第五章___高分子材料成型
高分子加工工程复习题(含部分答案)
《高分子加工工程》主要习题第一章绪论1. 何谓成型加工高分子材料成型加工的基本任务是什么将聚合物（有时加入各种添加剂、助剂或改性材料）转变为制品或实用材料的一种工程技术。
1.研究各种成型加工方法和技术；2.研究产品质量与各种因素之间的关系；3.研究提高产量和降低消耗的途径。
2. 简述聚合物成型加工时的关键步骤。
A.如何使聚合物产生流动与变形方法: a.加热熔体； b.加溶剂溶液； c.加增塑剂或其它悬浮液。
B.如何硬化定型方法：热固性：交联反应固化定型。
热塑性：a.熔体冷却b.溶液加热挥发成溶剂c.悬浮体先加热使颗粒熔合，再冷却硬化定型3. 简述聚合物转变时所发生的主要变化。
a.形状：满足使用要求而进行，通过流动与变形而实现。
b.结构：组成：非纯聚合物组成方式：层压材料，增强材料，复合材料宏观结构：如多孔泡沫，蜂窝状，复合结构微观结构：结晶度，结晶形态，分子取向等c.性质：有意识进行：生橡胶的两辊塑炼降解，硫化反应，热固性树脂的交联固化方法条件不当而进行：温度过高、时间过长而引起的降解4. 聚合物成型加工方法是如何分类的简要分为那几类1.根据形变原理分6类：a.熔体加工：b.类橡胶状聚合物的加工：c.聚合物溶液加工：d.低分子聚合物和预聚体的加工：e. 聚合物悬浮体加工：f.机械加工：2.根据加工过程中有无物理或化学变化分为三类：a.主要发生物理变化：b.主要发生化学变化：c.既有物理变化又有化学变化：5. 简述成型加工的基本工序1.预处理：准备工作：原料筛选，干燥，配制，混合2.成型：赋予聚合物一定型样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。
6. 简述塑料的优缺点。
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。
《高分子材料成型加工设备》--第五章--压延机
2.1 辊筒长度和长径比 这是表征压延机规格大小的特征参数。
1、辊筒长度和直径 辊筒长度是指辊筒工作部分的长度，表征了可压
延制品的最大幅度。 辊筒直径是指辊筒工作部分的直径。表征了压延
机规格的大小。
L+X L
July 13, 2024
D
2、辊筒长径比 辊筒工作部分长度和直径的比值叫长径比(L/D)。
A、压延时两辊筒消耗功率与辊筒的线速度成正比 若两辊筒线速度分别为V1、V2，功率分别为N1、
N2，则： N1/N2=V1/V2
July 13, 2024
B、贴胶时所消耗的功率仅为总功率的6％ N贴=0.06N总η
式中 N贴——贴胶辊功率， N总——有效总功率， η——传动总效率。
根据以上两点，就可以计算出各个辊筒所占的功 率。
式准确地求得。现介绍几种经验公式近似地计算： 1）单台电动机传动时的功率计算
A、按辊筒线速度计算 N ＝a·L·v
B．按辊筒数目计算 N＝K·L·n
式中 a， K——计算系数 L——辊筒工作部分长度 v——压延线速度 n——辊筒个数。
July 13, 2024
以上两式的共同缺点是没有考虑被加工胶料的性 质和加工方法，以及辊筒的直径对功率的影响， 而它们对功率消耗的影响又是十分大的。可见上 述二个公式都是片面的。
July 13, 2024
3）超前角 超前区和滞后区的交界面称之为临界面即cd面，即 胶料运动速度等于辊筒的线速度的面，其厚度为h， co’或do与辊筒中心线的夹角φ称为超前角。
4）计算 假定：压延材料从辊距中引出后其厚度等于辊距的 大小。经过推导，可以得出如下结果：
a、超前角φ：
July 13, 2024
第五章-通用高分子材料
以石棉为填料旳塑料粉可用于制造电炉、电熨斗等 设备上旳耐热绝缘部件。
以玻璃布、石棉布等为填料旳层状塑料旳可用于制 造轴承、齿轮、带轮、多种壳体等。
➢ 环氧塑料（EP-epoxy plastics ）：
1） 环氧树脂： 环氧塑料是以环氧树脂为基，加入填料及其他添加剂
OH
‖ —［—C—N—］—
│
2） 性质：
聚酰胺属结晶性塑料，半透明，乳白，略带黄色。 因为酰胺基旳存在，分子之间有很强旳氢键作用， 所以聚酰胺旳强度高，韧性好；另外耐磨性和自润滑性 好，摩擦系数低；具有良好旳耐油、耐溶剂性、阻燃性； 但吸水性大，热膨胀系数大，耐热性不高。 3）应用： 纤维增强尼龙主要用于轴承、齿轮、高压密封圈、 阀门、包装材料、输油管、汽车保险杠及丝织品等。
管件、建筑及家用防火材料，化工防腐设备及多种机械 零件。
增塑（软）聚氯乙稀：用于窗帘、桌布、雨衣、手 提箱、人造革、墙纸；农用薄膜、耐酸碱软管及电线电 缆包覆层等。
➢ 聚丙烯（ PP-polypropylene)）：
1） 构造单元： —［—CH2—CH2—］—
│ CH3
2） 性质： 无毒、无味、无臭、半透明蜡状固体。密度小，力
3）均聚甲醛旳改性： 工业上利用共聚反应来生成共聚甲醛，来改善热稳
定性。共聚甲醛旳构造单元为：
［—CH2—O—］x ， ［—CH2-CH2-CH2-CH2-O］—y
4）应用： 聚甲醛属结晶性塑料，乳白色。 部分取代有色金属和合金，用于制造低载荷齿轮、
轴承，塑料弹簧等。
➢ 聚碳酸酯（ PC-polycarbonate ）：
➢ 聚四氟乙烯（ PTFE）：
2023年智慧树知道网课《3D打印技术与应用》课后章节测试满分答案
第一章测试1【单项选择题】(1 分)3D 打印最早消灭的是以下哪一种技术〔〕A.SLAB.LOMC.FDMD.3DP2【单项选择题】(1 分)使用 SLS3D 打印原型件后过程将液态金属物质浸入多孔的 SLS 坯体的孔隙内的工艺是〔〕A.热等静压烧结B.熔浸C.高温烧结D.浸渍3【单项选择题】(1 分)最早的 3D 打印技术消灭在什么时候〔〕A.二十世纪八十年月B.十九世纪初C.二十世纪末D.二十世纪初4【单项选择题】(1 分)各种各样的 3D 打印机中，精度最高、效率最高、售价也相对最高的是〔〕A.专业级3D 打印机B.桌面级3D 打印机C.个人级3D 打印机D.工业级3D 打印机5【单项选择题】(1 分)以下不是 3D 打印技术需要解决的问题是〔〕A.3D 打印的耗材B.增加产品应用领域C.3D 打印机的操作技能D.学问产权的保护6【单项选择题】(1 分)3D 打印属于以下哪种制造方式的范畴？A.减材制造B.激光制造C.增材制造D.等材制造7【单项选择题】(1 分)3D 打印属于以下哪种制造方式的范畴？〔〕A.减材制造B.等材制造C.激光制造D.增材制造其次章测试1【单项选择题】(1 分)LOM 技术最早是用于什么领域〔〕A.立体地图B.医学影像C.航空航天D.建筑2【单项选择题】(1 分)SLA 技术使用的原材料是〔〕A.高分子材料B.金属材料C.粉末材料D.光敏树脂3【单项选择题】(1 分)FDM 技术的成型原理是〔〕A.选择性激光烧结B.立体光固化成型C.叠层实体制造D.熔融挤出成型4【单项选择题】(1 分)3DP 技术使用的原材料是〔〕A.金属材料B.粉末材料C.光敏树脂D.高分子材料5【单项选择题】(1 分)SLS 技术最重要的是使用领域是〔〕A.高分子材料成型B.金属材料成型C.树脂材料成型D.薄片材料成型第三章测试•第1 局部•总题数:101【单项选择题】(1 分)3D 打印模型是是什么格式〔〕A.RADB.LEDC.STLD.SAL2【单项选择题】(1 分)单击建图标后，如何开启的零件文件〔〕A.选择一个零件模板B.选择一个装配体模板C.选择一个工程图模板3【单项选择题】(1 分)选择所需的草图基准面后，如何翻开草图〔〕A.在草图工具栏上双击草图图标B.在草图工具栏上单击草图图标4【单项选择题】(1 分)零件的第一个特征是什么特征〔〕A.旋转特征B.拉伸特征C.基体特征5【单项选择题】(1 分)如何转变草图尺寸数值〔〕A.双击尺寸，在修改对话框中输入数值B.删除后重绘制6【多项选择题】(1 分)那种关系不能添加到草图的几何关系中〔〕A.水平B.垂直C.共线第四章测试1【单项选择题】(1 分)以下是 SLA 技术特有的后处理技术是〔〕A.去除支撑B.后固化成型件C.排出未固化的光敏树脂D.取出成型件2【单项选择题】(1 分)FDM3D 打印技术成型件的后处理过程中最关键的步骤是〔〕A.打磨成型件B.取出成型件C.去除支撑局部D.涂覆成型件3【单项选择题】(1 分)3DP 打印技术的后处理步骤的第一步是〔〕A.固化B.静置C.除粉D.涂覆4【单项选择题】(1 分)目前 FDM 常用的支撑材料是〔〕A.粉末材料B.PLAC.金属D.水溶性材料5【单项选择题】(1 分)SLA 原型的变形量中由于后固化收缩产生的比例是〔〕A.25%~40%B.70%~90%C.20%~50%D.5%~10%第五章测试1【单项选择题】(1 分)以下不是促进 3D 打印技术在医疗领域应用的方法是〔〕A.鼓舞进展拥有自主学问产权的3D 打印机和专用配套材料B.建立清楚的回报预期C.加强计算机关心设计人才的培育D.严格把握产品本钱2【单项选择题】(1 分)3D 打印技术在建筑行业的应用中，目前使用最广泛的领域是〔〕A.建筑装饰品和建筑模型的生产B.整体建筑物的建筑C.建筑材料的生产D.建筑机械的生产3【单项选择题】(1 分)创是以思维、制造和描述为特征的一种概念化过程。
第5章-液晶高分子材料
3） 根据高分子液晶的形成过程分类
形成条件
热致液晶 溶致液晶
依靠温度的变化，在某一温度范围 形成的液晶态物质
依靠溶剂的溶解分散，在一定浓度 范围形成的液晶态物质
热致液晶
热
固体
冷
热
液晶
冷
液体
溶致液晶
固体 +溶剂
+溶剂
液晶
液体
- 溶剂
- 溶剂
第一节 高分子液晶概述 高分子液晶与小分子液晶相比特殊性
① 热稳定性大幅度提高； ② 热致性高分子液晶有较大的相区间温度； ③ 粘度大，流动行为与一般溶液明显不同。
CN , NO N(CH 3 )2
第一节 高分子液晶概述
1.5 高分子液晶的分子结构与性质
2） 影响聚合物液晶形态和性能的因素
内在因素:
结构, 分子组成, 分子间作用力。刚 性部分的形状，连接单元，
外部因素: 液晶形成过程中的条件主要包括: 形成
温度, 溶剂（组成、极性、量等）,液晶 形成时间等。
4
第一节 高分子液晶概述
1.2 液晶的发展历史
在1888年，奥地利植物学家莱尼茨尔（F. Reinitzer）首次发现物质的液晶态。
胆甾醇苯甲酸酯
高分子化合物的液晶性能是在20世纪 50 年代发现。最 早发现的高分子液晶材料为聚（4-氨基苯甲酸）以及聚对苯 二甲酰对苯胺。 我国高分子研究是在1972年起步, 最近高分子液晶材 料已成为高分子研究领域的一个重要部分。
OR
Si CH2 m O
R
第二节 高分子液晶的性能分析和合成方法
•
高分子液晶的合成主要基于小分子液晶的高
分子化，即先合成小分子液晶（液晶单体），在
高分子材料成型加工原理
⾼分⼦材料成型加⼯原理第⼀章绪论1.按所属成型加⼯阶段划分，塑料成型加⼯可分为⼏种类型？分别说明其特点。
(1)⼀次成型技术⼀次成型技术，是指能将塑料原材料转变成有⼀定形状和尺⼨制品或半制品的各种⼯艺操作⽅法。
⽬前⽣产上⼴泛采⽤的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和涂覆等。
(2)⼆次成型技术⼆次成型技术，是指既能改变⼀次成型所得塑料半制品(如型材和坯件等)的形状和尺⼨，⼜不会使其整体性受到破坏的各种⼯艺操作⽅法。
⽬前⽣产上采⽤的只有双轴拉伸成型、中空吹塑成型和热成型等少数⼏种⼆次成型技术。
(3)⼆次加⼯技术这是⼀类在保持⼀次成型或⼆次成型产物硬固状态不变的条件下，为改变其形状、尺⼨和表观性质所进⾏的各种⼯艺操作⽅法。
也称作“后加⼯技术”。
⼤致可分为机械加⼯、连接加⼯和修饰加⼯三类⽅法。
2.成型⼯⼚对⽣产设备的布置有⼏种类型？(1)过程集中制⽣产设备集中；宜于品种多、产量⼩、变化快的制品；衔接⽣产⼯序时所需的运输设备多、费时、费⼯、不易连续化。
(2)产品集中制⼀种产品⽣产过程配套；宜于单⼀、量⼤、永久性强的制品、连续性强；物料运输⽅便，易实现机械化和⾃动化，成本降低。
3.塑料制品都应⽤到那些⽅⾯？(1)农牧、渔业(2)包装(3)交通运输(4)电⽓⼯业(5)化学⼯业(6)仪表⼯业(7)建筑⼯业(8)航空⼯业(9)国防与尖端⼯业(10)家具(11)体育⽤品和⽇⽤百货4.如何⽣产出⼀种新制品？(1)熟悉该种制品在物理、机械、热、电及化学性能等⽅⾯所应具备的指标；(2)根据要求，选定合适的塑料，从⽽决定成型⽅法；(3)成本估算；(4)试制并确定⽣产⼯艺规程、不断完善。
第⼆章塑料成型的理论基础1.什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？2.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。
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接相，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。
高分子材料加工原理第五章
(2)纺丝流体从喷丝孔中的剪切流动
向纺丝线上的拉伸流动的转化
(3)流体丝条的单轴拉伸流动
(4)纤维的固化
（二）纤维成型过程中成纤聚合物的变化
(1)几何形态变化 (do (2)物理形态变化 ①宏观状态参数 T-X (温度场) Ci-X (浓度场) ②微观状态参数 取向度 结晶度 网络结构 V-X (速度场) P-X (应力场) dx)
ρxAxVx=常数
T(x)：由补偿式接 触温度计、红外线 拍照等确定 ρ(T) ① 高速摄影法 不发生 结晶时
ρx ≈ K Vx
dx： ②取样器取样法确定
③ 激光衍射法
έ(x) =
dVx dx
Test stand for temperature and velocity measurement: Infrared Camera and Laser Doppler Anemometer
(3)化学结构变化
（三）纺丝过程的基本规律
1.在纺丝线的任何一点上，聚合物的流动是稳态 和连续的.
纺丝线:熔体挤出细流和固化初生纤维的总称. 稳态： , T , Ci , P, 0
t
连续：在稳态纺丝条件下，纺程上各点
每一瞬时所流经的聚合物质量相等（流动
连续性方程) : 熔体纺丝 溶液纺丝 ρxAxVx=常数 ρxAxVxCix=常数
2.纺丝线上的主要成形区域内，占支配地位的形变是单轴拉伸
3.纺丝过程是一个状态参数连续 变化的非平 衡态动力学过程 同 一时间不同位置V 、 T 、 Ci 、 P 等连续变化.
4.纺丝动力学包括几个同时进行并相互联系的单元过程
动能传递、传热、传质、结构参数变化等.
(四)纺丝流体的可纺性
名词解释
第一章1热塑性高分子材料热塑性高分子材料本身多为长链大分子，线形或支链聚合物。
2热固性高分子材料：热固性高分子材料是由较低分子量的线性结构物质构成。
3高分子加工成型高分子材料成型加工就是利用一切可以实施的方法，使其成为具有一定外形而又有使用价值的物件或定型材料。
第二章1热传递有热传导对流和辐射。
3幂律方程;τ=ηaγ; ηa称为非牛顿型流体的表观粘度单位是Pa•s。
5滑移塑料熔体在高剪切应力下的流动并非如此贴近管壁处的一层流体会发生间断的流动或称滑移端末效应：不管是用哪种截面流道的流动方程，都只能用于稳态流动的流体，但是在流体由大管或贮槽流人小管后的最初一段区域内流体的流动不是稳态流动。
6鲨鱼皮的主要特征：主要特征是挤出物周边具有周期性的皱褶波纹。
8聚合物的聚集态及其加工性:由于聚合物的大分子结构和分子热运动特点，可以将聚合物划分为结晶态、玻璃态、高弹态、黏流态等聚集态。
12二次结晶：是指一次结晶后，在残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内过程。
这个过程相当缓慢，有时可达几年，甚至几十年。
13后结晶：是指一部分来不及结晶的区域，在成型后继续结晶的过程。
在这一过程中，不形成新的结晶区域，而在球晶界面上使晶体进一步长大，是初结晶的继续。
14退火:退火是将试样加热到熔点以下的某一温度以等温或缓慢变温的方式使结晶逐渐完善化的过程。
15高分子材料的取向作用:聚合物分子和某些纤维状填料，由于结构上悬殊的不对称性，在成型过程中受到剪切流动或受力拉伸时不可避免地沿受力方向作平行排列，称为取向作用。
16取向过程分为两种:取向过程可分为两种，一种是大分子链、链段和纤维填料在剪切流动过程中沿流动方向的流动取向；另一种是分子链、链段、晶片、晶带等结构单元在拉伸应力作用下沿受力方向的拉伸取向。
17流动取向:流动取向是伴随聚合物熔体或浓溶液的流动而产生的。
18拉伸取向:仅受一个方向作用力引起的拉伸取向为单轴拉伸取向(单向拉伸)；同时受两个相互垂直方向的作用力引起的拉伸取向为双轴拉伸取向(双向拉伸)。
高分子加工工程复习题(含部分答案)
《高分子加工工程》主要习题第一章绪论1. 何谓成型加工？高分子材料成型加工的基本任务是什么？将聚合物（有时加入各种添加剂、助剂或改性材料）转变为制品或实用材料的一种工程技术。
1.研究各种成型加工方法和技术；2.研究产品质量与各种因素之间的关系；3.研究提高产量和降低消耗的途径。
2.A.B.悬浮体先3.a.b.结构：c.性质：方法条件不当而进行：温度过高、时间过长而引起的降解4. 聚合物成型加工方法是如何分类的？简要分为那几类？1.根据形变原理分6类：a.熔体加工：b.类橡胶状聚合物的加工：c.聚合物溶液加工：d.低分子聚合物和预聚体的加工：e. 聚合物悬浮体加工：f.机械加工：2.根据加工过程中有无物理或化学变化分为三类：a.主要发生物理变化：b.主要发生化学变化：c.既有物理变化又有化学变化：5. 简述成型加工的基本工序？1.预处理：准备工作：原料筛选，干燥，配制，混合2.成型：赋予聚合物一定型样3.机械加工：车，削，刨，铣等。
4.6.优点：a.缺点：a.7.8.1新……第二章1可塑性、指物体在外力作用下发生永久形变和流动的性质。
可挤压性、可挤压性是指聚合物受到挤压作用形变时，获得形状和保持形状的能力。
可模塑性、聚合物在温度和压力作用下变形和在模具中模塑成型的能力。
可延性、是指无定形或结晶固体聚合物在一个或二个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。
可纺性、指聚合物通过加工形成连续固体纤维的能力。
牛顿流体、非牛顿流体、假塑性流体、胀塑性流体、拉伸粘度、拉伸应力与拉伸应变速率的比值，剪切粘度、滑移、高分子在导管中流动时，在管壁处是时停时动的，这种现象称为滑移。
端末效应、包括入口效应和出口效应。
5、为什么聚合物表现出可纺性，而小分子不具有可纺性？一般，聚合物熔体粘度η很大，而它的表面张力较小，因此η/ γf的比值较大。
这种关系是聚合物具有可纺性的重要条件。
而低分子与高分子相比，它的粘度很小，所以不具可纺性。
人教版(2019)高中化学选择性必修3有机化学基础第五章 第二节 高分子材料
返回导航
使用聚苯乙烯等材料制成的一次性饭盒，会造成严重的白色污染。最近研
制出一种可降解塑料，其结构简式为
(代号
3HB)，具有良好的生物适应性，能在自然界中自行降解。
返回导航
(1)你认为“3HB”属于线型高分子，还是网状高分子？ 提示：线型高分子。 (2)“3HB”降解后的单体是什么？其单体是如何聚合成高分子的？
提示：“3HB”降解后的单体为
，通过缩聚反应聚合成高分
子。
返回导航
(3)线型结构和网状结构的有机高分子在性质上有何不同？ 提示：线型结构的高分子能溶于适当溶剂，具有热塑性；网状结构的高分 子不溶于一般溶剂，具有热固性。
返回导航
高分子的结构与性质
线型高分子
网状高分子
结构
分子中的原子以共价键相互连 分子链与分子链之间还有许多
返回导航
3．(2022·枣庄高二期末)某高分子由三种单体在一定条件下聚合而成(同时 还生成水)，其结构如图所示： 下列物质不是其单体的是( )
√
解析：由高分子的结构可知其由苯酚、苯胺和甲醛通过分子间脱水反应形
成，其单体中不含甲醇，故C符合题意。
返回导航
02
知识点二
知识点二 功能高分子材料
1．概念：具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。例如，高 吸水性树脂、高分子分离膜和高分子药物等。 2．高吸水性树脂 (1)结构特点 ①含_强__亲__水___基团(如—OH、—COOH等)的支链。 ②具有_网__状__结构。
第五章 合成高分子
第二节 高分子材料
[素养发展目标] 1．认识塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点，能从微观层面理解 高分子的线型结构、支链型结构、网状结构和性质的关系。 2．通过实验探究了解酸性条件和碱性条件下酚醛树脂制备方法的不同，培 养科学探究与创新意识的学科核心素养。 3．能参与材料选择与使用、垃圾处理等社会性议题的讨论，并作出科学的 判断、评价及决策，培养科学态度与社会责任的学科核心素养。
材料科学概论(5)
链节：许多重复单元连接成线型大分子， 链节 ： 许多重复单元连接成线型大分子 ， 类似一条
链子，因此有时又将重复单元称为链节。 链子，因此有时又将重复单元称为链节。
单体： 单体 ： 由形成结构单元的小分子组成的化合物称为
单体，是合成高分子的原料。 单体，是合成高分子的原料。
聚合度：对于聚乙烯一类高分子，结构单元、 聚合度：对于聚乙烯一类高分子，结构单元、重复
材料科学概论
第五章 有机高分子材料
概述 高分子的合成、 高分子的合成、结构与性能 典型的高分子品种
第五章 有机高分子材料
有机高分子材料包括木材、 有机高分子材料：有机高分子材料包括木材、 棉花、 皮革等天然高分子材料和塑料、 棉花 、 皮革等天然高分子材料和塑料 、 合成纤维 及合成橡胶等有机聚合物合成材料。 它们质地轻、 及合成橡胶等有机聚合物合成材料 。 它们质地轻 、 原料丰富、 加工方便、 性能良好、 用途广泛， 原料丰富 、 加工方便 、 性能良好 、 用途广泛 ， 因 而发展速度很快。 塑料、 而发展速度很快 。 塑料 、 橡胶和合成纤维是有机 高分子材料的典型代表， 此外， 高分子材料的典型代表 ， 此外 ， 还有涂料和黏合 剂等。 随着合成、 加工技术的发展， 耐高温、 剂等 。 随着合成 、 加工技术的发展 ， 耐高温 、 高 强度、 强度 、 高模量和具有特定性能和功能的高分子材 料也应运而生。 料也应运而生。
3、立体规整度 、
高分子的立体异构：化学组成相同的高分子， 高分子的立体异构：化学组成相同的高分子，链结构 也相同，但立体构型不同， 也相同，但立体构型不同，即原子或原子团在三维空 间由化学键连结的排列不同， 间由化学键连结的排列不同，这种情况称为高分子的 立体异构。立体异构体简称立构。 立体异构。立体异构体简称立构。 立构的分类：可分为两类： 立构的分类：可分为两类：一是手性碳原子产生的光 学异构体， 学异构体，二是分子中双键或环上的取代基空间排步 不同的几何异构体。 不同的几何异构体。 影响：高分子的立体规整性对材料性质极为重要， 影响：高分子的立体规整性对材料性质极为重要，它 影响邻近分子聚集的方式，从而影响分子间力， 影响邻近分子聚集的方式，从而影响分子间力，从而 使材料的力学性能不同。例如聚乙烯， 使材料的力学性能不同。例如聚乙烯，商品聚乙烯是 全同立构，它具有良好的力学性能，相反， 全同立构，它具有良好的力学性能，相反，无规立构 聚乙烯不能作为工程材料使用。 聚乙烯不能作为工程材料使用。
第五章-天然高分子材料-淀粉课件
2）乙酸酯淀粉 醋酸酯淀粉的酯化剂很多，如醋酸、醋酸酐、醋酸乙烯或烯酮等。
34
乙酸酯淀粉的性质 糊化温度降低，凝沉性减弱。取代度越高，糊化温度越低。 黏度增大。 对酸、热的稳定性提高。 具有良好的成膜性，膜柔软发亮，又较易溶于水。 高取代度的优于低取代度。
35
3）酯化淀粉的应用 造纸 食品：奶油、奶酪、色拉油；儿童食品及香蕉等水果布丁；番茄酱、果汁 等（磷酸酯淀粉）。 婴儿食品、水果和奶乳馅食品的填充剂、稳定剂。 纺织 医药工业 农药
6
5.1.2 淀粉的结构
一、淀粉的分子结构
1、淀粉的基本结构单元 淀粉是纯粹的碳水化合物。 淀粉颗粒含有微量的非碳水化合物物质，如蛋白质、脂肪酸、无
机盐等，其中除脂肪酸被直链淀粉分子吸附，磷酸与支链淀粉分子呈酯 化结合以外，其他物质都是混杂在一起。
淀粉的分子式为(C6H10O5)n，n为不定数，被称为聚合度(DP)。 C6H10O5为脱水葡萄糖单元或脱水葡萄糖基(AGU)。
淀粉的结构示意图
18
5.1.3 淀粉的性质与改性
一、淀粉的物理性质
1.淀粉的一般物理性质 ✓白色颗粒状物质。 ✓溶解性：不溶于冷水，能溶于二甲基亚砜[(CH3)2SO]和N,N‘-二甲基 甲酰胺[HCON(CH3)2]。 ✓吸湿性强，它的颗粒具有渗透性，水和水渗透液能自由渗入颗粒内部。 ✓可形成氢键。
11
(2)支链淀粉：
➢具有高度分支结构。 ➢支链淀粉的分子较直链淀粉大，相 对分子量在105-106间。 ➢分子形状如高梁穗。 ➢侧链分布不均匀，平均相距20-25 个葡萄糖单元。
α-D-(1→6)甙键 12
A B
C链：主链 B链：内链 A链：外链，其上无侧链。
C
高分子材料加工原理复习小结(化学纤维部分)
第一章绪论一、掌握高分子材料的基本概念，特别是化学纤维的各种定义；1、名词解释：人造纤维（02年）、复合纤维（04年）、异形纤维（06年）、再生纤维（05年）。
2、填空题塑料按热行为的不同，可分为两大类，其中，（热塑性）塑料成形时，通过（冷却）熔体而凝固成形。
改变温度，可令其反复变形。
而（热固性）塑料成形时，通过（加热）而固化成形，材料定性后若再受热，不发生（变形）。
（06年）3、选择题高吸湿涤纶纤维属于一类（D）（07年）A 高感性纤维B 高性能纤维C差别化纤维D功能纤维第二章聚合物流体的制备第一节聚合物的熔融一、掌握聚合物的熔融方法，特别是有熔体强制移走的传导熔融1、简述题（1）简述聚合物在螺杆挤压机中熔体的能量来源。
（02年）（2）试述塑料在挤出机中压缩段由固体转变为熔体的过程和机理。
（04年）第二节聚合物的溶解一、影响聚合物溶解度的因素1、影响聚合物溶解度的因素有（大分子链结构）、（超分子结构）、（溶剂的性质）。
（02年）二、溶剂的选择1、溶剂的选择原则有哪些？2、聚合物的溶解过程分为（溶胀）和（溶解）两个阶段。
未经修正的“溶解度参数相近原则”适用于估计（非极性聚合物）和（非极性溶剂）体系的互溶性。
（06年）3、“溶解度参数相近原则”适用于估计（B）的互溶性。
（08年）A、非极性高聚物与极性溶剂B、非极性高聚物与非极性溶剂C、极性高聚物与极性溶剂D、极性高聚物与非极性溶剂4、在估计聚合物与溶剂的互溶性时，三维溶解度参数图适用于（D）（07年）A非极性聚合物和非极性溶剂体系B极性聚合物和极性溶剂体系C极性聚合物和非极性溶剂体系D A+B4、聚氯乙烯的溶度参数与氯仿和四氢呋喃相近，但为什么四氢呋喃能很好的溶解聚氯乙烯而氯仿不能与之相溶？（08年）三、聚合物—溶剂体系的相分离与相图1、对于具有上临界混溶温度的聚合物－溶剂体系，可采用（改变体系组成）、（升温）、（改变溶剂组成）等几种可能的方法来实现使聚合物溶解形成溶液。
第5章 高强高模高分子材料
专用于纤维的概念介绍
(2) 断裂强度与相对断裂强度：是指测定纤维在标准 状态下受恒速增加的负荷作用直至断裂时的负荷值。 如果负荷是以纤维单位面积所受力的大小表示，断 裂强度的单位为帕（Pa）或千帕（kPa）。如果负 荷是以纤维的单位线密度所受的力的大小表示，则 测定的断裂强度称为“相对断裂强度”，法定计量 单位为牛顿/特（N/tex），过去常用的（非法定计 量单位）单位为克/旦。
模量/Gpa 模 量 密 度 熔点/℃ /cN/dtex /g.cm-3
14-17 1.38-1.40 255-265
4.9-5.7 4.4-5.7 3.1-4.5 2.8-5.3 2.6-3.5 0.33 0.40 0.61
26-40 28-42 15-20 12-20 17-22 580 640 660 620 10-24
数值 160 500 无强度损失 无强度损失 3170 2720 无模量损失
性能 在空气中高温下长期使用的温度℃ 分解温度℃ 拉伸强度MPa 在室温下16个月 在50℃空气中2个月 在100℃空气中
拉伸弹性模量GPa
在200℃空气中 在室温下16个月
在50℃空气中2个月
在100℃空气中 在200℃空气中 收缩率％ 热膨胀系数（10－6×℃－1） 纵向0－1000℃ 横向0－1000℃ 室温比热容（J/g.℃） 室温下导热系数[W/(m.K)] 垂直于纤维方向 平行于纤维方向 燃烧热（KJ/g）
无模量损失
113.6 110.3 4×10－4 －2 50 1.42 4.110×10－2 4.816×10－2 34.8
5.2.1.3 用途
表5-6
用途分类 产业用纺织品
Kevlar纤维的用途
具体说明 缆绳、编织线绳、编织带、织物（过滤布、 蓬布等）、非织造布 （耐热毡）、土工布 （增强材料） 防弹衣、切割料（安全手套、安全围裙等）、 防腐蚀衣 帘子线或帘子布、动力带、胶管（高压软管、 耐热软管等）、复合材料（航空机部件、压 力容器、体育用品、塑料增强等） 摩擦材料、密封材料、工业用纸（耐热绝缘 纸、工业特种纸） 建筑材料（幕墙、地基屋顶材料）、补强材 料（钢筋替代材料、筒管基材等）
东华大学高分子材料成型原理-第五章-化学纤维成型加工原理
有的形变能力。
伸至断裂时外力所做的功。
大小可由应力应变曲线下的面积求得：
������������
=
������ ������������∙������
(N/tex)
������������为线密度（tex），L 为试样长度（mm）
6、决定最大丝条长度������∗的断裂机理 （1）内聚破坏机理：对于粘弹性流体的拉伸流
是否出现“溶体破裂”取决于纺丝流体的弹
性性质（������）及其在喷丝孔道中的流动状态������̇ 。
○1 提高纺丝细流温度⇒ ������ ↓；
○2 减小泵供量⇒ ������̇ ↓。
区域，因此是纺丝成型过程最重要的区域。 其中：IIa 区是拉伸流动的主要区域，对纤维的均
匀性影响较大； IIb 区是纤维结构形成的主要区域。 （3） III 区：固化丝条运动区：丝条已经固化， 无明显流动；纤维的初生结构在此继续形成。 2、 熔体纺丝线上的力平衡 （1） 距离喷丝头 X 处的力平衡方程式：
（3）
推导表面摩擦系数：������������
=
∆������������������������ ������������������������������∙������������������∙∆������
取纺丝线固化区������1处与������2处，则：
东华大学材料科学与工程学院 2011 级 程扬 整理 chengyang1128@
（2） 两个重要结论：
○1 只有横向吹风（������������ = 0，������������ ≠ 0）时的传热系
数是只有纵向吹风（������������ ≠ 0，������������ = 0）时的
高中化学选择性必修三 第5章第2节 通用高分子材料学案下学期(解析版)
第五章合成高分子第二节高分子材料第1课时通用高分子材料1.了解合成高分子材料（塑料、纤维、橡胶）的性质和用途。
2.了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
教学重点：三大合成材料的组成和结构的特点教学难点：三大合成材料的组成和结构的特点任务一、塑料1.主要成分：。
例如，聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂等。
2.分类塑料按受热特征分为：和。
热塑性塑料具有结构。
受热时，分子间作用力，易，可反复加工多次使用；冷却时，相互引力增强，会重新硬化；热固性塑料再次受热时，链与链间会形成，产生一些交联，形成结构，硬化定型，加工成型后能加热熔融。
3.聚乙烯(1)聚乙烯具有极其广泛的用途，按合成方法可分为和。
(2)为什么高压聚乙烯比低压聚乙烯的熔点低、密度也低呢？4.酚醛树脂(1)组成:酚醛树脂是用_____与_____在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。
(2)形成:在酸催化下,等物质的量的甲醛和苯酚反应形成_____结构高分子,发生反应为 _______________________________________________; ________________________________________________。
在碱催化下,等物质的量的甲醛与苯酚或过量的甲醛与苯酚反应,生成_____结构的酚醛树脂。
任务二、合成纤维 1.分类⎧⎪⎪⎧⎨⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎩天然纤维：棉、麻、蚕丝、羊毛等人造纤维：用木材、草类的纤维经化学加工制成的粘胶纤维纤维化学纤维合成纤维：用石油、天然气、煤和农副产品作原料制成的纤维合成纤维具有优良的性能：如强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。
2.合成纤维（1）常见的合成纤维①合成纤维的“六大纶”是指涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶，其中被称作“人造棉花”的是 。
①聚酯纤维涤纶是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的商品名。
写出生成涤纶的化学方程式：__________________________________________________。
高分子材料成型
高分子材料成型
高分子材料成型是指将高分子材料经过一系列的工艺加工，使其具有特定形状和尺寸的过程。
在高分子材料的成型过程中，常见的方法包括挤出、注射、吹塑、压缩成型等。
首先，挤出是一种常见的高分子材料成型方法，它通过将高分子材料加热至熔化状态后，将其压入到金属模具中，并通过模具的开口形成所需的截面形状。
挤出成型可以制造出各种形状的材料，如管道、棒材、板材等。
挤出成型具有生产效率高、产品质量稳定等优点，被广泛应用于塑料制品的生产领域。
其次，注射是一种将高分子材料以液态形式注入到模具中，经过固化后形成所需形状的成型方法。
注射成型可以制造出复杂的三维结构，如汽车零部件、电子产品外壳等。
注射成型具有生产效果好、产品精度高等优点，被广泛应用于工程塑料制品的生产领域。
再次，吹塑是一种利用高温融化的高分子材料，通过将其挤出到模具中，并利用气流将其吹开成型的方法。
吹塑成型可以制造出具有中空形状的产品，如塑料瓶、容器等。
吹塑成型具有生产效率高、产品质量轻、价格低廉等优点，被广泛应用于包装领域。
最后，压缩成型是一种将高分子粉末或热塑性颗粒加热至熔化状态，然后放置于模具中进行压力加工的成型方法。
压缩成型可以制造出具有较高密度和强度的产品，如齿轮、轴承等。
压缩成型具有工艺简单、成型周期短等优点，被广泛应用于高性
能工程塑料的生产领域。
综上所述，高分子材料成型是将高分子材料通过挤出、注射、吹塑、压缩等一系列工艺加工方法，使其具有特定形状和尺寸的过程。
不同的成型方法适用于不同类型的高分子材料和产品需求，通过选择合适的成型方法，可以实现高分子材料的有效利用和产品的高质量制造。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5.1 高分子材料成形的基本原理
高分子材料又称聚合物（polymers）。 与金属材料及无机非金属材料相比，高分子 材料呈现出良好的可塑性，因此，高分子材 料的成形技术和方法较多，这也是高分子材 料能够广泛应用的重要原因。
Section5: Polymers Forming
1．聚合物的力学状态与流变行为
Section5: Polymers Forming
可延性
可延性表示无定形或半结晶聚合物在一个方向或两个方向受到压
延或拉伸时变形的能力。利用聚合物的可延性，可以通过压延或拉伸
工艺生产薄膜、片材和纤维。
Section5: Polymers Forming
可纺性
可纺性指聚合物通过成形过程形成连续固态纤维 的能力。可纺性主要取决于材料的流变性质、熔体粘 度、熔体强度以及熔体的热稳定性和化学稳定性等。
根据注射模具中各部件所起的作用，一般可将注射 模分为如下几个部分：
（1）成形部件 （2）浇注系统 （3）导向机构 （4）推出机构 （5）排气系统 （6）侧向分型与抽芯机构 （7）加热与冷却系统 （8）标准模架。
注射模具对塑料的适应性强、可生产各类质量和形 状复杂的零件，而且塑件的内在和外观质量较好。 但是，注射模具的结构一般比较复杂，制造周期长， 成本较高。
橡胶成形方法
橡胶成形方法是橡胶制品生产 中的重要工艺过程，从生产过程来 看，橡胶制品可分为模制品和非模 制品两大类。常用的橡胶成形方法 有：压延成形、模压成形、注射成 形和挤出成形等。
橡胶模压机
Section5: Polymers Forming
（1）压延成形
借助于压延机辊筒的作用把混炼胶压成具有一定厚度的胶片，完成 胶料贴合，以及骨架材料（纺织物）通过贴胶、擦胶制成片状半成 品的工艺过程叫压延（calendering）。图5-12为胶布压延工艺过 程。
Section5: Polymers Forming
本章内容 5.1 高分子材料成形的基本原理 5.2 高分子材料的成形方法及设备 5.3 高分子材料制品的结构工艺性 5.4 高分子材料成形新技术 5.5 复合材料成形 5.6工程实例—汽车轮胎的制造
Section5: Polymers Forming
在不同的温度条件下，聚合物在外力作用下，表现出不同的形 变特性。根据聚合物所表现的力学性质，可以将聚合物的力学状态 划分为三种：玻璃态、高弹态和粘流态，如图5-1所示。
Section5: Polymers Forming
（1）玻璃态（glassy）
在玻璃化温度 Tg以下的聚合物处于玻璃态，为坚硬固体。此时， 聚合物主价键和次价键所形成的内聚力，使材料具有相当大的力学 强度。在外力作用下，玻璃态聚合物具有一定变形能力，形变具有 可塑性。由于弹性模量大，形变量小，如图5-2（a）所示。
的方法是退火和调湿处理。
Section5: Polymers Forming
注塑成形的工艺条件
在注塑工艺中，主要的工艺参数有：温度，压力 和对应的作用时间。
Section5: Polymers Forming
注塑成形的工艺条件
（1）温度
料温和模具温度是需要控制的主要温度。塑料的加热温度 是由注塑机的料筒来控制的。
塑料成型方法
塑料成形是将原料在一定温度和压力下塑制成具有 一定形状制品的工艺过程。 塑料的成形方法很多，主要有注塑成形、挤出成形、 压制成形、压延成形、吹塑成形等，如图5-6所示。 注塑成形技术是所有塑料成形方法中最普遍、最重 要的一种成形方法。 本章主要介绍注塑成形方法。
Section5: Polymers Forming
Section5: Polymers Forming
第五章 高分子材料成型
高分子材料属于材料的一大类别，具有品种 多样，性能各具特色、适应性广等特点 。 与金属材料和无机非金属材料相比，高分子 材料成形工艺简单，材料损耗少，能耗低， 生产效率高，并且可以方便地通过切削加工、 焊接、胶接等方法进行二次加工。 本章主要介绍塑料、橡胶以及塑料基复合材 料成形的基本原理和技术。
Section5: Polymers Forming
Section5: Polymers Forming
塑料注射成形所用的模具称为注射模。注射模 结构形式多种多样，习惯上按照模具总体结构上的 某一特征进行分类，将注射模分为单分型面、双分 型面、带活动镶块、侧向分型抽芯注射模等
Section5: Polymers Forming
注塑成形过程中的压力主要有：塑化压力和注射压力。 完成一次注塑成形所需的时间称为注塑成形周期，它包括： 加料、加热、充模、保压、冷却时间，以及开模、脱模、 闭模及辅助作业等时间。注射速度和冷却时间对制品的性 能有着决定性的影响。
（2）压力Leabharlann （3）注塑成形周期和注射速度
Section5: Polymers Forming
Section5: Polymers Forming
注塑成形的工艺过程
（1）成形前准备。主要有：原料的检查、原料的干燥、料
筒清洗。
（2）成形过程。一般有：加料、塑化、注射、保压、冷却 和脱模几个步骤。
（3）塑件的后处理。成形后的塑料制品经过适当的后处理， 可以消除内应力，改善制品性能，提高尺寸稳定性。常用
（3）注射成形
密封圈
Section5: Polymers Forming
3. 橡胶成形设备
（1）炼胶机
开炼机结构和设备如图5-13所示，
Section5: Polymers Forming
（2）密炼机
密炼机是橡胶塑炼和混炼的主要设备，如图5-14，主要部 件是一对转子和一个密炼室。
Section5: Polymers Forming
Section5: Polymers Forming
5.2 高分子材料的成形方法及设备
1.塑料成形方法 2.橡胶成形方法
Section5: Polymers Forming
1.塑料成形的方法
塑料制品的制造过程主要包括：物料配制，塑料成形和 二次加工等工序，如图5-6所示。
Section5: Polymers Forming
Section5: Polymers Forming
Section5: Polymers Forming
2. 高分子材料成形性能
可模塑性 可挤压性 可挤压性 可纺性
Section5: Polymers Forming
可模塑性
可模塑性 (mouldability) 是指材料在温度和压 力作用下变形和在模具中成形的能力。具有可模塑性的 材料可以通过注塑、模压和挤出等成形方法制成各种形 状的模塑制品。 图5-4是测定聚合物可模塑性的实验模具
（3）橡胶注射机、平板硫化机与液压机
橡胶注射机是橡胶注射成形的主要设备，其基本结构与塑 料注射机类似。平板硫化机和液压机是模压成形的主要设 备，平板硫化机的结构有单层式和多层式 .
橡胶注射机
平板硫化机
Section5: Polymers Forming
（4）橡胶模具
橡胶模具是制作橡胶模制品零件的工艺装备。常用的橡胶 模具主要有：填充模、注射模、挤出模、压注模等
（2）高弹态（elastic）
当温度在Tg~Tf范围时，大分子链可获得足够的热运动能量，此 时聚合物的弹性模量迅速降低，变形能力显著增强，变形可逆。当 受到外力作用时，处于卷曲状态的大分子链舒展拉直，当外力去除 后又可以恢复到卷曲状态，如图5-2（b）所示。
（3）粘流态（viscous）
当温度在Tf以上时，能量增大到可以使整个分子链开始运动， 分子间的结合力大为减弱。通常又将这种状态的聚合物称为熔体， 如图5-2（c）所示。
。模具是一个阿基米德螺旋形槽，螺线的长 度反映了不同种类或不同级别聚合物流动性 的差异。
Section5: Polymers Forming
可挤压性
可挤压性指聚合物通过挤压作用变形时获得形状和 保持现状的能力。通常条件下，聚合物在固体状态下不能
通过挤压而成形，只有当聚合物处于粘流时才能通过挤压
获得有用的变形。材料的挤压性能与聚合物的流变性、熔 融指数和流动速率密切相关。
作为纺丝材料，要求熔体从喷丝板毛细孔流出后能形
成稳定的细流，还要求聚合物有较高的熔体强度，以 防止细流断裂。
Section5: Polymers Forming
3. 聚合物在成形过程中的粘弹行为 (viscoelasticity)
聚合物在成形过程中通常是从固体变为液体，再从 液体变为固体，表现出弹性和粘性。 聚合物的形变是粘弹性的。变形主要有高弹变形和 粘性变形所组成。从变形性质来看包括可逆变形和 不可逆变形两种成分。 当成形温度高于Tf时，聚合物处于粘流态。 当成形温度低于Tf时，聚合物处于高弹态。 在Tg~Tf范围内，聚合物主要表现为弹性变形，但也 表现出粘性性质。
Section5: Polymers Forming
（2）模压成形
模压成形是橡胶制品生产中应用最早、应用最多的生产方 法。适于制作各种橡胶制品，橡胶与金属或与织物的复合 制品。例如，橡胶垫片、密封圈、油封等制品。 注射成形的特点是硫化周期短，硫化质量均匀，制品尺寸 精确，生产效率高。注射成形能一次成形外形复杂、带有 嵌件的橡胶制品，主要用于生产密封圈、减振垫和鞋类等。
注塑
（1）生产效率高，可以实现高度机械化。自动化生产，适于大 批量生产。 （2）制品尺寸精确，精度较高。 （3）可以生产形状复杂、薄壁和带有金属嵌件的塑料制品。 （4）可生产几克到数千克的塑料。