(完整版)高分子材料成型加工课后习题答案

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(完整版)高分子材料成型加工唐颂超第三版第2-10章课后习题答案解析(仅供参考)

(完整版)高分子材料成型加工唐颂超第三版第2-10章课后习题答案解析(仅供参考)
Chapter3 添加剂
1.高分子材料中加入添加剂的目的是什么?添加剂可分为哪些主要类型? ① 满足性能上的要求 ② 满足成型加工上的要求 ③ 满足经济上的要求 添加剂可分为稳定剂、增塑剂、润滑剂、交联剂、填充剂等
2. 什么是热稳定剂?热稳定剂可分为哪些主要类型?其中那些品种可用于食品和医药包装 材料 热稳定剂是一类能防止或减少聚合物在加工使用过程中受热而发生降解或交联,延长复合材 料使用寿命的添加剂。可分为铅盐类、金属皂类、有机锡类、有机锑类、有机辅助、复合 稳定剂和稀土类稳定剂。 食药包装:有机锡类、有机锑类、复合稳定剂和稀土类稳定剂。 3.什么是热稳定剂?哪一类聚合物在成型加工中须使用热稳定剂?对于加有较多增塑剂和 不加增塑剂的两种塑料配方,如何考虑热稳定剂的加入量?请阐明理由。 热稳定剂是指在加工塑料制品时为防止加工时的热降解或者防止制品在长期使用过程中老
滑移越困难,聚合物流动时非牛顿性越强。聚合物分子链刚性增加,分子间作用力愈大, 粘度对剪切速率的敏感性减小,但粘度对温度的敏感性增加,提高这类聚合物的加工温度 可有效改善其流动性。
聚合物分子中支链结构的存在对粘度也有很大的影响。具有短支链的聚合物的粘度低于 具有相同相对分子质量的直链聚合物的粘度;支链长度增加,粘度随之上升,支链长度增 加到一定值,粘度急剧增高。在相对分子质量相同的条件下,支链越多,越短,流动时的 空间位阻越小,粘度越低,越容易流动。较多的长支
晶态聚合物:(1)若聚合物的分子量较小,Tm>Tf,则聚合物达到熔点时已进入粘流态, 则熔融加工温度范围即为 Tm~Td(热分解温度);若聚合物的分子量较大,分子链相互作 用力较大,当晶区熔融时,分子链还需要吸收更多能量克服分子间作用力,才能产生运动, 因此聚合物的 Tm<Tf,则熔融加工温度范围为 Tf~Td。 非晶态聚合物:熔融加工温度范围为 Tf~Td。 比较结晶聚合物和非晶聚合物耐热性的好坏必须在两者化学结构相似的前提下。在两者化 学结构相似时,结晶聚合物由于晶区分子链排列较为规整,聚合物由固态变为熔融状态时, 需要先吸收热量使晶区变为非晶区,然后再进入粘流态,非晶态聚合物由于分子链刚性较 大,链柔顺性较差或者规整度较低,因此结晶聚合物比非晶态聚合物能够耐更高的温度, 作为材料使用时,其耐热性更好些。如结晶的等规聚苯乙烯的耐热性比非晶的无规聚苯乙 烯高 4. 为什么聚合物的结晶温度范围是 Tg~Tm? 答:T>Tm 分子热运动自由能大于内能,难以形成有序结构 T<Tg 大分子链段运动被冻结,不能发生分子重排和形成结晶结构 5. 什么是结晶度?结晶度的大小对聚合物性能有哪些影响 1)力学性能 结晶使塑料变脆(耐冲击强度下降),韧性较强,延展性较差。 2)光学性能 结晶使塑料不透明,因为晶区与非晶区的界面会发生光散射。减小球晶尺寸 到一定程式度,不仅提高了塑料的强度(减小了晶间缺陷)而且提高了透明度,(当球晶尺 寸小于光波长时不会产生散射)。 3)热性能 结晶性塑料在温度升高时不出现高弹态,温度升高至熔融温度 TM 时,呈现粘 流态。因此结晶性塑料的使用温度从 Tg (玻璃化温度)提高到 TM(熔融温度)。 4)耐溶剂性,渗透性等得到提高,因为结晶分排列更加紧密。 6.何谓聚合物的二次结晶和后结晶? 二次结晶:指一次结晶后,在残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步 完善的过程,此过程很缓慢,可能几年甚至几十年。 后结晶:指一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程,不形成新的结晶区域, 而在球晶界面上使晶体进一步张大,是初结晶的继续。 7. 聚合物在成型过程中为什么会发生取向?成型时的取向产生的原因及形式有哪几种?取 向对高分子材料制品的性能有何影响?

高分子材料成型加工(考试重点及部分习题答案)

高分子材料成型加工(考试重点及部分习题答案)

高分子材料成型加工考试重点内容及部分习题答案第二章高分子材料学1、热固性塑料: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。

受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。

在溶剂中不溶。

化学结构是由线型分子变为体型结构。

举例:PF、UF、MF2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。

再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。

在溶剂中可溶。

化学结构是线型高分子。

举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC聚氯乙烯。

3、通用塑料:是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。

4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。

举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。

透明度不好,强度较大。

6、骤冷(淬火):Tc<Tg,大分子来不及重排,结晶少,易产生应力。

结晶度小,透明度好,韧性好。

定义:是指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物,在该温度下保持一段时间后,快速冷却使其来不及结晶,以改善制品的冲击性能。

7、中速冷:Tc>=Tg,有利晶核生成和晶体长大,性能好。

透明度一般,结晶度一般,强度一般。

8、二次结晶:是指一次结晶后,在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程。

9、后结晶:是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。

第三章添加剂1、添加剂的分类包括工艺性添加剂(如润滑剂)和功能性添加剂(除润滑剂之外的都是,如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂)2、稳定剂:防止或延缓高分子材料的老化,使其保持原有使用性能的添加剂。

针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素,可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂(防老剂)、光稳定剂。

热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。

高分子材料成型加工课后答案

高分子材料成型加工课后答案

高分子材料成型加工课后答案高分子成型加工总复习(本文档版权归高材1201所有)1、0.1 高分子材料的定义和分类高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。

通常所说的高分子材料是从应用的角度对高分子进行归类,分为塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂、功能高分子、聚合物基复合材料等。

2、交联能影响高分子材料的哪些性能?哪些材料或产品是经过交联的?力学性能、耐热性能、化学稳定性能、使用性能。

PF可用于电器产品;EP可用于高强度的增强塑料、优良的电绝缘材料、具有优秀黏结强度的黏结剂;UP可用于性能优良的玻璃纤维增强塑料;还有UF MF PE PVC PU等。

3、1.6 聚合物成型过程中为什么会发生取向?成型时的取向产生的原因及形式有哪几种?取向对高分子材料制品的性能有何影响?在成型加工时,受到剪切和拉伸力的影响,高分子化合物的分子链会发生取向。

原因:①由于在管道或型腔中沿垂直于流动方向上的各不同部位的流动速度不相同,由于存在速度差,卷曲的分子力受到剪切力的作用,将沿流动方向舒展伸直和取向。

②高分子化合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用沿受力方向排列。

主要包括单轴拉伸取向和双轴拉伸取向。

形式:非晶态高分子取向包括链段的取向和大分子链的取向;结晶性高分子的拉伸取向包括晶区的取向和非晶区的取向高分子材料经取向后,拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性增加4、2.1 高分子材料中添加剂的目的是什么?添加剂是实现高分子材料成型加工工艺过程并最大限度的发挥高分子材料制品的性能或赋予其某些特殊功能性必不可少的辅助成分。

5、2.3 试述增塑剂的作用机理?增塑剂的作用机理是增塑剂分子插入到聚合物分子链间,削弱了聚合物分子间的应力。

结果增加聚合物分子链的稳定性,降低了聚合物的结晶度,削弱了分子间的极性,从而使聚合物的塑性增加。

6、3.3 高分子材料配方设计的一般原则和依据是什么?规则:①制品的性能要求②成型加工性能的要求③选用的原材料来源容易,产地较近,质量稳定可靠,价格合理④配方成本应在满足上述三条的前提下,尽量选用质量稳定可靠、价格低的原材料;必要时采取不同品种和价格的原材料复配;适当加入填充剂,降低成本。

《高分子材料成型加工基础》基础理论部分习题及答案

《高分子材料成型加工基础》基础理论部分习题及答案

《高分子材料成型加工基础》基础理论部分习题及答案《高分子材料成型加工基础》基础理论部分习题及答案2010-08-08 10:04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。

高分子材料成型加工(考试重点及部分习题答案)

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高分子材料成型加工考试重点内容及部分习题答案第二章高分子材料学1、热固性塑料: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。

受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。

在溶剂中不溶。

化学结构是由线型分子变为体型结构。

举例:PF、UF、MF2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。

再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。

在溶剂中可溶。

化学结构是线型高分子。

举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC聚氯乙烯。

3、通用塑料:是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。

4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。

举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。

透明度不好,强度较大。

6、骤冷(淬火):Tc<Tg,大分子来不及重排,结晶少,易产生应力。

结晶度小,透明度好,韧性好。

定义:是指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物,在该温度下保持一段时间后,快速冷却使其来不及结晶,以改善制品的冲击性能。

7、中速冷:Tc>=Tg,有利晶核生成和晶体长大,性能好。

透明度一般,结晶度一般,强度一般。

8、二次结晶:是指一次结晶后,在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程。

9、后结晶:是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。

第三章添加剂1、添加剂的分类包括工艺性添加剂(如润滑剂)和功能性添加剂(除润滑剂之外的都是,如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂)2、稳定剂:防止或延缓高分子材料的老化,使其保持原有使用性能的添加剂。

针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素,可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂(防老剂)、光稳定剂。

热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。

高分子材料成型加工唐颂超第三版第210章课后习题答案

高分子材料成型加工唐颂超第三版第210章课后习题答案

高分子材料成型加工Chapter2-10课后习题答案(仅供参考)Chapter2高分子材料学1.分别区分“通用塑料”和“工程塑料”、“热塑性塑料”和“热固性塑料”,并请各举2、3 例。

答:通用塑料:一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。

通用塑料有PE、PP、PVC、PS 等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℃,刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等可代替金属用作结构件的塑料。

工程塑料有PA、PET、PBT、POM等。

热塑性塑料:加热时变软以至流动,冷却变硬。

这种过程是可逆的、可以反复进行。

如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚好和氯化聚醚等都是热塑性塑料。

热固性塑料:第一次加热时可以软化流动,加热到一定温度,产生化学反应一交链固化而变硬,这种变化是不可逆的。

此后,再次加热时,已不能再变软流动了。

正是借助这种特性进行成型加工,利用第一次加热时的塑化流动在压力下充满型腔,进而固化成为确定形状和尺寸的制品。

这种材料称为热固性塑料。

酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、不饱和聚酯、有机硅等塑料都是热固性塑料。

2. 什么是聚合物的结晶和取向?它们有何不同?研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际意义?聚合物的结晶:高聚物发生的分子链在三维空间形成局部区域的、高度有序的排列的过程。

聚合物的取向:高聚物的分子链沿某特定方向作优势的平行排列的过程。

包括分子链、链段和结晶高聚物的晶片、晶带沿特定方向择优排列。

不同之处:(1)高分子的结晶属于高分子的一个物理特性,不是所有的高聚物都会结晶,而所有的高聚物都可以在合适的条件下发生取向。

(2)结晶是某些局部区域内分子链在三维空间的规整排列,而取向一般是在一定程度上的一维或二维有序,是在外力作用下整个分子链沿特定方向发生较为规整排列。

(3)结晶是在分子链内部和分子链之间的相互作用下发生的,外部作用也可以对结晶产生一定的影响;取向一般是在外力作用和环境中发生的,没有外力的作用,取向一般不会内部产生。

高分子材料课后习题答案

高分子材料课后习题答案

高分子材料课后习题答案【篇一:高分子材料成型加工课后习题答案】通过何种物料运动和混合操作来实现?答:?非分散混合在混合中仅增加离子在混合物中空间分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程称为非分散混合或简单混合。

这种混合的运动基本形式是通过对流来实现的,可以通过包括塞形流动和不需要物料连续变形的简单体积排列和置换来达到。

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。

分散混合主要是靠剪切应力和拉伸应力作用实现的。

分散混合的目的是把少数组分的固体颗粒和液相滴分散开来,成为最终粒子或允许的更小颗粒或滴,并均匀地分散到多组分中,这就涉及少组分在变形粘性流体中的破裂为题,这是靠强迫混合物通过窄间隙而形成的高剪切区来完成的。

2、在热固性塑料模压成型中,提高压力应相应地降低还是升高模压压力才对模压成型工艺有利?为什么?答:在一定温度范围内,模温升高,物料流动性提高,模压压力可降低,但模温提高也会使塑料的交联反应速率加速,从而导致熔融物料的粘度迅速增高,反而需要更高的模压压力。

3、热固性塑料模压成型中物料的预热温度对模压压力有何影响?为什么?答:对塑料进行预热可以提高流动性,降低模压压力,但如果预热温度过高或预热时间过长会使塑料在预热过程中有部分固化,会抵消预热增大流动性效果,模压是需更高的压力来保证物料充满型腔。

1、什么是聚合物的结晶取向?它们有何不同?研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际影响?答:结晶是聚合物分子在三维空间呈周期性重复排列的过程,而取向是取向单元在外力作用下择优排列的过程,取向单元可以是:基团、链段、分子链、晶粒、晶片或变形的球晶等。

结晶是材料自身的性质,只发生在分子、原子、离子这些基础的单元上,取向的产生是外力作用的结果,取向单元也更多样。

结晶可以影响材料的拉伸强度、弹性模量、冲击强度、耐热性、耐候性、吸水性、透明性、透气性、成型收缩性等物性。

高分子材料成型加工习题参考答案

高分子材料成型加工习题参考答案

高分子材料成型加工习题参考答案(1~5章)绪论1、高分子材料可应用于哪些方面? 有哪些特点, 答:高分子材料可应用于如下各个方面:结构材料:机械零部件、机电壳体、轴承……电器材料:电缆、绝缘版、电器零件、家用电器、通讯器材…… 建筑材料:贴面板、地贴、塑料门窗、上下水管…… 包装材料:各种瓶罐、桶、塑料袋、薄膜、绳、带、泡沫塑料…… 日用制品:家具、餐具、玩具、文具、办公用品、体育用品及器材……交通运输:道路交通设施、车辆、船舶部件……医疗器械:医疗器具、药品包装、医药附件、人造器官…… 航天航空:飞机、火箭、飞船、卫星零部件……军用器械:武器装备、军事淹体、防护器材…… 交通运输:道路交通设施、车辆、船舶部件……医疗器械:医疗器具、药品包装、医药附件、人造器官…… 航天航空:飞机、火箭、飞船、卫星零部件……军用器械:武器装备、军事淹体、防护器材…… 化纤类:布、线、服装、……高分子材料具有如下特点:优点: a.原料价格低廉; b.加工成本低; c.重量轻; d.耐腐蚀;e.造型容易;f.保温性能优良;g.电绝缘性好。

缺点: a.精度差; b.耐热性差; c.易燃烧; d.强度差; e.耐溶剂性差; f.易老化2、塑料制品生产的完整工序有哪五步组成,答:成型加工完整工序共五个1.成型前准备:原料准备:筛选,干燥,配制,混合 ?2.成型:赋预聚合物一定型样 ?3.机械加工:车,削,刨,铣等。

?4.修饰:美化制品。

?5.装配: 粘合,焊接,机械连接等。

?说明:a 并不是所有制品的加工都要完整地完成此5个工序b 五个次序不能颠倒3、学习本课程的重点是什么,答:本课程的重点是:高分子材料方面:应掌握高分子材料定义,高分子材料工程特征,高分子材料及其制品的制备方法,高分子材料的组成,添加剂的作用、机理、品种及其选择,高分子材料配方设计原则,配方分析,影响高分子材料性能的化学因素和物理因素。

成型加工方面:应掌握高分子材料制品各种成型方法,成型加工过程,成型工艺特点,成型工艺的适应性,成型工艺流程,成型设备结构及作用原理,成型工艺条件及其控制,成型工艺在橡胶、塑料、纤维加工中的共性和特殊性。

(完整版)高分子材料成型加工课后习题答案

(完整版)高分子材料成型加工课后习题答案

1、什么是“非分散混合”,什么是“分散混合”,两者各主要通过何种物料运动和混合操作来实现?答:①非分散混合在混合中仅增加离子在混合物中空间分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程称为非分散混合或简单混合。

这种混合的运动基本形式是通过对流来实现的,可以通过包括塞形流动和不需要物料连续变形的简单体积排列和置换来达到。

②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。

分散混合主要是靠剪切应力和拉伸应力作用实现的。

分散混合的目的是把少数组分的固体颗粒和液相滴分散开来,成为最终粒子或允许的更小颗粒或滴,并均匀地分散到多组分中,这就涉及少组分在变形粘性流体中的破裂为题,这是靠强迫混合物通过窄间隙而形成的高剪切区来完成的。

2、在热固性塑料模压成型中,提高压力应相应地降低还是升高模压压力才对模压成型工艺有利?为什么?答:在一定温度范围内,模温升高,物料流动性提高,模压压力可降低,但模温提高也会使塑料的交联反应速率加速,从而导致熔融物料的粘度迅速增高,反而需要更高的模压压力。

3、热固性塑料模压成型中物料的预热温度对模压压力有何影响?为什么?答:对塑料进行预热可以提高流动性,降低模压压力,但如果预热温度过高或预热时间过长会使塑料在预热过程中有部分固化,会抵消预热增大流动性效果,模压是需更高的压力来保证物料充满型腔。

1、什么是聚合物的结晶取向?它们有何不同?研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际影响?答:结晶是聚合物分子在三维空间呈周期性重复排列的过程,而取向是取向单元在外力作用下择优排列的过程,取向单元可以是:基团、链段、分子链、晶粒、晶片或变形的球晶等。

结晶是材料自身的性质,只发生在分子、原子、离子这些基础的单元上,取向的产生是外力作用的结果,取向单元也更多样。

结晶可以影响材料的拉伸强度、弹性模量、冲击强度、耐热性、耐候性、吸水性、透明性、透气性、成型收缩性等物性。

取向后的聚合物,在取向方向和垂直于取向方向上性能差异特别显著。

《高分子材料成型加工》课后部分习题参考答案

《高分子材料成型加工》课后部分习题参考答案

2.分别区分“通用塑料”与“工程塑料”,“热塑性塑料”与“热固性塑料”,“简单组分高分子材料”与“复杂组分高分子材料”,并请各举2~3例。

答:通用塑料:一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。

通用塑料有:PE,PP,PVC,PS等;工程塑料:就是指拉伸强度大于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、耐腐蚀等,可代替金属用作结构件的塑料。

工程塑料有:PA,PET,PBT,POM等;工程塑料就是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料,就是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。

日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料,耐热性在100℃以上,主要运用在工业上”。

热塑性塑料:加热时变软以至流动,冷却变硬,这种过程就是可逆的,可以反复进行。

聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚,氯化聚醚等都就是热塑性塑料。

(热塑性塑料中树脂分子链都就是线型或带支链的结构,分子链之间无化学键产生,加热时软化流动、冷却变硬的过程就是物理变化;) 热固性塑料:第一次加热时可以软化流动,加热到一定温度,产生化学反应一交链固化而变硬,这种变化就是不可逆的,此后,再次加热时,已不能再变软流动了。

正就是借助这种特性进行成型加工,利用第一次加热时的塑化流动,在压力下充满型腔,进而固化成为确定形状与尺寸的制品。

这种材料称为热固性塑料。

(热固性塑料的树脂固化前就是线型或带支链的,固化后分子链之间形成化学键,成为三维的网状结构,不仅不能再熔触,在溶剂中也不能溶解。

)酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、不饱与聚酯、有机硅等塑料,都就是热固性塑料。

简单组分高分子材料:主要由高聚物组成(含量很高,可达95%以上),加入少量(或不加入)抗氧剂、润滑剂、着色剂等添加剂。

如:PE、PP、PTFE。

复杂组分高分子材料:复杂组分塑料则就是由合成树脂与多种起不同作用的配合剂组成,如填充剂、增塑剂、稳定剂等组成。

高分子材料成型加工课后答案

高分子材料成型加工课后答案

熔体破裂:聚合物熔体在导管中流动时,如剪切速率大于某一极限值,往住产生不稳定流动,挤出物表面出现凹凸不平或外形发生竹节状、螺旋状等畸变.以至支离、断裂,统称为熔体破裂塑化:通过热能和(或)机械能使热塑性塑胶软化并赋予可塑性的过程假塑性流体:假塑性流体是指无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体固化:固化是指物质从低分子转变为高分子的过程。

增塑剂:指用以是高分子材料制品塑性增加,改进其柔韧性、延展性和加工性的物质1、高分子材料的定义和分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)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。

分类:橡胶、塑料、化学纤维、涂料、粘合剂2 交联能影响高分子材料的哪些性能哪些材料或产品是经过交联的力学性能、耐热性能、化学稳定性能、使用性能。

PF可用于电器产品 EP可用于高强度的增强塑料、优良的电绝缘材料、具有优秀黏结强度的黏结剂 UP可用于性能优良的玻璃纤维增强塑料 UF MF PE PVC PU 3、聚合物在成型过程中为什么会发生取向成型时的取向产生的原因及形式有哪几种取向对高分子材料制品的性能有何影响在成型加工时,受到剪切和拉伸力的影响,高分子化合物的分子链会发生取向。

原因:①由于在管道或型腔中沿垂直于流动方向上的各不同部位的流动速度不相同,由于存在速度差,卷曲的分子力受到剪切力的作用,将沿流动方向舒展伸直和取向。

②高分子化合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用沿受力方向排列。

主要包括单轴拉伸取向和双轴拉伸取向。

形式:非晶态高分子取向包括链段的取向和大分子链的取向;结晶性高分子的拉伸取向包括晶区的取向和非晶区的取向高分子材料经取向后,拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性增加4、高分子材料添加助剂的目的:添加剂是实现高分子材料成型加工工艺过程并最大限度的发挥高分子材料制品的性能或赋予其某些特殊功能性必不可少的辅助成分。

高分子成型与加工作业参考答案

高分子成型与加工作业参考答案

Chapter 11.什么是聚合物的结晶和取向?它们有何不同?研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际意义?聚合物的结晶:高聚物发生的分子链在三维空间形成局部区域的、高度有序的排列的过程。

聚合物的取向:高聚物的分子链沿某特定方向作优势的平行排列的过程。

包括分子链、链段和结晶高聚物的晶片、晶带沿特定方向择优排列。

不同之处:(1)高分子的结晶属于高分子的一个物理特性,不是所有的高聚物都会结晶,而所有的高聚物都可以在合适的条件下发生取向。

(2)结晶是某些局部区域内分子链在三维空间的规整排列,而取向一般是在一定程度上的一维或二维有序,是在外力作用下整个分子链沿特定方向发生较为规整排列。

(3)结晶是在分子链内部和分子链之间的相互作用下发生的,外部作用也可以对结晶产生一定的影响;取向一般是在外力作用和环境中发生的,没有外力的作用,取向一般不会内部产生。

(4)结晶主要发生在Tg~Tm范围内,而取向可以发生在Tg或Tm以上的任何温度(热拉伸或流动取向),也可以在室温下进行冷拉伸获得。

(5)结晶单元为高分子链和链段,而取向单元还可以是微晶(晶粒)。

●结晶是结晶性高聚物加工成型过程中必然经历的过程,结晶直接影响到聚合物的成型加工和制品的性能。

结晶温度越低,聚合物加工熔点越低且熔限越宽,结晶温度越高,熔点较高且熔限越窄。

化学结构相似而结晶度较大的聚合物成型加工温度较高。

结晶过程中结晶速度的快慢直接决定了制品的成型加工周期,结晶越快,冷却时间越短,而结晶越慢,加工成型周期变长。

聚合物结晶颗粒的尺寸对制品的透明性、表观形态和机械性能也有非常大的影响。

因此结晶在聚合物的成型加工过程中占有举足轻重的低位。

●取向是聚合物在加工过程中或者加工后处理阶段形成的,结晶聚合物和非晶聚合物均可以产生取向。

非晶态高聚物的取向,包括链段的取向和大分子链的取向,而结晶态高分子的取向包括晶区的取向和非晶区的取向,晶区的取向发展很快,非晶区取向较慢。

高分子成型加工习题及答案

高分子成型加工习题及答案

⾼分⼦成型加⼯习题及答案第⼀次练习1、渗析和喷霜分别是如何定义的,简述它们发⽣的条件。

渗析:(1)指塑料中某助剂向相接触的其它材料中迁移的现象渗析发⽣的条件:当⼀种添加剂在被掺合的聚合物⾥以及在邻近材料内部具有⼀定溶解度的时候,便会迁移到邻近材料⾥去,就会添加剂的渗出。

渗出能使邻近材料着⾊或受到污染。

渗出速度将取决于聚合物中孔的⼤⼩,扩散分⼦的⼤⼩以及这些分⼦在原始聚合物中的浓度。

在温度⾼于Tg(对结晶的聚合物为熔点Tm)时,添加剂的渗出远⽐在低于这个温度时多。

为了减少渗析,⽤具有相同结构的⼤分⼦添加剂来代替容易渗出的⼩分⼦添加剂是很实⽤的办法。

(2)喷霜:塑料中助剂向制品表⾯迁移的现象。

⼀般主要是指增塑剂和润滑剂。

当该类助剂在加⼯温度下在树脂中完全溶解,但在室温下仅部分溶解时,所成型的制品在室温下存放或使⽤时就会发⽣喷霜现象。

喷霜发⽣的条件:如果添加剂在加⼯温度下只是部分的溶解,则剩余的物质可以形成⼀个核⼼,围绕这个核⼼,析出的添加剂分⼦便会聚集在⼀起,只使很少的添加剂在表⾯上喷霜。

如果添加剂在加⼯温度下是完全不溶或者在室温下完全可溶,则喷霜不会发⽣。

2、试述增塑剂的增塑机理。

增塑机理:间隔作⽤、极性理论和氢键理论。

增塑剂的主要功能是通过在聚合物分⼦间起间隔作⽤,使不同分⼦链间的距离增⼤,从⽽使分⼦链旋转需要的能量降低,在低于分解温度时聚合物变得可以流动。

增塑剂极性理论认为,增塑剂不是简单的起间隔作⽤,⽽是与聚合物分⼦形成键。

氢键理论认为,增塑剂和聚合物间通过氢键连接起来。

第⼆次练习1、试分析下列配⽅,指出各成分在配⽅中的作⽤,判断制品基本性能,并说出相应的理由。

PVC树脂100,邻苯⼆甲酸⼆⾟酯10,邻苯⼆甲酸⼆丁酯8,环氧脂肪酸⾟酯3,液体钡-镉2, 硬脂酸钡0.5,硬脂酸镉0.3,硬脂酸0.3,⼆氧化钛 3答:PVC树脂为基体树脂,邻苯⼆甲酸⼆⾟酯和邻苯⼆甲酸⼆丁酯为增塑剂,环氧脂肪酸⾟酯兼有热稳定剂和增塑剂双重作⽤,液体钡-镉、硬脂酸钡和硬脂酸镉为热稳定剂,硬脂酸为润滑剂,⼆氧化钛为颜料。

高分子课后习题答案

高分子课后习题答案
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〉,如在挤岀机螺槽中的聚合物流动以及线缆包覆物生产口模中。
2.
么?
答:牛顿流体在圆管中流动特征:
剪切应力:管壁处剪切应力最大,中心处为零;剪切应力在液体中的分布与半径 成正比,并呈直线关系。
2
答:(1)根据聚合物粘度的温敬特性,当聚合物处于粘流温度以上不宽的温
ln — lnW册Anded。公式:选择尽可能打
当温度包括从玻璃化温度到熔
点这样打的温度范围时,用W丄.F方程:
logm=log77°3wo应於1细2涵1下载支持.
C?2+(T_Tg)
计算温度T时的年度选择加工条件。
(2)根据切敬特性,加工过程中,通过调整敏感参数来实现对粘度的有效控制。 对于粘度对剪切速率敏感的一类聚合物,通过调整熔体剪切速率(或剪切力)来 改变熔体粘度。
(3)在Tg-Tf温度范围对成型制品进行热处理,可以缩短大分子形变的松弛时 间,加速结晶聚合物的结晶速度,使制品的形状能加快的稳定下来。
2
答:同:都是不可逆变形。
异:(1)温度区间不同,塑性形变温度区间为Tg-Tf;粘性形变温度区间为Tf以上。
(2)作用力和时间不同,塑性形变需较大外力和较长时间;粘性形变要 很小的外力和瞬时。
3
答:影响聚合物流变形为的主要因素有应力、应变速率、温度、压力和分子参数 和结构、相对分子质量及其分布、添加剂……等。
温度对粘度的Βιβλιοθήκη 响一般来讲,Tt,链段活动能力T,自由体积T,分子间相互作用I ,聚合物 熔体mJ,流动性增大。

(完整版)高分子材料成型加工(含答案)

(完整版)高分子材料成型加工(含答案)

1.高分子材料成型加工:通常是使固体状态(粉状或粒状)、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形,经过模具形成所摇的形状并保持其已经取得的形状,最终得到制品的工艺过程。

2.热塑性塑料:是指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料(如:ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等),它可以再回收利用。

具有可塑性可逆热固性塑料:是指受热或其他条件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料(如:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚胺酯、发泡聚苯乙烯、不饱和聚酯树脂等)具有可塑性,是不可逆的、不能再回收利用。

3. 通用塑料:一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料工程塑料: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°C 的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等的、可代替金属用作结构件的塑料.4.可挤压性:材料受挤压作用形变时,获取和保持形状的能力。

可模塑性:材料在温度和压力作用下,产生形变和在模具中模制成型的能力。

可延展性:材科在一个或两个万向上受到压延或拉伸的形变能力。

可纺性:材料通过成型而形成连续固态纤维的能力。

5.塑化效率:高分子化合物达到某一柔软程度时增塑剂的用量定义为增塑剂的塑化效率。

定义DOP的效率值为标准1,小于1的则较有效,大于1的较差.6.稳定流动:凡在输送通道中流动时,流体在任何部位的流动状况及一切影响流体流动的因素不随时间而变化,此种流动称为稳定流动。

不稳定流动:凡流体在输送通道中流动时,其流动状况及影响流动的各种因素都随时间而变化,此种流动称之不稳定流动。

7. 等温流动是指流体各处的温度保持不变情况下的流动。

(在等温流动情况下,流体与外界可以进行热量传递,但传入和输出的热量应保持相等)不等温流动:在塑料成型的实际条件下,由于成型工艺要求将流道各区域控制在不同的温度下:而且由于粘性流动过程中有生热和热效应,这些都使其在流道径向和轴向存在一定的温度差,因此聚合物流体的流动一般均呈现非等温状态。

《高分子材料成型加工》课后习题参考答案

《高分子材料成型加工》课后习题参考答案

绪论习题与思考题 (1)第一章习题与思考题 (3)第四章习题与思考题 (5)第五章习题与思考题 (6)第六章习题与思考题 (9)第七章习题与思考题 (15)第八章习题与思考题 (17)第九章习题与思考题 (20)第十章习题与思考题 (22)绪论习题与思考题2.分别区分“通用塑料”和“工程塑料”,“热塑性塑料”和“热固性塑料”,“简单组分高分子材料”和“复杂组分高分子材料”,并请各举2~3例。

答:通用塑料:一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。

通用塑料有:PE,PP,PVC,PS等;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、耐腐蚀等,可代替金属用作结构件的塑料。

工程塑料有:PA,PET,PBT,POM等;工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料,是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。

日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料,耐热性在100℃以上,主要运用在工业上”。

热塑性塑料:加热时变软以至流动,冷却变硬,这种过程是可逆的,可以反复进行。

聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚,氯化聚醚等都是热塑性塑料。

(热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构,分子链之间无化学键产生,加热时软化流动、冷却变硬的过程是物理变化;)热固性塑料:第一次加热时可以软化流动,加热到一定温度,产生化学反应一交链固化而变硬,这种变化是不可逆的,此后,再次加热时,已不能再变软流动了。

正是借助这种特性进行成型加工,利用第一次加热时的塑化流动,在压力下充满型腔,进而固化成为确定形状和尺寸的制品。

这种材料称为热固性塑料。

(热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的,固化后分子链之间形成化学键,成为三维的网状结构,不仅不能再熔触,在溶剂中也不能溶解。

)酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、不饱和聚酯、有机硅等塑料,都是热固性塑料。

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1、什么是“非分散混合”,什么是“分散混合”,两者各主要通过何种物料运动和混合操作来实现?
答:①非分散混合在混合中仅增加离子在混合物中空间分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程称为非分散混合或简单混合。

这种混合的运动基本形式是通过对流来实现的,可以通过包括塞形流动和不需要物料连续变形的简单体积排列和置换来达到。

②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。

分散混合主要是靠剪切应力和拉伸应力作用实现的。

分散混合的目的是把少数组分的固体颗粒和液相滴分散开来,成为最终粒子或允许的更小颗粒或滴,并均匀地分散到多组分中,这就涉及少组分在变形粘性流体中的破裂为题,这是靠强迫混合物通过窄间隙而形成的高剪切区来完成的。

2、在热固性塑料模压成型中,提高压力应相应地降低还是升高模压压力才对模压成型工艺有利?为什么?
答:在一定温度范围内,模温升高,物料流动性提高,模压压力可降低,但模温提高也会使塑料的交联反应速率加速,从而导致熔融物料的粘度迅速增高,反而需要更高的模压压力。

3、热固性塑料模压成型中物料的预热温度对模压压力有何影响?为什么?
答:对塑料进行预热可以提高流动性,降低模压压力,但如果预热温度过高或预热时间过长会使塑料在预热过程中有部分固化,会抵消预热增大流动性效果,模压是需更高的压力来保证物料充满型腔。

1、什么是聚合物的结晶取向?它们有何不同?研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际影响?
答:结晶是聚合物分子在三维空间呈周期性重复排列的过程,而取向是取向单元在外力作用下择优排列的过程,取向单元可以是:基团、链段、分子链、晶粒、晶片或变形的球晶等。

结晶是材料自身的性质,只发生在分子、原子、离子这些基础的单元上,取向的产生是外力作用的结果,取向单元也更多样。

结晶可以影响材料的拉伸强度、弹性模量、冲击强度、耐热性、耐候性、吸水性、透明性、透气性、成型收缩性等物性。

取向后的聚合物,在取向方向和垂直于取向方向上性能差异特别显著。

例如,在力学性能方面,取向方向上聚合物的拉伸强度和挠曲强度显著提高。

利用这些性质对材料性能的影响可以有效指导和帮助人们对材料进行何种的加工。

2、为什么聚合物的结晶温度范围是Tg—Tm?
答:T>Tm 分子热运动自由能大于内能,难以形成有序结构T<Tg 大分子链段运动被冻结,不能发生分子重排和形成结晶结构。

3、聚合物在成型过程中为什么会发生取向?成型时的取向产生的原因及形式有哪几种?取向对高分子材料制品的性能有何影响?
答:聚合物发生取向是因为受到外力作用取向单元发生择优排列。

按取向方式可把取向聚合物分为两类:①单轴取向,取向单元在一维方向上择优排列;②双轴取向,取向单元在二维平面上择优排列。

取向后的聚合物,在取向方向和垂直于取向方向上性能差异特别显著。

例如,
在力学性能方面,取向方向上聚合物的拉伸强度和挠曲强度显著提高。

取向后,高聚物将出现双折现象,改变其光学性能。

4、分析并讨论影响热塑性塑料成型加工中熔体粘度的因素?
答:影响热塑性塑料成型加工熔体粘度的因素可分为内因和外因。

内因:(1)聚合物主链结构的影响:聚合物分子链柔性越大,缠结点越多,链的解缠和滑移越困难,聚合物流动时非牛顿性越强。

聚合物分子链刚性增加,分子间作用力愈大,粘度对剪切速率的敏感性减小,但粘度对温度的敏感性增加,提高这类聚合物的加工温度可有效改善其流动性。

聚合物分子中支链结构的存在对粘度也有很大的影响。

具有短支链的聚合物的粘度低于具有相同相对分子质量的直链聚合物的粘度;支链长度增加,粘度随之上升,支链长度增加到一定值,粘度急剧增高。

在相对分子质量相同的条件下,支链越多,越短,流动时的空间位阻越小,粘度越低,越容易流动。

较多的长支链可增加与临近分子的缠结几率,使流体流动阻力增加,粘度增大;长支链越多,粘度升高愈多,流动性愈差。

(2)相对分子质量的影响:聚合物相对分子质量增大,不同链段偶然位移相互抵消的机会增多,因此分子链重心转移减慢,要完成流动过程就需要更长的时间和更多的能量,所以聚合物的粘度随相对分子质量的增大而增加。

(3)相对分子质量分布的影响:相对分子质量分布宽的聚合物,对剪切敏感,即使在较低剪切速率或剪切应力下流动时,也比相对分子质量分布窄的聚合物更具有假塑性。

外因:(1)温度的影响:粘流温度以上,高聚物的粘度与温度的关系符合如下关系:
Ln η= ln A + ΔEη/ RT 分子链刚性越大,或分子间作用力越大,则高聚物的粘度对温度有较大的敏感性,可采用升高温度的方法降低成型加工粘度。

而柔性分子链的高聚物的粘度对温度敏感性较差。

(2)剪切速率的影响:在低和高剪切速率区,高聚物熔体的剪切粘度不随剪切速率而改变,而在中间剪切速率区,粘度随着剪切速率增加而降低。

柔性分子链的表观粘度随着剪切速率的增加明显下降,而刚性分子链粘度下降不多。

因此可采用提高转速的方法增加剪切速率,从而降低熔体粘度。

(3)(3)压力的影响:压力增加,自由体积减小,分子间的相互作用增大,熔体粘度升高。

(4)添加剂的影响:增塑剂、润滑剂、稳定剂等小分子改性剂的加入,使聚合物共混物的粘度有所下降;而大量无机填料的添加会增加熔体的粘度。

5、什么是牛顿型流体和非牛顿型流体?使用流变方程和流动曲线说明非牛顿型流体的类型?
答:粘度不随剪切应力和切变速率的大小而改变,始终保持常数的流体,通常称为牛顿流体。

反之为非牛顿流体。

6、聚合物熔体在剪切流动过程中有哪些弹性表现形式?在成型过程中可采取哪些措施来减少弹性表现制品质量的不良影响?
答:聚合物熔体在加工中的弹性行为主要有入口效应、离模膨胀和熔体破裂。

考虑和计入入口效应的压力损失,常用贝里格方法进行修正。

对于离模膨胀,可以延长熔体在模孔中停留的时间或增大模孔的长径比L/R。

熔体破裂,可由加长模孔长度的方法缓解,通过减少模孔入口角和提高温度可以提高熔体出现不稳定流动的临界切变速率,避免不稳定流动现象。

7、聚合物流体的离模膨胀产生的原因是什么?分析影响因素?在生产工艺和机械设计上采取哪些措施以确保挤出物尺寸的稳定性?
答:产生离模膨胀的原因有取向效应、弹性变形效应、正应力效应。

造成挤出物胀大至少有两种因素:①当熔体进入模孔时,由于模口处流线收缩,使熔体在流动方向受到拉伸作用,产生拉伸弹性形变。

②熔体在模孔内流动时,由于切应力和法向应力的作用而产生弹性形变,出模孔后也要回复。

对于离模膨胀,可以延长熔体在模孔中停留的时间或增大模孔的长径比L/R来确保挤出物尺寸的稳定性。

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