聚合物加工原理复习题
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。
聚合物加工原理
东北林业大学 2009-2010 学年第二学期补考试题 考试科目: 高聚物加工工程 考试时间:120分钟 试卷总分100分一、填空(本大题共10个空,每空2分,总计20分) 1、下列哪种液体的粘度随着剪切速度的增加而减小( )。
A 膨胀性液体; B 宾汉液体; C 牛顿液体; D 假塑性液体。
2、聚合物液体在圆形等简单形状管道中因受压力作用而产生的流动称为( )。
A 拖曳流动; B 压力流动; C 收敛流动; D 不稳定流动。
3、螺杆中压缩段起的作用是( )。
A 熔化后的物料定量的送到口模; B 熔化物料; C 将料斗供给的料送往压缩段; D 其它。
4、聚合物在加工过程中受到高温和应力作用,引起分子量的降低,这种现象称为( ) A 结晶; B 取向; C 交联; D 降解。
5、为使制品获得各种鲜艳的颜色,增进美感而加入的物质称为( )。
A 着色剂; B 防老剂; C 填料; D 增塑剂。
6、塑料的压制成型中的关键生产设备是( )。
A 双螺杆挤出机; B 压延机; C 柱塞式注塑机; D 油压机。
7、无定形聚合物二次成型利用的温度区间是( ) A 玻璃化转变温度以下; B 粘流态温度以上; C 玻璃化温度以,粘流态温度以下; D 其它。
8、在橡胶的加工中,通过机械作用将橡胶分子剪断,提高聚合物流动性的过程称为( )。
A 塑炼; B 硫化; C 熔融; D 混炼。
9、纤维成型加工方法中,纺丝液体全部由聚合物组成的是( )。
A 熔融纺丝;B 干法纺丝;C 湿法纺丝;D 乳液法纺丝。
10、在橡胶的硫化过程中,达到适当交联度的阶段称为()。
A 硫化起步阶段;B 欠硫阶段;C 正硫阶段;D 过硫阶段。
二、名词解释(本大题共8小题,每个小题3分,总计24分)1、熔融指数;2、假塑性流体;3、压缩比;4、均相成核5、逆流;6、弹性记忆;7、防老剂; 8 剪切增稠1、什么是聚合物的可模塑性,采用何种仪器测量,如何衡量聚烯烃的模塑性?(7分)2、试描述挤出成型过程中,一个螺槽内的塑料是如何熔融的。
《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。
聚合物成型加工部分题库及答案
一.填空题2. 热固性塑料的注射过程包括___________、______________和______________三个大阶段。
3. 挤出机的_______________和____________是管材挤出的关键部件。
6. 聚合物粘度主要由两方面内部因素来决定,聚合物熔体内的自由体积和大分子长链之间的缠结。
7. _______________型压延机在用于生产薄而透明薄膜的压延成型过程中,显示出明显优于__________型压延机的功能。
8. 双辊式压延机通常用于________ 和压片,目前以三辊式和四辊式压延机用得最为普遍。
一般_______压延用三辊式压延机较多,而_______压延较多用四辊式压延机进行压延。
9. 化学纤维制造可以概括为四个工序:。
10.橡胶制品成型前的准备工艺包括: 、、 、__________等工艺过程,在这些工艺过程中, 和 ________ 是最主要的两个工序。
11.随着高分子化合物相对分子质量的增加,高分子材料的 黏度 增加, 加工流动性 下降, 成型_困难。
○12.橡胶在开炼机中混炼时,配合剂是靠 堆积胶_夹带混入胶料中的。
(机械作用、辊筒)14.橡胶加工过程中的主要配合剂有 硫化剂、补强填充剂、软化剂、增塑剂、防老剂 等。
15.高分子材料制品生产中,聚合物与其它物料混合进行配料后才能进行成型加工。
混合设备是完成混合操作工序必不可少的工具。
混合设备品种很多,主要有: 间歇式、连续式、分布式、分散式、高强度、中强度和低强度混合设备_等。
○19.冷拉伸是指_室温至Tg 附近,热拉伸取向在___Tg-Tf 或Tm_范围内进行。
31. 高聚物的结构包括高分子_链_结构(它包括_高分子链的近程结构_和_高分子链的远程结构_)及高分子的_聚集态_结构,它由_晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构_和织态结构。
32. _热塑_性高分子能在适当的溶剂中溶解,加热时也能熔融,它的几何形态有 线型 和_支链型_;热固_性高分子既不能在溶剂中溶解,受热也不熔化,它的几何形态是_体型_。
聚合物成型加工复习题
在墙上刷一层 100 微米厚的涂料, 涂料的粘度为多大时, 才能保证涮涂后涂料在墙上向下流 淌的速度不超过 10 微米/秒?
2.1.3 聚合物普适流动曲线
三个区域: 1、第一牛顿区 零切粘度 (反映材料性质) 2、假塑性区(非牛顿区) 随切变速率增加,表观粘度ηa 值变小。 通常聚合物流体加工成型时的切变速率正在这一范围内。 3、第二牛顿区 无穷切粘度或极限粘度η∞。通常观察不到 聚合物流动曲线的微观解释 某个实验的结论 结论:随剪切速率升高,体系的取向程度提高 结论:在取向度相同的条件下,不同体系具有相同的约化粘度。 约化粘度:表观粘度与零切粘度的比值 聚合物流动曲线的解释 缠结理论解释:缠结破坏与形成的动态过程。 ⅰ第一牛顿区: 高分子处于高度缠结的拟网结构,流动阻力大;缠结结构的破坏速度等于 形成的速度,粘度保持不变,且最高。 ⅱ假塑性区:切变速率增大,缠结结构被破坏,破坏速度大于形成速度,粘度减小,表现出 假塑性流体行为。 ⅲ第二牛顿区:切变速率继续增大,高分子中缠结结构被完全破坏,来不及形成新的缠结, 体系粘度恒定,表现牛顿流动行为。
第二章 高聚物流变性能的一般特征 2.1 聚合物熔体的流变行为
(a)拉伸流动: 流体内质点速度沿着流动方向发生变化、垂直于流动方向是相等的。 存在纵向速度梯度 (b)剪切流动: 流体内质点速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化。 存在横向速度梯度 2.1.1 流体的流变方程,牛顿流体 简单平行剪切流场
粘弹性-本课程最重要的概念! ! 1)剪切变稀 聚合物粘度随着剪切速率的增加而减小 大部分聚合物属于这种类型 剪切增稠 聚合物粘度随着剪切速率的增加而增加 高聚物悬浮液
(不是时间 t 的函数) 2)韦森堡效应。 又叫爬杆现象,是高分子液体法向应力差的反映。 3)挤出胀大 巴拉斯效应, 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。 定量上用胀大比来表示。 挤出物胀大在聚合 物熔体中是常见的, 这是由于聚合物熔体在模具内因流动而取向, 在流出模口时分 子重新蜷曲。挤出物胀大随切变速度增大而增大,在到达最大值后再下降。分子量 增大和其他能增加缠结的因素(如长支链的增加)都将使挤出物胀大增大。 4)无管虹吸 对牛顿型流体,当虹吸管提高到离开液面时,虹吸现象立即终止。 对高分子液体, 如聚异丁烯的汽油溶液或聚醣在水中的微凝胶体系, 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。 5)二次流 因流线弯曲、 水流分离等引起的除主流以外的各种次生流动的总称。 对于弹性等有 影响啊 6)触变性和震凝性 触变(摇溶)体:指恒温、恒γ下,粘度随受剪时间的增加而下降的流体。冻胶是最 常见的典型触变体。 震凝(摇凝)体:指恒温、恒γ下,粘度随受剪时间的增加而增大,一般受剪切 10~ 100 分钟后可达到一平衡值,当停止剪切后,可以回复到受剪切前的粘度。 1.3 流变学在聚合物加工中的应用 1)可指导聚合,以制得加工性能优良的聚合物。 2)对评定聚合物的加工性能、分析加工过程、正确选择加工工艺条件、指导配方设计均有 重要意义。 3)对设计机械和模具有指导作用。 1.4 聚合物流变学的研究方法、 1)宏观流变学(唯象流变学、加工流变学) 用宏观物理量:η、τ、 、T、t 等,采用连续介质力学理论建立物质的应力-应变关 系,建立本构方程。 2)微观流变学(结构流变学) 研究聚合物奇异的流变学性质与其微观结构-分子链结构、聚集态结构之间的联系。 3)流变测量学 通过各种仪器测定材料参数和物理函数, 通过可测量的物理量 (流量、 压力差、 转速、 扭矩)获得不可直接测量的流变量(剪切速率、剪切应力、粘度、法向应力差系数等) 。 小结 1. 流变学是一种世界观和方法论; 2. 聚合物流变学是随着高分子材料工业的大规模发展而成长起来的新兴学科 . 它是研究高 分子材料结构性能与加工工艺关系的理论基础; 3. 粘弹性是聚合物流变行为的基本特征。
聚合物合成工艺学-复习题
填空题1.塑料、合成橡胶和合成纤维被称为三大合成材料。
2.五大通用塑料是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和ABS树脂3.五大工程塑料是聚酰胺(尼龙)、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚和热塑性聚酯。
4.塑料的原料是合成树脂和添加剂(助剂)。
5.制造橡胶制品时加入硫化剂的作用是使线形合成橡胶分子变成松散的交联结构6.离子聚合及配位聚合反应实施方法本体聚合、溶液聚合和淤浆聚合。
7.高分子合成工业的任务是将简单的有机化合物,经聚合反应使之合成为高分子化合物。
8.废旧塑料回收利用的方式及其特点。
作为材料再生循环利用:再处理后降级使用;作为化学品循环利用:降解,高温裂解或催化裂解;作为能源回收利用:粉碎作燃料9.石油裂解气经分离可得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯;石油炼制产生的液体经加氢催化重整可转化为芳烃,萃取分离可得苯、甲苯、二甲苯等。
10.炼焦(高温干馏):煤在焦炉内隔绝空气加热到1000℃,可获得焦炭、化学产品和煤气。
11.高分子合成材料可分为塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂等。
12.三大合成纤维是聚酯纤维、聚丙烯腈纤维和聚酰胺纤维。
13.高分子合成材料最主要的原料是合成树脂和合成橡胶。
14.塑料生产中稳定剂的作用是防止成型过程中高聚物受热分解或老化。
润滑剂的作用是在高聚物成型过程中附着于材料表面以防止粘着模具,并增加流动性。
15.大型高分子合成生产装置的过程可分为:原料准备及精制、催化剂配制、聚合反应、分离、聚合物后处理、溶剂回收等。
核心是聚合反应过程。
16.自由基聚合的实施方法主要为本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合和溶液聚合。
17.高分子合成工业的任务是将基本有机合成工业生产的单体,经过聚合反应合成高分子化合物,从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料.18.高分子化合物生产流程评价的内容包括:生产方式、产品性能、原料路线、能量消耗与利用、生产技术水平考查。
19.石油是生产重要基本有机化工原料乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯(通称“三烯三苯”)的原料。
聚合物成型加工原理试题
12015/20161 聚合物成型加工原理高分子科学与工程学院 2015级材料工程硕士班(答案写在答题纸上,写在试题纸上无效)一、在聚合物成型加工过程中,使聚合物产生流动变形和固化定型是两个非常关键的步骤。
根据所学知识分析,如何实现聚合物流动变形和固化定型?(8分)二、请写出下列制品或半成品的主要成型加工方法(10分)1、胎面胶2、冰箱塑料内胆3、全钢子午线轮胎胎体帘布4、聚酯纤维5、医用乳胶手套6、塑料瓶7、电缆8、塑料盆 9、0°带束层 10、NBR 耐油O 型圈三、请画出线型无定型聚合物的温度-形变曲线图,标出各阶段聚集态的名称,简述各聚集态的特点及对应的成型加工方法。
(15分)四、聚合物在加工过程中主要表现出假塑性的流变行为。
请问影响聚合物熔体黏度的因素有哪些?各是如何影响的?(10分)五、结晶型聚合物成型加工的工艺条件对结晶过程有重要影响,请简述加工过程中影响结晶的因素有哪些?各是如何影响的?(10分)六、橡胶制品在成型加工过程中对炭黑的分散性要求很高,请分析影响炭黑在胶料中分散性的因素,并列出五种改善炭黑在胶料中分散性的方法。
(12分)七、混炼胶的门尼黏度是橡胶成型加工过程中需要严格控制的参数。
某轮胎厂对子午线轮胎的带束层胶料门尼黏度进行了监控,发现最近一周内胶料的门尼黏度偏低,在标准的下线附近波动,请帮助分析可能的原因。
(5分)八、对全钢子午线轮胎带束层或胎体胶料来说,喷霜可能会带来胶料与骨架材料粘合不佳甚至脱层问题。
某轮胎厂胎体帘布压延后发现胶料出现了严重的喷霜现象,请结合胎体胶的配方特点分析喷霜可能的原因。
(5分)九、聚合物在成型过程中经常出现取向行为,导致产品性能出现各向异性。
请分析胶片压延过程中产生的压延效应的原因,并提出减轻压延效应的方法。
(10分)十、挤出胀大现象在聚合物挤出成型过程中经常发生,请分析挤出胀大的原因,并从工艺上提出减轻挤出胀大的措施。
(10分)十一、某大型轮胎厂每天会产生较多的压延边角料(含钢丝),为了节约成本,计划对边角料进行回收再利用。
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。
聚合物加工原理
1.什么是聚合物的力学三态,各自的特点是什么?各适用于什么加工方法?玻璃态、高弹态和粘流态称为聚合物的力学三态。
玻璃态:内能大,弹性模量大。
高分子主链键长、键角只能发生微小变化,形变很小,不能进行大变形的成型,主要进行冷加工,车、钻、锉、切螺纹。
高弹态:内能降低,弹性模量较低。
外力作用,分子主链发生运动,变形能力增大,形变可部分恢复,可进行大变形成型加工,可进行压延、中空成型、热成型。
粘流态:外力作用,整个分子链都可以运动,材料会发生持续变形,形变不可逆,可进行挤出、注射。
2、影响聚合物粘度的因素分别有哪些?对于高聚物熔体来说,影响粘度的因素有许多,应力、应变速率、温度、压力、分子参数和结构、相对分子质量分布、支化和添加剂等。
但归结起来有两个方面:(1)熔体内的自由体积因素,自由体积- 粘度ˉ(2)大分子长链间的缠结,凡能减少缠结作用因素,都能加速分子运动,粘度ˉ3、压力流动、收敛流动、拖拽流动的定义及各自常见发生场合。
压力流动:在简单的形状管道中因受压力作用而产生的流动。
<受力:压力、剪切力>;聚合物成型时在管内的流动多属于压力梯度引起的剪切流动。
如注射时流道内熔体的流动。
收敛流动:在截面积逐渐减小的流道中的流动。
<受力:压力、剪切力、拉伸力>;多发生在在锥形管或其他截面积逐渐变小的管道中。
拖拽流动:在具有部分动件的流道中的流动。
<受力:拉伸力、剪切力>,如在挤出机螺槽中的聚合物流动以及线缆包覆物生产口模中。
4、根据物料的变化特征可将螺杆分为几个阶段,它们各自的作用是什么?加料段(Ⅰ)、压缩段(Ⅱ)、均化段(Ⅲ)加料段(Ⅰ)作用:将料斗供给的料送往压缩段,塑料在移动过程中一般保持固体状态由于受热而部分熔化。
压缩段(Ⅱ)作用:压实物料,使物料由固体转化为熔体,并排除物料中的空气。
均化段(计量段)的作用:是将熔融物料,定容(定量)定压地送入机头使其在口模中成型。
聚合物加工原理复习题
1.单轴取向:取向单元沿着一个方向做平行排列而形成的取向状态2.双轴取向:取向单元沿着两个互相垂直的方向取向3.降解:聚合物分子主链断裂引起聚合度降低或发生分子内链转移反应的现象。
4.剪切变稀:聚合物流体表现为假塑性流动的区域。
随着剪切速率增大,其表观粘度降低。
5.机械降解:聚合物受到外力作用(如粉碎、塑炼、高速搅拌、塑化、挤出、注射等过程)引起聚合物的降解。
6.端末效应:聚合物在管道中进行剪切流动时,流体流经截面变化的部位时发生的弹性收敛和膨胀运动。
7.入口效应:由于流道截面变小,使流体压力降突然增大的现象。
8.离模膨胀效应:聚合物流体离开口模后产生体积膨胀的现象。
9.注塑成型周期:完成一次注塑所需的时间称为成型周期。
包括合模时间、注座前进时间、注射时间、保压时间、冷却时间、开模时间、制件顶出时间、以及下一成型周期的准备时间。
10.注塑成型塑化:塑料在料筒内受热达到流动状态并具有良好可塑性的过程。
11.层压成型:在一定温度和压力下,将多层浸有热塑性树脂或热固性树脂的薄片状材料黏结和熔合成为具有一定厚度的层压板材。
1.聚合物的结晶过程①结晶温度范围:Tg-Tm之间②结晶过程:晶核生成和晶体生长。
低温区为生成晶核,高温区为晶体生长。
2.物料混合的分类及混合设备分类:(1)按分散程度简单混合和分散混合;(2)按混合过程的特点间歇混合和连续混合;(3)按混合形式层流剪切混合和固定混合。
设备:转鼓式混合机、螺带式混合机、捏合机、高速混合机、密炼机、双辊混炼机、挤出机3.螺杆冷却与加料斗冷却作用螺杆冷却作用:控制物料温度;降低物料与螺杆的摩擦系数,提高物料输送效率;加料斗冷却作用:防止物料在料斗中架桥而影响加料进入机筒。
4. 注塑成型减少内应力措施(工艺上):①提高熔体温度和模具温度;②降低充模压力和充模速度;③缩短保压时间。
1.单轴拉伸和双轴拉伸取向概念及对制品性能的影响单轴取向是指取向单元沿着一个方向做平行排列而形成的取向状态双轴取向是指取向单元沿着两个互相垂直的方向取向单轴拉伸和双轴拉伸取向导致制品中在性能上表现出各向异性,以提高制品的力学强度;有的取向会给制品带来不利影响,如易使制品发生翘曲、变形、开裂等现象。
《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。
聚合物加工工程复习题
《聚合物加工工程》复习题.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。
2. 注射成型p219:注射成型是将固体聚合物加热塑化成熔融体,并高压、高速注射入模具中,赋予模腔的形状,经冷却(或交联、硫化)成型的过程。
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。
泵比p136:排气螺杆的第二计量段的螺槽深度h2和第一计量段的螺槽深度hl之比称为泵比。
5. 挤出工作点p104:螺杆特性曲线AB与口模特性曲线0K1的交点C,称为挤出工作点。
6. 反应挤出成型p212 :是一种连续地将单体进行聚合以及对现有聚合物进行改性的成型方法。
7. 反应注射成型p294 :是高分子领域的一种新工艺,它是把两种或两种以上具有高化学活性的低相对分子质量的液体原料,在一定的温度下,通过高压(14-20MPa)作用,使它们相互碰撞混合,并立即注射入密封的模腔内,完成聚合,交联(或相分离)固化等反应并形成制品的工艺过程。
8. 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。
9. 注射量p231 :通常是指注射机的最大注射量或公称注射量。
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。
聚合物加工及应用考试复习资料
聚合物加工及应用考试复习资料聚合物加工及应用考试复习资料(简答题)1、牛顿流体与非牛顿流体的区别?非牛顿流体的分类及特性?答案:牛顿流体是指在任意小的外力作用下即能流动的流体,并且流动的剪切速率(dυ/dr)与所加的剪切应力(τ)的大小成正比,这种流体就叫做牛顿流体。
而剪切应力与剪切速率之间不满足线性关系的流体称为非牛顿流体。
非牛顿流体可分为粘性液体、粘弹性液体和时间有依赖性液体三种类型。
其中粘性液体可分为宾哈流体(特征:粘度随剪切速率(或应力)的增大而降低,即剪切变稀)、假塑性液体(剪切变稀)和膨胀性液体(剪切变稠)。
2、塑料添加剂的常用类型和作用是什么?答案:稳定剂:阻止或延缓聚合物在贮存、加工、使用过程中的老化,降解、破坏合变质。
增塑剂:增加材料的加工流动性。
增韧剂:降低脆性,提高抗弯曲和抗冲击破坏性能。
填充剂:增加速度,降低成本。
增强剂:提高热塑性塑料的机械强度。
消烟、阻燃剂:消烟作用,防止或抑制燃烧的作用。
3、什么叫塑料的混合和塑化?其区别在哪里?答案:混合:靠设备搅拌、振动、空气液态化、翻滚研磨等使各组分做空间无规分布。
塑化:塑料在料筒内经加热,达到流动状态,并具有良好可塑性的全过程。
区别:混合是一般的搅拌过程,其中各组分没有任何变化。
而塑化却使物质的形态、尺寸、性质发生了根本的改变。
4、何谓塑炼?其目的意义何在? 塑炼设备有哪些?答案:所谓塑炼是指将各种添加剂混入并均匀分散在塑料中的过程。
目的:借助加热剪切力使聚合物获得熔化、剪切、混合等作用而驱出其中的挥发物并进一步分散其中的不均匀组分。
意义:经塑炼后的物料更利于制得性能均一的制品。
设备:开炼机、密炼机和挤出机。
5、压延加工的目的及其对操作和产品质量的要求是什么?答案:目的:将加热塑化的塑料通过两个以上相同的旋转的辊筒间隙制成有特定尺寸的连续片材。
操作要求:压延时,避免夹入空气而使薄膜不带孔泡,各辊筒的温度一般是依次增高,但Ⅲ,Ⅳ两辊温度应近于相等。
聚合物加工原理考试资料
聚合物加工原理考试资料高分子物理及化学一.何为活性聚合物,得到活性聚合物需要哪些条件?常见的阳离子聚合反应为什么不及阴离子反应那样容易获得活性聚合物?利用活性聚合物可制得哪些有特殊意义的产物,并加以适当解释。
1.活性聚合物,是指聚合物还拥有能够反应的端基,加入单体还能继续聚合物。
活性聚合物主要通过活性阴离子或活性阳离子聚合得到。
2.首先,可供阳离子聚合的单体种类颇少,仅限于带有供电子基团的异丁烯、乙烯基烷基醚。
以及具有共轭结构的苯乙烯类、二烯烃等少数几种,这就从根本上限制了阳离子聚合的应用。
其次,阳离子聚合的引发活化能和增长活化能都很低表现出了快引发、快增长的聚合机理,引发极快,增长几乎与引发同时瞬间完成,反映出低温告诉的宏观特征,难以控制。
第三,阳离子聚合中,单体按头尾结构插入离子对而增长,对单体单元构型有一定控制能力,但控制能力远不及阴离子聚合和配位聚合,较难达到真正的活性聚合的标准。
同时伴有分子内重排、转移、异构化等副反应。
第四,阳离子聚合的活性种很活泼,容易向单体或溶剂链转移,形成带有不饱和端基的大分子,同时再生出仍有引发能力的离子对,使动力学链不终止,表现出难终止的特点,往往需要加入水、醇、酸等来认为终止,形成再无引发活性的端基,加入胺则形成稳定的季铵盐,也不再引发。
第五,阳离子聚合中向单体的转移常数很大,链转移就成为控制分子量的关键因素,阳离子聚合往往通过低温(如-100℃)下进行,目的在于减弱链转移反应,提高分子量,因此整个反应的控制和实施是比较困难的。
3.活性聚合物主要有以下几个方面的应用:(1)合成分子量均一的聚合物,用作凝胶色谱测定分子量时的填料标样。
(2)制备嵌段聚合物,活性聚合物具有反应活性的末端,相继加入不同活性的单体进行聚合,就可以制得嵌段聚合物。
(3)制备带有特殊官能团的聚合物和遥爪聚合物,聚合结束后加入二氧化碳、环氧乙烷或二异氰酸酯等进行反应,可以得到带有羟基、羧基氨基等端基的聚合物。
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。
华侨大学聚合物加工基础复习参考级带答案
一、填空:1. 热塑性塑料分子结构是线状或支链状,常称为线性聚合物,而热固性塑料在加热成型之前呈网状或片状,但受热后逐渐结为体状结构。
2. 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。
3. 注射成型时熔体充型与冷却过程可分为充模__、_保压补缩_ 、__ 倒流和_冻结冷却_ 四个阶段4. 注射机按塑化方式可分为柱塞式式螺杆式式两种,其中螺杆式式注射机的塑化效果较好。
5中空吹塑方法成型。
6、塑料由树脂和助剂组成,但各组分的作用各不相同,若一塑料材料成型性能差,则可加入增塑剂改善。
7、铸塑成型常用的高分子材料的形态是熔融态。
8、9工对应不同的状态,中空成型应是高弹态状态;挤出成型应是粘流态状态;注射成型是粘流态状态。
10、粘度是塑料熔体内部抵抗流动的阻力,其值一般是随剪切应力的增加而减少,随温度升高而降低,但每种材料对两值的敏感程度不同,PC对温度敏感,而POM对剪切应力敏感。
黏度大则流动性小。
11. 塑料按合成树脂的分子结构及热性能可分为热固性和热塑性塑料两种12. 在注射成型中应控制合理的温度,即控制料筒、喷嘴和模具温度。
13. 注射模塑过程需要控制的压力有塑化压力和注射压力。
14. 注射模塑成型的注射机类型很多,但其基本作用有合模和注射两个。
15.聚合物在成型过程中的物理变化有结晶、取向化学变化有降解、交联。
16.分子定向会导致塑件力学性能的各向异性,顺着分子定向的方向上的机械强度总是____大于____与其垂直方向上的。
17.分子定向会导致塑件力学性能的各向异性,顺着分子定向的方向上的机械强度总是_____大于___与其垂直方向上的。
18、ABS塑料学名为丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚物,是由丙烯晴、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚的产物。
二、选择1、注射机的规格性能通常用一些参数表示,下列反映注射机加工能力的参数是(③)①注射压力②合模部分尺寸③注射量2、在一个模塑周期中,要求注射机动模板移动速度是变化的,合模时,速度(②)①由慢变快②由快变慢③先慢变快在慢3、热塑性塑料流动性用熔体流动速率来衡量,其测定用熔体指数仪,单位为(③)①g/min②mm/min③g/10min4、柱塞式注射机的注射装置中,设置分流梭的主要目的是(①)①增加传热面积②增加剪切应力③改变料流方向5、螺杆式注射机中的螺杆头有些带有止逆结构,其目的是(②)①注射时打开,熔体可通过;预塑时关闭,防止熔体倒流。
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《聚合物加工原理》复习题1.聚合物的聚集态结构有哪些特点?(1)非晶态聚合物在冷却过程中分子链堆砌松散,密度低;(2)结晶态聚合物一般晶区、非晶区共存,存在“结晶度”概念;(3)聚合物结晶完善程度强烈依赖于成型工艺冷却条件;(4)结晶聚合物晶态多样,有伸直链晶体、串晶、柱晶、纤维晶等;(5)取向态结构是热力学不稳定结构,高温下易解取向。
2.聚合物的结晶过程。
①结晶温度范围:Tg-Tm之间②结晶过程:晶核生成和晶体生长。
3.成型加工条件对结晶过程经过的影响。
(1)模具温度:模具温度影响制品的结晶度、结晶速率、晶粒尺寸、数量级分布。
等温冷却:过冷度△T(Tm-TM)很小,晶核少,晶粒粗,力学性能降低。
同时生产周期长。
快速冷却:过冷度△T大,对于后制品,内外冷却速度不一致,结晶过程不一致,易产生不稳定结晶结构,使制品在储存、使用过程中发生后结晶,造成制品形状及尺寸不稳定。
中速冷却:过冷度△T大适宜,有利于制品内部在Tg温度以上结晶,使结晶生长、完善和平衡。
导致制品的尺寸稳定性。
(2)塑化温度及时间塑化温度低且时间短,熔体中可能存在残存较多晶核,在再次冷却时会产生异相成核,导致结晶速度快,晶粒尺寸小且均匀,制品的内应力小,耐热性提高。
反之则相反。
(3)应力作用结晶性聚合物在成型加工过程中都要受到应力的作用。
不同的成型方法和工艺条件,聚合物受到的应力类型及大小不一样,导致聚合物的晶体结构和形态发生变化。
如剪切应力是聚合物易得到伸直链晶体、片晶、串晶或柱晶;应力(拉伸应力和剪切应力)存在会增大聚合物熔体的结晶速率,降低最大结晶速度温度Tmax;剪切或拉伸应力增加,聚合物结晶度增加。
(4)材料其它组分对结晶的影响一定量和粒度小的的固态填充剂能成为聚合物的成核剂,加速聚合物结晶进程。
如炭黑、二氧化硅、氧化钛、滑石粉、稀土氧化物等。
如氧化镧对PA6明显提高PA6的结晶度和结晶速率。
聚合物的结晶速度很慢,在结晶后期或使用过程中经常发生二次结晶现象。
为加速聚合物二次结晶或后结晶过程,生产上要对制品进行热处理(退火处理),消除制品内应力。
4.单轴拉伸和双轴拉伸取向概念及对制品性能的影响。
单轴取向是指取向单元沿着一个方向做平行排列而形成的取向状态双轴取向是指取向单元沿着两个互相垂直的方向取向单轴拉伸和双轴拉伸取向导致制品中在性能上表现出各向异性,以提高制品的力学强度;有的取向会给制品带来不利影响,如易使制品发生翘曲、变形、开裂等现象。
5.成型加工中降解形式及产生的原因。
降解:是指聚合物分子主链断裂引起聚合物聚合物降低或发生分子内链转移反应的现象。
降解原因:光、热、辐射、机械力等(物理因素);氧、水、醇、酸、碱(化学因素)。
(1)热降解:形式:无规热降解(如PE、PP等);链式降解(如PMMA);消除反应(PVC、聚醋酸乙烯酯等)。
原因:温度高于其分解温度或在分解温度下停留时间过程。
PVC、POM是典型的热敏性聚合物。
(2)机械降解指聚合物受到外力作用(如破碎、塑炼、高速搅拌、塑料、挤出、注射等过程)引起聚合物的降解。
影响机械降解的因素:聚合物的种类与化学结构、聚合物所处的物理状态状态(如温度)。
机械降解一般规律:分子量越大,越易降解;同一种聚合物在一定条件下,力降解程度是一定的;不同种类聚合物的力降解程度不同;降低分子间作用了可降低力降解程度(提高温度、添加增塑剂等);应力越大,聚合物越易发生降解。
(3)氧化降解聚合物在氧存在下,同时伴随光、热、辐射作用易发生自由基降解,但也可能发生交联。
所以聚合物氧化机理比较复杂。
一般含有不饱和双键聚合物易发生氧化降解,降解结果使制品变色(发黄、发黑)、发脆。
如PP、ABS制品易发生氧化降解。
一般在其成型加工过程中加入抗氧剂提高其抗氧老化性。
(4)水解对于极性聚合物,由于其吸水性大,其极性基团在高温情况下易发生水解反应,使聚合物。
对于此类聚合物(如PC、PA、PBT、POM等)在成型加工前必须干燥处理,使其水分低于0.2-0.5%。
否则影响制品外观和性能。
如制品内部有气泡、银纹,降解严重时无法生产,或使产物性能劣化,无法使用。
6.假塑性流体的流变性质。
①第一牛顿区是聚合物低剪切应力或低剪切速率下表现为牛顿型流动区域,即粘度恒定。
如压延成型、乳胶刮涂、涂料涂刷等过程。
此区所对应粘度为零切粘度η0,不同聚合物的η0不同。
②假塑性区是聚合物流体表现为假塑性流动的区域。
由于剪切速率或剪切应力增高,流体中大分子构象、分子束发生改变,导致聚合物原有结构破坏或形成新的结构,导致粘度发生变化。
如粘度变化变低,称为“剪切变稀”;如果粘度变化变大,则称为“剪切变稠”。
剪切变稀机理:对聚合物熔体当剪切速率增大时,大分子逐渐从网络结构中解缠和滑移,高弹形变相对减少,分子间作用力减弱,因此流动阻力降低;对聚合物溶液或分散体系,增大剪切速率,迫使低分子物质(溶剂)从原来稳定体系中分离出来,导致体系中的无规线团或粒子尺寸变小,并且使无规线团和粒子分布了更多溶液,使整个体系流动阻力降低。
③第二牛顿区当剪切速率达到更大时,表观粘度不在随τ和γ增大而变化,保持一个常数。
此时的粘度成为极限粘度η0 。
产生主要原因:一可能是在很高τ或γ下,聚合物网络结构的破坏和高弹形变已达到极限状态,对熔体的结构不再产生影响,流体的粘度已达到最低值;二可能是在很高剪切时,大分子构象和双重运动的应变来不及适应τ或γ的改变,流体流动性为表现出牛顿型流体特征。
7.影响聚合物流变行为的主要因素。
(1)温度对粘度的影响温度增高,体积膨胀,大分子间自由体积增大,有利于大分子链变形和流动,熔体表观粘度增大。
(2)压力对剪切粘度的影响压力增大,聚合物自由空间减少,分子链运动困难,流体剪切粘度增大。
不同结构聚合物对眼里的敏感性不同。
压力增大,相当于温度降低。
(3)剪切速率或剪切应力对表观粘度的影响假塑性流体:剪切速率增减,熔体粘度降低,不同聚合物其熔体表观粘度对剪切速率的敏感性不同。
(4)聚合物结构因素的影响①分子链柔韧性:柔韧性越大,缠结点越多,链的解缠和相对滑移越困难,聚合物流动的非牛顿性越强。
链的刚性越大和分子间作用力越大,熔体粘度对温度的敏感性增大.②长支链:在相同特性粘度[η]下,长支链支化度也大,粘度升高越大,同时对剪切速率的敏感性增大。
③侧基大小:链结构侧基越大,聚合物自由体积越大,熔体粘度对压力和温度的敏感性增加。
如PMMA、PS常通过提高加工温度和压力改变体流动性。
④分子量:分子量低,缠结对流动性影响不明显,分子量低于某临界值一下,聚合物熔体表现为牛顿性流体;分子量越高,聚合物熔体的非牛顿性越大。
在成型加工过程中,当熔体流动温度过高时,常加入低分子物质(如润滑剂或增塑剂)或降低聚合物分子量以减少聚合物粘度。
⑤分子量分布:在平均分子量相同时,熔体粘度随分子量分布增宽而迅速降低。
分子量分布窄的聚合物在较宽的剪切速率范围内流动时,其熔体粘度对温度变化的敏感性比分子量分布宽的聚合物大。
(5)添加剂对剪切粘度的影响:在聚合物成型加工常加入添加剂改变聚合物的物性和加工性能。
一般添加无机填充剂、纤维状填充剂会增加聚合物熔体粘度;而润滑剂、增塑剂则会降低熔体粘度。
8.聚合物熔体弹性产生及影响因素。
聚合物弹性形变由链段运动引起的,链段运动的能力有松弛时间τ决定。
(1)分子量及分子量分布分子量大、分子间作用力强,熔体粘度高,松弛时间长,弹性效应大,熔体容易破碎;分子量宽,高分子量级分松弛时间长,熔体弹性行为强。
(2)温度与剪切速率温度升高,松弛时间缩短熔体破碎的临界剪切速率提高;剪切速率增大,熔体弹性行为增强。
(3)流道的几何尺寸管径突变,熔体弹性效应增加;口模长径比(L/D)增加,熔体弹性变形可得到充分松弛,是熔体弹性恢复变小。
9.聚合物流体流动过程中的末端效应。
端末效应是指聚合物流体在管道中进行剪切流动时,流体流经截面变化部位时发生的弹性收敛和膨胀运动。
此效应会使制品发生变形扭曲、尺寸不稳定、内应力过大等问题。
此效应可分为入口效应和离模膨胀效应。
(1)入口效应由于流道截面变小,使流体压力降突然增大的现象。
Le—入口效应区长度压力降产生原因:当流体收敛时,发生强烈的拉伸流动和剪切流动,使聚合物分子链产生大的拉伸流动和剪切流动,引起分子链构象重排,一部分能量作为弹性应变能储存在聚合物中,一部分能量消耗于粘性流动中。
入口压力降可用某一“等效长度”压力降相等换算。
一般“等效长度”为流道直径D的1-5倍。
(2)离模膨胀效应是指聚合物流体离开口模后产生体积膨胀的现象。
流体流出流道口流体直径变化情况:低粘度牛顿性流体流体直径变细;粘弹性聚合物熔体,流体直径增大膨胀。
聚合物挤出物挤出口模的胀大程度:长大比(D f/D) D f—自然流动挤出物膨胀最大直径;D—流道直径。
离模膨胀效应机理:由于入口效应产生流体的拉伸弹性应变和剪切弹性应变在离开出口时没有完全松弛,流体流出流道口在无应力约束下,伸展分子链很快回复卷曲构象,使流体产生轴向收缩和显著的景象膨胀。
(3)影响末端效应的因素①内因:分子量高、分子量分布窄和非牛顿性强的聚合物,出口膨胀现象越显著。
②外因:流道长度长、稳定流动时间长、增大流道直径或提高流道长径比(L/D)、提高流体温度,出口膨胀现象降低。
附加:在聚合物成型加工过程中,常通过增加定型或口模平直长度、适当降低加工剪切应力、适当提高加工温度、挤出物的牵引速度或拉伸比降低入口效应和离模膨胀效应。
10.物料混合的分类及混合设备。
(1)简单混合和分散混合简单混合:其混合过程只是流动单元位置的变化。
分散混合:除包含简单混合外,还能将组分尺寸变小或是不相容的聚合物固体分散尺寸达到(2)间隙混合和连续混合间隙混合:是指物料不连续混合过程,此过程可以一次性加料混合,也可以分批加料混合。
如采用高速混合机混合过程。
连续混合:是指物料连续不断地混合过程。
如采用双螺杆挤出造粒混合过程。
(3)层流剪切混合和固定混合层流剪切混合层流剪切混合可分为两个条纹层混合情况。
剪切混合结果使混合层变薄,长度变长,有利于不同组分彼此间的混合分散。
双辊开炼机、双螺杆挤出机对物料的混合主要是剪切混合为主。
固定混合是指没有混合器没有运动部件,仅通过其内部几何形状变化是物料得到剪切、均匀化的混合过程。
物料混合设备1.转鼓式混合机主要用于非润湿物料的混合,如两种不同树脂的混合。
2.螺带式混合机由一个圆筒混合室和混合室内的搅拌装置组成。
混合室外部带有加热或冷却夹套。
此搅拌装置为方向相反的螺带,转速较慢。
3.捏合机由鞍形底的混合室和一对搅拌器(包括S形和Z形两种)。
混合室外带夹套(可加热或冷却)。
搅拌器转向相反,可用于润湿与非润湿物料的混合。
4.高速混合机由一个圆筒形的混合室和一个设在混合室的搅拌装置组成,主要用于润湿物料和非润湿物料的混合(包括粉料)。