橡胶的弹性;而高温下,受 热的作用这种网状结构消失,呈现塑性,可按热塑性塑料的成型方法塑化成型,冷却下这种网状结构又复原。
很多场合可以取代橡胶应用。
主要品种有 SBS 、SIS 、SEBS 、聚烯烃共混物、热塑弹性体、弹性体合金,热塑性聚氨酯,热塑性共聚酯和热塑性聚酰胺弹性体等。
5. 涤纶、锦纶、晴纶和丙纶所对应的化学名称或英文缩写。
答:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET ,涤纶),聚酰胺纤维(PA ,锦纶或尼龙),聚乙烯醇醛甲 醛纤维(维纶),聚丙烯腈纤维(腈纶),聚乙烯纤维,聚丙烯纤维(丙纶) ,聚氯乙烯纤维 (氯纶),聚氨酯弹性体纤维(氨纶) 6..添加剂选用的基本原则。
答:1)与高分子化合物的配伍性.2)耐久性.3)加工适应性.4)制品性能的制约性.5)不同添加剂 之间的相互作用性.6)经济性7.润滑剂属于何种添加剂?可以改善聚合物的何种性能? 答:润滑剂属于功能性添加剂的改善表观形成的添加剂,主要是降低摩擦副的摩擦阻力、减缓其磨损的润滑介质。
润滑剂对摩擦副还能起冷却、清洗和防止污染等作用。
中心问题8.高分子材料的制造及成型加工流程;高分子化合物的成型加工过程。
-------- 高分子村料的刑造戚型加工CRIM9.高分子材料的特定温度包括哪些?各温度时,高分子材料所处的状态及特点怎样?答:玻璃化温度(T g)、粘流温度(Tf)――无定型聚合物、熔融温度(Tm)――结晶性聚合物、分解温度(Td )当高分子材料在T g以下时,处于普弹性状态(玻璃态),为坚硬的固体,受外力作用形变(普弹形变)很小,外力消失,形变可以立即恢复。
《聚合物加工工程试题集》
《聚合物加工工程试题集》塑料成型机械习题参考答案三、名词解释题(每题 2 分,共12 分)1、挤出成型——是将物料送入加热的机筒与旋转着的螺杆之间进行固体物料的输送、熔融压缩、熔体均化,最后定量、定速和定压地通过机头口模而获得所需的挤出制品。
4、接触角——即辊筒断面中心线的水平线和物料在辊筒上接触点与辊筒断面圆心连线的交角,以表示。
5、聚合物成型机械——所有能对高聚物原料进行加工和成型制品的机械设备。
6、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。
7、注射量——是指注射机在注射螺杆(或柱塞)作一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量。
8、锁模力——是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。
9、空循环时间——是指在没有塑化、注射保压、冷却与取出制品等动作的情况下,完成一次动作循环所需的时间。
11、吹胀比——吹胀后膜管的直径与环形口模直径之比。
12、牵伸比——牵引辊的牵引速度和机头口模处物料的挤出速度之比。
13、移模力——注射机合模系统在启、闭模时,对动模板的推动力。
14、胀模力——注射机在注射时,因模腔内熔料压力作用而产生的欲使模具撑开的力。
17、螺杆长径比——指螺杆工作部分长度L(螺杆上有螺纹部分长度,即由加料口后壁至螺纹末端之间的长度)与螺杆外径D之比,用L/D表示。
18、液压传动——利用具有压力能的液体作为工作介质,传递能量和动力的装置。
19、液压马达——是将液压能转换为机械能的能量转换装置,是液压系统的执行元件。
21、渐变型螺杆——是指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡,是在一个较长的螺杆轴向距离内完成的。
22、突变型螺杆——是指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡是在较短的螺杆轴向距离内完成的。
23、机头和口模——机头是口模与料筒的过渡连接部分,口模——是制品的成型部件。
24、共挤复合——是使用两台或两台以上的挤出机,共同使用一个模头,从而生产出多层的复合薄膜或片材等的工艺方法。
聚合物加工工程答案
聚合物加工工程答案【篇一:聚合物成型加工习题答案】第一章绪论1.材料的四要素是什么?相互关系如何?答:材料的四要素是:材料的制备(加工)、材料的结构、材料的性能和材料的使用性能。
这四个要素是相互关联、相互制约的,可以认为:1)材料的性质与现象是新材料创造、发展及生产过程中,人们最关注的中心问题。
2)材料的结构与成分决定了它的性质和使用性能,也影响着它的加工性能。
而为了实现某种性质和使用性能,又提出了材料结构与成分的可设计性。
3)材料的结构与成分受材料合成和加工所制约。
4)为完成某一特定的使用目的制造的材料(制品),必须是最经济的,且符合社会的规范和具有可持续发展件。
在材料的制备(加工)方法上,在材料的结构与性能关系的研究上,在材料的使用上,各种材料都是相互借鉴、相互渗透、相互补充的。
2.什么是工程塑料?区分“通用塑料”和“工程塑料”,“热塑性塑料”和“热固性塑料”。
答:按用途和性能分,又可将塑料分为通用塑料和工程塑料。
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、耐腐蚀性优良等的、可替代金属用作结构件的塑料。
但这种分类并不十分严格,随着通用塑料工程化(亦称优质化)技术的进展,通过改性或合金化的通用塑料,已可在某些应用领域替代工程塑料。
热塑性塑料一般是线型高分子,在溶剂可溶,受热软化、熔融、可塑制成一定形状,冷却后固化定型;当再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。
例如:pe、pp、pvc、abs、pmma、pa、pc、pom、pet、pbt。
热固性塑料一般由线型分子变为体型分子,在溶剂中不能溶解,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;一当成型后,再次受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。
如pf(酚醛树脂)、uf(脲醛树脂)、mf(三聚氰胺甲醛树脂)、ep(环氧树脂)、up(不饱和树脂)等。
聚合物加工工程复习题
《聚合物加工工程》复习题一.概念1.挤出成型:挤出成型又称挤塑(挤压模塑),在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下,使高聚物的熔体(或高弹体),通过一定形状的口模,而成为具有恒定截面的连续型材的一种成型方法。
3.压延成型p315:压延成型是利用压延机的辊筒之间的挤压力作用并在适当的温度(接近粘流温度)条件下,使聚合物发生塑性变形,制成薄膜或片状材料的加工工艺。
4.螺杆的长径比p115:指工作部分有效长度与直径之比。
几何压缩比p116:是螺杆第一螺槽容积与最后一个螺槽容积之比。
10.注射过程p240:塑化良好的聚合物熔体,在柱塞或螺杆的压力作用下,由料筒经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模腔这一重要又复杂的阶段称为注射过程。
11.保压过程p256:压实结束后柱塞或螺杆不立即退回,而必须在最大前进位置上再停留一段时间使成型物在一定压力作用下进行冷却产生保压流动,这过程就是保压过程。
14.压延效应p339:在压延的片材半成品中,有时会出现一种纵、横方向物理力学性能的差异的现象,即沿片材纵向(沿着压延方向)的拉伸强度大、伸长率小、收缩率大;而沿片材横方向(垂直与压延方向)的拉伸强度小、伸长率大、收缩率小。
这种纵横方向性能差异的现象就叫做压延效应。
15.中空吹塑成型:是借助于气体的压力,把在闭合模具中呈橡胶态(Tg~Tf)的塑料型坯吹胀形成中空制品的二次成型技术。
18.塑料涂层:用布或纸为基材,把塑料溶胶涂在基材上进行热处理,形成涂层制品。
22.螺杆特性曲线:是指挤出机在一定螺杆转速下挤出压力与挤出流率的关系直线。
23.共混:是两种或两种以上聚合物加以混合,使之形成表观均匀的混合物的混合过程。
24.共混物分散程度:是指被分散相在共混体中的破碎程度。
25.塑炼:使弹性高分子材料降低弹性提高可塑性的工艺过程。
28.增塑剂:是指用以使高分子材料塑性增加,改善其柔软性、延伸性和加工性的一类物质.吹胀比p371:是指吹塑制品的最大外径与型胚的最大外径之比。
10聚合物加工原理复习题
复习提纲1.简述聚合物加工过程现代研究方法具有哪些特性?2.聚合物成型过程中成型产生的问题?简要说明产生的主要原因.挤出成型;注射成型:压延成型3.为什么要将聚合物加工过程按几个基本阶段进行分段,有什么实际意义?4.你了解哪些先进的成型加工技术,这些加工技术与哪个基本阶段关系更大?例举先进的成型加工技术:5.根据聚合物加工中的流动机理说明成型特性有哪些,这些特性对加工会有哪些影响?6.一点处的应力用什么物理量表征?掌握该物理量在直角坐标系中的数学表示式及各分量的含义。
对于给定微元体,能够标出各个应力分量。
7.聚合物加工中的成型中有哪些主要的流动类型,划分这些类型对流动分析有什么作用?8.影响聚合物流动行为的主要因素有哪些?加工设计中主要考虑哪些因素?9.连续性方程、运动方程和能量方程中各项物理意义?要求掌握连续性方程在直角坐标系下的数学表示式以及运动方程和能量方程的矢量微分式子。
10.说明在聚合物加工中增压泵送的实际作用,用动量守恒方程式说明增压的主要方法。
11.哪些条件下,物料的流动可以简化为润滑近似12.平行平板动压润滑的分析过程,非平行平板与平行平板动压润滑动粘增压的主要区别?13.说明单螺杆挤出机的主要功能,说明各种功能是如何实现的?14.说明橡胶挤出与塑料挤出过程的相同与不同。
15.说明橡胶挤出及塑料挤出喂料阶段可能产生的问题?16.了解固体输送过程分析思路,讨论牵引角的影响因素。
根据固体输送率的基本公式,分析当螺杆的几何参数确定之后,提高固体输送率的途径及工业实施方法。
17.了解熔体输送过程分析思路,讨论四种流动对挤出过程的影响。
说明熔体输送理论中,Qp/Qd 变化对熔体沿螺杆Z向流动速度(Vz)分布的影响。
18.说明混合的作用、混炼的目的及混合的实现。
19.区分分离标量和分离程度20.掌握混合指数与列希准数.21.配料聚集体破裂的两个重要条件是什么?从理论上分析使聚集体破裂的影响因素;了解使配料分散的重要结论。
聚合物加工深刻复知识题参备考资料答案解析
第一章聚合物流变学基础1. 了解“连续介质模型”的内容,清楚分子与质点的区别。
连续介质模型(1) 定义:不考虑微观分子结构,把流体视为由无数多个充满流体所在空间、 彼此间无任何间隙的质点所组成,相邻质点宏观物理量的变化是连续的。
(2) 质点的概念:I.宏观上无限小一一只有位置,没有大小(几何点)每个质点的物理量只能有唯一确定值(物理点) 避免了分子的不连续性II.微观上无限大一一每个质点均包含许多分子,质点的物理参数是许多分子运动的平均表现 避免了分子的不均匀性(3)物理意义:流体是连续的,依附在流体上的物理参数也是连续的, 可用 连续函数的概念来描述流体的流动和变形。
欧拉法的质点导数可对任F 理疑求导2. 掌握内力和应力的概念及二者的联系。
二应力删K 作用在卿上的力二曲ft#迷3. (W 谓一点处的应烟酗什么物理量表征?掌握该物理量在直角坐标系中的数; 学表示式及各分量M 勺含义。
对于给定微元体,能够标出各个应力分量。
'3.内帖应力 ⑴应力概 ■义。
对于给定的流场,巍求能够写出相应的应变速率、 酬或矗动■期料内輔质点间产生 軸[力“低(iF 卿g Vnr-Pa5.为什么固体的变形可以用应变熾述,辅流体的变形则需要用应变速率来描™州 述? 外力TEA 内力W 料内辭生SO 驸力) 方向朋DB B Dt tV z 上z d + VWDt Ct随体导静子?V B+(15 “"3.何谓一点处的应力?用什么物理量表征?掌握该物理量在直角坐标系中的数球应力张&与偏斜血力张呈■■_■■JJ0 0B “ 一 JJ『圖b 上y=J+疔恺_ Jr rfT0 ur rCT = Cf-L 罰石F■pJH F衣*2,单轴【扌「£仲引起村料旳匀膨胀、 旳匀收细汕何廿血体 枳的改尘学表示式及各分量的含义。
对于给定微元体, 能够标出各个应力分量。
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聚合物成型加工基础练习题
基础部分1、简述引起熔体破碎的主要的原因。
熔体破裂是液体不稳定流动的一种现象。
产生熔体破裂的原因主要是熔体中的弹性回复所引起。
熔体在管道中流动时剪切速率分布的不均匀性使熔体中弹性能不均匀分布。
当熔体中产生的弹性应力一旦增加到与滞流动阻力相当时,粘滞阻力就不能再平衡弹性应力的作用,而弹性效应所致熔体流速在某一位置上的瞬时增大形成“弹性湍流”,即“应力破碎”现象。
在园管中,如果产生弹性湍流的不稳定点沿着管的周围移动,则挤出物将呈螺旋状,如果不稳定点在整个圆周上产生,就得到竹节状的粗糙挤出物。
产生不稳定流动和熔体破裂现象的另一个原因是熔体剪切历史的波动引起的。
即剪切应力不同,熔体所产生的弹性效应不同,从而使其弹性回复产生差异,形成熔体破裂。
2、将聚丙烯丝抽伸至相同伸长比,分别用冰水或90℃热水冷却后,再分别加热到90℃的二个聚丙烯丝试样,哪种丝的收缩率高,为什么?用冰水的聚丙烯丝收缩率高,因为冰水冷却时,冰水的温度远远低于聚丙烯的最佳结晶温度,此时,聚丙烯丝的结构更多的保持了其纺丝过程中分子的取向状态,而用90℃热水冷却时,聚丙烯分子具有较为充分的解取向时间,当聚丙烯丝再次分别加热到90℃时,前者才进行较高程度的解取向,表现出较高的收缩率。
3、简述高聚物熔体流动的特点。
由于高聚物大分子的长链结构和缠绕,聚合物熔体、溶液和悬浮体的流动行为远比伤分子液体复杂。
在宽广的剪切速率范围内,这类液体流动时剪切力和剪切速率不再成比例关系,液体的粘度也不是一个常此因而聚合物液体的流变行为不服从牛顿流动定律。
即非牛顿型流动。
4、举例说明高聚物熔体粘弹性行为的表现。
聚合物流动过程最常见的弹性行为是端末效应和不稳定流动。
端末效应包括入口效应和模口膨化效应(离模膨胀)即巴拉斯效应。
不稳定流动即可由于熔体弹性回复的差异产生熔体破碎现象。
5、说明链结构对高聚物粘度的影响。
聚合物的结构因素即链构型和链的极性、分子量、分子量分布以及聚合物的组成等对聚合物液体的粘度有明显影。
聚合物加工成型大题复习版
1.请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围,并讨论两者作为材料的耐热性好坏。
答:晶态聚合物:Tm~Td;非晶态聚合物:Tf~Td。
对于作为塑料使用的高聚物来说,在不结晶或结晶度低时,最高使用温度是 Tg;当结晶度达到 40%以上时,晶区互相连接,形成贯穿整个材料的连续相,因此在 Tg 以上仍不会软化,其最高使用温度可提高到结晶熔点。
2.试比较天然橡胶NR,丁苯橡胶SBR,顺丁橡胶BR的弹性,耐老化性能,与硫磺反应性有何差异?并从化学结构上加以解释?弹性:BR>NR>SBR;耐老化性:SBR>BR>NR;与硫磺反应性:NR>BR>SBR天然橡胶NR:聚异戊二烯其弹性较高,但不耐老化,与硫化体系均匀混合在一起并在一定温度压力下可与硫磺反应。
由于天然橡胶为线性聚合物,且含有不饱和双键,主链柔性高,因此弹性好。
丁苯橡胶SBR:为丁二烯和苯乙烯共聚而成其弹性相对较差,但耐老化性强,硫化速度慢但硫化曲线平坦,不易焦烧和过硫化,从结构上来看,由于侧基中含有苯环,主链柔性变差,弹性低于橡胶,但相对不活泼。
所以耐老化性强,但硫化速度缓慢。
顺丁橡胶BR:为聚丁二烯其弹性很高,耐老化性性好,可用传统硫磺工艺进行硫化,因为组成双键的碳原子上缺少取代基,邻接双键的单键内旋转受阻小,因此主链柔性好,其弹性高于天然橡胶,它也是不饱和橡胶,所以相对活泼,耐老化性则优于天然橡胶,而硫化速度则比天然橡胶慢,比丁苯橡胶快。
3.什么是高分子合金,相容剂,判断相容性的方法有哪些?高分子合金:塑料或橡胶经物理共混或化学改性后,形成的宏观上均相、微观上分相的一类材料。
相容剂:与两种高分子化合物组分都有较好的相容性,可降低界面张力,强化两种或两种以上高分子化合物界面粘结性的物质。
相容性的判断:(1)测定Tg(DSC、 DMA)。
完全相容型高分子合金出现一个Tg ,具有一定相容性的高分子合金出现两个相互靠拢的Tg。
《聚合物加工原理试题》
《聚合物加工工程》复习知识点一,名词解释1、分散性、均匀性、分散相、连续相分散性:指分散相的破碎程度,用分散相的平均尺寸及其分布表示。
尺寸越小,分布越窄,则分散度越高。
均匀性:是指被分散物在共混体中的浓度分布均一性,反应在共混物不同部位取样,分散物含量的差异程度。
主要取决于混炼效率和混炼时间。
分散相:共混物中,间断地分散在连续相中(岛相)。
连续相:共混物中,连续而不间断的相称为连续相(海相)。
2、混炼胶:将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程,其产物叫混炼胶。
塑化料:将各种添加剂混入并均匀分散在塑料熔体中的过程,其产物叫塑化料。
3、橡胶的塑炼:使弹性材料由弹性状态转变为可塑性状态的工艺过程。
4、塑料的塑化:是借助加热和剪切作用使无聊熔化、剪切变形、进一步混合,使树脂及各种配合剂组分分散均匀。
5、压延成型p315:压延成型是生产高聚物薄膜和片材的主要方法,它是将接近粘流温度的物料通过几个相向旋转着的平行辊筒的间隙,使其受到挤压和延展作用,得到表面光洁的薄片状连续制品。
6、螺杆的长径比p115:螺杆长径比L/D :指工作部分有效长度与直径之比。
L/D大,温度分布好。
混合均匀,减少逆流和漏流,生产能力提高。
7、几何压缩比p116:指加料段第一螺槽的容积与均化段最后一个螺槽容积之比。
一般为2~5,压缩比愈大,挤压作用愈大,排气能力愈强。
8、挤出工作点p104:螺杆特性线AB与口模特性线OK1的交点C,称为挤出机的工作点。
9、*塑化能力p233:是指注射机塑化装置在1h内所能塑化物料的质量(以标准塑料聚苯乙烯为准),它是衡量注射机性能优劣的重要参数。
10、*注射量p231:注射量—注射机的最大注射量或称公称注射量,指注射机在对空注射(无模具)条件下,注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时,注射系统所能达到的最大注射量。
11、注射过程p240:塑化良好的聚合物熔体,在柱塞或螺杆的压力作用下,由料筒经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模腔这一复杂而又重要的过程称为注射过程。
吉林大学聚合物加工成型最终答案答案(共19页)
绪论(xùlùn)作业1.材料的分类,材料的四要素以及(yǐjí)它们之间的关系?答:材料一般(yībān)分为金属材料、无机非金属材料、有机(yǒujī)高分子材料(高分子材料)2.画图说明制造高分子材料的三个关键因素以及它们之间的关系。
3.区别塑料与橡胶的主要物理参数是什么?答:主要在于玻璃化温度,塑料的玻璃化温度高于室温,在室温下处于玻璃态,呈现塑性;橡胶的玻璃化温度低于室温,在室温下处于高弹态,呈现弹性。
4.热塑性弹性体的结构与性能特点,试举几种常用品种。
答:热塑性弹性体的分子结构中一部分或全部由具有橡胶弹性的链段所组成,大分子链之间存在化学或物理交联而成的网状结构,起补强作用,常温下显示橡胶的弹性;而高温下,受热的作用这种网状结构消失,呈现塑性,可按热塑性塑料的成型方法塑化成型,冷却下这种网状结构又复原。
很多场合可以取代橡胶应用。
主要品种有SBS、SIS、SEBS、聚烯烃共混物、热塑弹性体、弹性体合金,热塑性聚氨酯,热塑性共聚酯和热塑性聚酰胺弹性体等。
5.涤纶、锦纶、晴纶和丙纶所对应的化学名称或英文缩写。
答:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,涤纶),聚酰胺纤维(PA,锦纶或尼龙),聚乙烯醇醛甲醛纤维(维纶),聚丙烯腈纤维(腈纶),聚乙烯纤维,聚丙烯纤维(丙纶),聚氯乙烯纤维(氯纶),聚氨酯弹性体纤维(氨纶)6..添加剂选用的基本原则。
答:1)与高分子化合物的配伍性.2)耐久性.3)加工适应性.4)制品性能的制约性.5)不同添加剂之间的相互作用性.6)经济性7.润滑剂属于何种添加剂?可以改善聚合物的何种性能?答:润滑剂属于功能性添加剂的改善表观形成(xíngchéng)的添加剂,主要是降低摩擦副的摩擦阻力、减缓其磨损的润滑介质。
润滑剂对摩擦副还能起冷却、清洗和防止污染(wūrǎn)等作用。
8.高分子材料的制造及成型(chéngxíng)加工流程;高分子化合物的成型加工过程。
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1、简述影响高分子材料性能的物理因素?1、相对分子质量及其分布;2、结晶性;3、粒径与粒度分布;4、成型过程中的取向;5、熔体黏度与成型性2、简述影响高分子材料性能的化学因素?1.构成的元素种类及其连接方式。
碳链高分子;杂链高分子;元素有机高分子;2、立构规整性;3、共聚物组成;4、交联。
是改善高分子材料力学性能、耐热性能、化学稳定性和使用性能的重要手段;5、端基。
对聚合物的热性能和光热稳定性有显著影响;6、结构缺陷。
支链;头-头结构;不稳定氯原子;不饱和双键;含氧结构;立构规整度;7、支链。
随支链数增加,分子堆积的紧密度下降,分子链的柔性增加,密度较低,拉伸强度、球压硬度和软化温度下降,断裂伸长率、冲击韧性和透气率增加。
3.简述混合过程的要素、混合的目的?答:粘性流体的混合要素有剪切、分流、和位置交换。
目的:使原来两种或两种以上各自均匀分散的物料从一种物料按照可接受的概率分布到另一种物料中去,以便得到组成均匀的混合物。
4、扩散的种类有哪些?(1)分子扩散。
是由浓度梯度驱使自发地发生的一种过程,各组分的为例由浓度较大的区域迁移到浓度较小的区域,从而达到各出组分的均化。
(2)涡流扩散。
即紊流扩散,在化工过程中,流体的混合一般是系统内产生紊流来实现的,但在聚合物加工过程中,由于物料的运动速度达不到紊流,且黏度又高,故很少发生涡流扩散。
(3)体积扩散。
即对流混合,是指液体质点、液滴或固体例子由系统的一个空间位置向另一空间位置的运动,或两种或多种组分在相互占有的空间内发生运动,以期到达各组分的均布。
5、什么是分散混合?什么是分布混合?1、分散混合,是指在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值,同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。
主要靠剪切应力和拉伸应力来实现,会发生各种物理-机械和化学作用。
2、分布混合,属于非分散性混合,在混合中仅增加粒子在混合物中空间分布均匀性而不减小粒子初始尺寸。
主要发生在固体与固体、固体与液体、液体与液体之间,可能是无规的,也可能是有序的。
6、混合状态如何判定?直接描述法。
直接对混合物取样,对其混合状态进行检验,观察混合物的形态结构、各组分微粒的大小及分布情况,从均匀程度和分散程度两方面来考察其混合状态。
间接判定。
不检查混合物各组分的混合状态,而是检测与混合物的混合状态密切相关的制品或式样的物理性能、力学性能和化学性能等,间接地判断多组分体系的混合状态。
7、简述高分子加工过程中常用的几种间歇式混合设备及各自的特定。
1、Z形捏合机。
初混装置,适用于固态物料(非润性)和固液物料(润性)的混合,需要较长时间,约半小时至数小时不等。
2、高速混合机。
应用极为广泛,适用于固态混合和固液混合,更适于配置粉料。
混合效率高,所用时间远比捏合机短,一次混合只需8-10min。
3、开炼机。
主要用于橡胶的塑炼和混炼、塑料的塑化和混合、填充与共混改性物的混炼,为压延机连续供料,母料的配置等。
4、密炼机。
密闭式塑炼机或炼胶机,在开炼机基础上发展起来的一种高强度间歇混合设备,混炼室密闭,混炼过程物料不会外泄,可避免混合物中添加剂的氧化与挥发,并且较易加入液态添加剂。
改善了工作环境,降低了劳动强度,缩短了生产周期,为自动化控制技术的应用创造了条件。
8、简述高分子加工过程中常用的几种连续式混合设备及各自的特点。
1、单螺杆混合挤出机,主要用来挤出造粒,成型板、管、丝、膜、中空制品、异型材等,也有用来完成某些混合任务。
剪切力小,分散强度较弱,同时分布能力也有限,因而不能用来有效地完成要求较高的混合任务。
2、双螺杆挤出机,是极为有效的混合设备,其作用主要是将聚合物及各种添加剂熔融、混合、塑化,定量、定压、定温地由口模挤出。
3、行星螺杆挤出机,特别适于加工聚氯乙烯,如作为压延机的供料装置。
具有混炼和塑化的双重作用。
4、FCM连续混炼机,既保持了密炼机的优异混合特性,又使其转变为连续工作。
其万能性较好,可在很宽的范围内完成混合任务,可用于各种类型的塑料和橡胶的混合。
9、简述橡胶塑炼与混炼的区别、塑炼的目的及机理?塑炼:使生胶由强韧的弹性状态变成柔软而具有可塑性的状态的工艺称为塑炼。
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。
塑炼目的:为了获得适合各种加工工艺要求的可塑性,即降低生胶的弹性,增加可塑性,获得适当的流动性,使橡胶与配合剂在混炼过程中易于混合分散均匀;同时也有利于胶料进行各种成型操作;使生胶的可塑性均与一致从而使制得胶料质量也均匀一致。
塑炼机理:其实质是橡胶分子链断裂,相对分子质量降低,从而橡胶的弹性下降。
机械塑炼机理:低温塑炼时,胶料黏度高,机械力使分子量大的橡胶分子优先断裂,使分子量下降的同时,分子量分布变窄,氧与因机械力断裂产生的自由基结合,防止自由基重新结合,起到阻聚作用;高温塑炼时,在热和氧的直接氧化下,大分子链断裂,氧化对相对分子质量最大和最小的部分同样起作用,不会发生相对分子质量变窄的情况,此时黏度较低,机械力的作用主要是使胶料与氧充分接触混合,增加氧化效果。
静电的作用,高压放电使周围空气中的样活化成活性很高的原子态氧或臭氧,从而促进橡胶分子进一步氧化断裂。
化学塑炼机理:在低温和高温塑炼过程中,加入化学增塑剂能加强氧化作用,促进橡胶分子链断裂,从而增加塑炼效果。
自由基接受型增塑剂起稳定自由基的作用,引发型增塑剂起到直接引发大分子链氧化断链的作用,混合型或链转移型增塑剂既能稳定自由基,又能在高温下引发大分子链形成自由基加速自动氧化断链。
10、简述橡胶混炼的加料次序及为何最后加硫磺与超促进剂?开炼机混炼:生胶—固体软化剂—促进剂、活性剂、防老剂—补强剂、填充剂—液体软化剂—硫磺及超促进剂密炼机混炼:除了硫磺及超促进剂必须在压片机上将胶料冷却后加入外,其余配合剂的加入顺序与开炼机混炼基本相同,另外炭黑和液体软化剂不能同时加入,以免结团,分散不均。
降低,再加入其它配合剂就不能很好地分散。
11、简述模压成型的工艺流程。
12、简述橡胶硫化后物理性能的变化,并解释之。
天然橡胶在硫化过程中,随着线形大分子逐渐转变为网状结构,可塑性减小,拉伸强度、定伸强度、硬度、弹性增加、而伸长率、永久变形、疲劳生热等相应减小。
但若硫化时间再延长,则出现拉伸强度、弹性逐渐下降、伸长率、永久变形反而会上升的情况。
对于合成橡胶,其物理机械性能有类似的变化情况,但随硫化时间继续延长,各种性能的变化较为平坦,如强度等性能达到最大值后能保持较长的时间。
橡胶在硫化过程中,交联密度发生了显著的变化。
随着交联密度的增加,橡胶的密度增加,气体、液体等小分子就难以在橡胶内运动,宏观表现为透气性、透水性减少,而且交联后相对分子质量增大,溶剂分子难以在橡胶分子间存在,宏观表现为使生胶溶解的溶剂只能使硫化胶溶胀,而且交联密度越大,溶胀越少。
硫化也提高了橡胶的热稳定性和使用温度。
13、生胶与硫化胶在分子结构上有何不同?生胶分子是呈卷曲的线性结构,其分子链具有运动的独立性,大分子之间以范德华力相互作用,当受外力作用时,大分子链段易发生位移,在性能上表现出较大的变形,可塑性大,强度不大,具有可溶性。
硫化胶的大分子被交联成网状结构,大分子之间有主价键力的作用,使大分子链的运动受到一定的限制,在外力作用下,不易发生较大的位移,变形减小,强度增大,失去可溶性,只能有限溶胀。
硫化前:结构:线性大分子,分子与分子之间无价键力;性能:可塑性大,伸长率高,具可溶性。
硫化后:结构:1)化学键;2)交联键的位置;3)交联程度; 4)交联性能:1)力学性能(定伸强度、硬度、拉伸强度、伸长率、弹性); 2)物理性能;3)化学稳定性14橡胶硫化历程分为哪几个阶段?各阶段的实质和意义是什么?答:(1)焦烧期-硫化起步阶段,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。
(对于模型硫化制品,胶料的流动、充模必须在此阶段完成,否则就发生焦烧.出现制品花纹不清,缺胶等缺陷。
)意义:焦烧期的长短决定了胶料的焦烧性及操作安全性。
这一阶段的长短取决于配合剂的种类和数量。
(2)欠硫期-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.但有些性能如抗撕裂性、耐磨性等却优于正硫化阶段时的胶料。
意义:预硫时间的长短反映了硫化反应速度的快慢(,主要取决于配方)。
(3)正硫期-橡胶的交联反应达到一定程度,此时的各项物理性能均达到或接近最佳值,其综合性能最佳。
此时交联、裂解反应达到平衡,因此胶料的物理机械邪能在此阶段也保持恒定,所以也称为平坦硫化阶段。
意义:这个阶段橡胶的综合性能最好,是选取正硫化时间的范围。
(4)过硫期-正硫化以后继续硫化的阶段。
在过流化阶段氧化和热断链反应占主导地位,因此胶料出现物理机械性能下降。
意义:过硫阶段的性能变化情况反映了硫化平坦期的长短,不仅表明了胶料热稳定性的高低,而且对硫化15、何为正硫化和正硫化时间?正硫化时间测定方法有哪些?正硫化是胶料的各项性能在一个阶段基本上保持恒定或变化很少,也称硫化平坦期。
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,同时存在的交联,裂解反应达到了平衡,胶料达到最大交联密度,其物理和机械性能达到最佳值。
达到正硫化所需的最短时间成为正硫化时间,也称正硫化点。
测定正硫化时间的方法主要有:物理机械性能法、化学法和专用仪器法。
物理机械性能法通过绘制橡胶各项物理机械性能与硫化时间的曲线,进行分析,找出硫化点。
化学法测定橡胶在硫化过程中产生游离硫的含量以及用溶胀法测定硫化胶的网状结构的变化来确定正硫化点。
专用仪器法目前主要由门氏黏度计及各类硫化仪。
(1)物理机械法麻烦,不经济;(2)化学法简单、方便,但误差较大,适应性不广,有一定限制,不适于非硫黄硫化的胶料;(3)专用仪器法不仅具有方便、精确、经济、快速和重现性好等优点,并且能够连续测定与加工性能和硫化性能等有关的参数而且只需进行一次试验即可得到完整的硫化曲线。
绘制硫化曲线并在硫化曲线上标注硫化过程的四个阶段。
参考P198-199M L-最小转矩M H-最大转矩t L-达到最低黏度对应的时间t H-达到最大黏度对应的时间t10-焦烧时间t90-正硫化时间16、挤出机机头与口模的作用?机头是口模与料筒的过度链接部分,口模是制品的成型部件,通常他们是一个整体,统称为机头1、使黏流态物料从螺旋运动变为平行直线运动,并稳定地导入口模而成型。
2、产生回压,使物料进一步均化,提高制品质量。