高分子加工思考题解答

第一章绪论

1．高分子材料分为哪几类？（高分子材料是一定配合的高分子化合物（由主要成分树脂或橡胶和次要成分添加剂组成）在成型设备中，受一定温

度和压力的作用熔融塑化，然后通过模塑制成一定形状，冷却后在常温

下能保持既定形状的材料制品。分为塑料、橡胶、纤维三类）2．塑料、橡胶、纤维分类？

3．名词解释：工程塑料通用塑料特种塑料化学纤维合成纤维

4．生产塑料制品的完整工序有哪五个？

原料准备、成型、机械加工、修饰和装配

5. 热塑性高分子材料和热固性高分子材料得物理性质及加工性能比较（见讲义）。

第二章高分子材料成型原理

1．高分子材料的熔融性能

热传递三种方式：热传导、对流、辐射

聚合物的加热与冷却都不易

由于聚合物的表观粘度随摩擦升温而降低，使物料熔体烧焦的可能性不大2．聚合物的流动和流变性能

拉伸流动和剪切流动，各类型流体的流动曲线，影响高聚物熔体粘度的因素，粘度、流动稠度、流动指数、流动性的关系，熔体流动速率熔体流动速率——在规定的温度、压力（2160×9.81×10-3N）下，每10min内通过国标指定尺寸（书P76装料筒直径φ9.55±0.025mm, 出

料口直径φ2.095±0.005mm）毛细管的试样总质量（克数）单位：克/10

分钟

3．聚合物熔体的弹性

流动缺陷：管壁上的滑移，端末效应，离模膨胀，弹性对层流的干扰，熔体破裂，鲨鱼皮，产生原因

熔体破裂——当挤出速率逐渐增加，挤出物表面将出现不规则现象（畸

变、支离和断裂），甚至使内在质量受到破坏。

离模膨胀——被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大，称为离模膨胀

鲨鱼皮——挤出物周边具有周期性的皱褶波纹。

4．高分子材料的成型性能

聚合物的聚集态:结晶态、玻璃态、高弹态、粘流态等聚集态

可挤压性、可模塑性、可纺性、可延性概念

5．成型过程中的取向作用

拉伸取向（薄膜双向拉伸后，拉伸后的薄膜在拉伸方向上的拉伸强度和抗蠕变性能会提高。

6．高分子材料的降解与交联

交联、交联度熟化

降解——高分子材料化学键的断链、交联、主链化学结构改变、侧基改

变以及上述四种作用的综合

交联——线性大分子链之间以新的化学键连接、形成三维网状或体型结

构的反应。

交联度——已发生作用的基团或活点对原有反应基团或活点的比值

“硬化得好”或“熟化得好”，并不意味着交联度达到100%，而是指交联度发展到一种最为适宜的程度(此时硬化度为 100%，交联度<100%)。

第三章成型用物料及配方设计

1. 熟悉几种常用高分子材料聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈－

丁二烯－苯乙烯共聚物、聚酰胺、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯的代号、结构、加工特性及应用。

2. 掌握增塑剂、稳定剂、交联剂、润滑剂、填充剂、发泡剂、阻燃剂、着色剂

和抗静电剂等的性能、作用及其对塑料、橡胶性能的影响。

增塑剂——降低塑料的软化温度和提高其加工性、柔软性或延展性，加入的低挥发性或挥发性可忽略的物质。

经过增塑的聚合物，软化点（或流动温度）、玻璃化温度、脆性、硬度、拉伸强度、弹性膜量等均下降，而断裂伸长率、耐寒性、柔顺性会提高。

例如增塑剂含量为25份以上的PVC制品称为软质PVC制品。

偶联剂——将性质差异很大的材料，通过化学或物理的作用偶联（结合）起来的物质。有时也用来处理玻璃纤维的表面使其与树脂形成良好的结合，故也称为表面处理剂。

3. 了解高分子制品设计的一般流程及配方设计实验方法。

第四章混合与塑化

1. 聚合物共混物常用的制备方法有几种？混合机理

机械共混法，液体共混法、共聚――共混法、互穿网络聚合物（IPS）制备技术

混合机理：动力学的机理（体积扩散和涡流扩散）；分子运动的机理（分子扩散）。

2. 混炼三要素

压缩、剪切和分配置换

3. 理解塑炼、混炼含义，分析影响橡胶塑炼的因素,了解塑炼设备及其特点

塑炼——使橡胶材料由强韧的弹性状态变为柔软的可塑状态，这种使弹性材料增加可塑性（流动性）的工艺过程称为塑炼。

混炼——将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。

影响塑炼的因素：机械力、氧,、温度、静电、化学塑解剂(硫酚)

塑炼机械：开炼机、密炼机和螺杆式塑炼机

4.熟悉混合与塑化设备

单螺杆挤出机，双螺杆挤出机行星螺杆挤出机，连续混炼机（如FCM 混炼机）

5.了解粉状与粒状塑料配制工艺流程（见讲义）

6．溶胶塑料分类及特点，如何制备溶胶塑料？

塑性溶胶：由固体树脂和其它固体配合剂悬浮在液体增塑剂里中的稳定体系，其液相全是增塑剂(含量较高)

有机溶胶：在塑性溶胶中加入有挥发性而对树脂无溶胀性的有机溶剂(稀释

剂)，也可都用稀释剂而无增塑剂。

塑性凝胶：加有胶凝剂（如有机膨润粘土和金属皂类）的塑性溶胶。

有机凝胶：加有胶凝剂的有机溶胶。

制备溶胶塑料的关键：将成团的粉状物料很好地分散在液态物料中，并将分散体中的气体含量减至最小。配制工艺通常由研磨、混合、脱泡和贮存等工序组成。

7.简述胶乳配制常用的三种方法。（书111）

①配合剂分别加入法

搅拌时按顺序加入各种配合剂，一般顺序为：

胶乳→稳定剂→硫化剂→促进剂→防老剂→活性剂→填充剂→着色剂→增稠剂→消泡剂等。

搅拌速度不宜过快，应保证均匀混合。配合剂加完后继续搅拌10～20min，使配合剂与胶乳充分混合均匀。

②配合剂一次加入法

将所需的配合剂按配方先混合均匀再加入胶乳中，再充分搅拌均匀。

③母胶配合法

取出一小部分胶乳，加入稳定剂后再加入各种配合剂的混合料，搅拌均匀制得母胶，再把母胶在搅拌下加入其余的胶乳中，搅拌均匀。

第五章热塑性塑料的主要成型加工技术

5.1 挤出成型

1. 挤出机的规格及结构（传动装置、加料装置、机（料）筒、螺杆、机头和口模）。

有关螺杆的几个重要概念。

直径长径比螺槽深度压缩比螺距螺旋角

分析螺杆各段作用：

送料段——由料斗加入的物料在此段向前输送，压实，螺槽容积一般不变，等深等距

压缩段——物料在此段继续被压实，并向熔融态转化，螺槽容积变小，排气计量段——使熔体进一步塑化均匀，并定量、定压地均匀挤出，螺槽溶剂不变

2. 挤出理论的理解的应用

a．固体输送理论（固体塞模型）――加热段

防止螺杆打滑？处理办法：降温，改变摩擦情况，

塑料与螺杆摩擦系数f s<塑料与料筒摩擦系数f b

最佳螺旋角？

如何提高固体输送速率？见讲义

B．熔化理论（熔体池和固体床共存理论模型）――熔化段

分析熔融过程：料斗物料经过固体输送段被压实成固体床。固体床在前进时同已加热的料筒表面接触逐渐升温并开始熔融，在料筒表面形成一层熔膜，当熔膜的厚度超过螺杆与料筒的间隙时，就会被旋转螺棱刮落，并将其强制积存螺纹推力面的前方，形成熔池。随着螺杆转动，来自加热器的热量和熔膜中的剪切热不断传至未熔融的固体床，使与熔膜相接触的固体物料熔