高分子成型加工习题答案
高分子成型加工基础题库精简版
高分子成型加工基础题库精简版1.什么是出口膨胀,影响出口膨胀的因素有哪些?答:出口膨胀是指高分子聚合物熔体从模口挤出后,挤出物的截面积比模口截面积大的现象。
影响因素:口模的形状与尺寸,成型工艺条件对口模膨胀有较大影响,出口膨胀随剪切速率升高而增加,随温度升高而减小。
此外,高分子链结构、分子量、分子量分布及物料配方等对出口膨胀也有明显影响。
2.什么是剪切稀化现象,解释为什么大部分的高分子熔体都会出现这种现象。
答:剪切稀化是高分子熔体粘度随剪切速率的增大而减小的现象。
原因: 因为大部分高分子流动时各液层间存在速率梯度,分子链最初的流动阻力大,随剪切速率增加,分子链都力图进入同一速度液层以减少阻力。
分子链不断延流动方向取向,导致粘度降低。
3.熔体流体速率和表观粘度都是表征聚合物熔体流动能力的参数,它们有什么区别,有什么关系?答:表观粘度反映熔体流动中流层之间的摩擦阻力,熔体流动速率(MFR)是在一定的温度和载荷下,熔体每10min从标准的测定仪所挤出的物料质量。
表观粘度与MFR成反比,高MFR对应于低粘度塑料熔体。
4.聚合物的降解本质是什么?答:降解的实质是1断链,2交联,3分子链结构的改变,4侧基的改变,5以上四种作用的综合。
5.什么是取向?答:高聚物分子和某些纤维状填料,在成型过程中由于受到剪切流动(剪切应力)或受力拉伸时沿受力方向作平行排列的现象,称为取向。
6.热稳定剂的作用是什么?哪些塑料需要加入热稳定剂?对热稳定剂的要求是什么?答:能延缓或避免由于热作用引起的塑料破坏和进一步降解。
PVC,PP等热稳定性差的塑料。
①消除PVC分子中不稳定的氯原子,抑制脱氯化氢;②吸收、中和氯化氢;③改变多烯结构,阻止颜色变化;④消耗**基,阻止氧化反应7.光稳定剂的作用是什么?其可分为几类?对光稳定剂的要求是什么?答:光稳定剂能抑制或减弱这高分子材料的光老化过程。
光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、**基捕获剂。
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。
高分子成型工艺课后答案
以上两个方面,都使流体进入小管时的能量消耗增大, 压力降增大。
出口膨胀效应:黏弹性液体流出管口后,流出液体的 直径增大膨胀的现象称为出口膨胀。
引起出口膨胀效应的主要原因为:
主要存在问题
ⅰ. 没有假设。 ⅱ. 黏度和稠度系数没有搞清。 参考答案
(1)几点假设 ⅰ. 液体为不可压缩的; ⅱ. 流动是等温过程; ⅲ. 液体在管道壁面不产生滑
移(壁表面速度等于零);
ⅳ. 液体的粘度不随时间而变 化,并在沿管道流动的全过程中其他性质也不发 生变化。
(2) 任意半径处的流动速度
第二章 成型物料的配制
主要是因为压力增大,使高聚物中的自由体积减小, 分子间距离减小,分子间作用力增大,从而使高聚物熔 体表观黏度增大。
4.什么叫入口效应和出口膨胀效应? 简要说明引起的原因和克服措施?
(1)主要存在问题
ⅰ. 有部分同学对这两个概念还不够清 楚,回答不完善。
ⅱ. 原因讲的不完善,尤其是对出口膨 胀效应,一方面是伸展取向,一方面与正应 力差有关系。如拉伸等。
主要特点是与金属皂类有协同效应,稳定性
好,兼具增塑作用;相容性差等。环氧大豆油、 环氧油酸丁酯等。
•
此外还有螯合剂等,但其不能单独使用。
3.简述混合的基本原理(三种作用)。 (1)主要存在问题
ⅰ. 有个别同学按混合、捏合和塑炼三个 方面讲。
ⅱ. 有的讲了三者的影响因素,有的没有; 简要讲一下更好。
ⅲ. 措施主要是工艺和设备方面的,其 他没有讲(不要求)。
ⅳ. 转速、剪切速率要考虑。
(2)参考答案
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。
《高分子材料成型加工》课后部分习题参考答案
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。
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。
(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。
高分子材料成型加工(塑料成型工艺学)考试复习题
1.以硬质PVC为例说明管材挤出成型加工工艺及其特点以及影响因素(10分)答:挤出工艺:物料经挤出机塑化、机头口模成型后,经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割,得到管材制品。
(3分)特点:①口模横截面积不能大于挤出机料筒横截面积的40%。
②挤出机头有直通式和偏移式两类,后者只用于内径尺寸要求精确的产品,很少采用。
③定径套内径略大于管材外径;机头上调节螺钉可调节管材同心度;牵引速度可调节管材尺寸;(4分)④PVC,粘度大,流动性差,热稳定性差;生成热多,结合缝不易愈合,管材易定型。
(3分)。
影响因素:温度、螺杆转速及冷却、牵引速度、压缩空气2.简述挤出成型原理并讨论提高加料段固体输送速率的措施。
原理:粉(粒)料,加入挤出机经①加热、塑化成熔体,再经机头口模②流动成型成连续体,最后经冷却装置③冷却定型成制品。
(4分)。
措施:提高螺杆转速,提高料筒内表面摩擦系数fb,降低螺杆外表面摩擦系数fs(4分)。
3.简述管材挤出的工艺过程及管材挤出的定径方法。
答:管材挤出的基本工艺是:物料经挤出机塑化、机头口模成型后,经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割,得到管材制品。
(3分)(4分)管材的内外径应分别等于管芯的外径和口模的内径。
管材挤出的定径方法分为定内径和定外径两种。
(2分)外径定型是使挤出的管子的外壁与定径套的内壁相接触而起定型作用的,为此,可用向管内通入压缩空气的内压法或在管子外壁抽真空法来实现外径定型。
(2分)内径定型法是将定径套装于挤出的塑料管内,即使挤出管子的内壁与定径套的外壁相接触,在定径套内通以冷水对管子冷却定径。
(2分)4.挤出时,渐变螺杆和突变螺杆具有不同的加工特点。
已知:PVC软化点75~165℃;尼龙的熔融温度范围则较窄,约10℃,它们应分别选用何种螺杆进行加工?简要说明理由。
(12分)答:PVC应选用渐变螺杆而尼龙应选择突变螺杆进行加工。
(4分)因为PVC是无定形塑料,无固定的熔点,软化温度范围较宽,其熔融过程是逐渐进行的,所以选择熔融段较长的渐变螺杆;PA是结晶性塑料,有固定的熔点,熔融温度范围较窄,温度达到熔点后,熔融较快,应选择熔化区较短的突变螺杆。
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原理复习题及答案
高分子材料加工成型原理考试复习资料考试题型1.填空题2512.选择题1023.名词解释534.解答题565.论述题110可挤压性是指聚合物通过挤压作用是获得形状和保持形状的能力;可挤压性主要取决于熔体的剪切粘度和拉伸粘度;熔融指数是评价热塑性聚合物特别是聚烯烃的挤压性的一种简单而实用的方法,它是在熔融指数仪中测定的;可模塑性是指材料在温度和压力作用下形变和在模具中模制成型的能力;可模塑性主要取决于材料的流变性,热性质和其它物理力学性质;聚合物的可延性取决于材料产生塑性形变的能力和应变硬化能力作用;由于松弛过程的存在,材料的形变必然落后于应力的变化,聚合物对外力响应的这种滞后现象称为滞后效应或弹性滞后;聚合物熔体的流变行为按作用力可分为剪切流动、拉伸流动;均相成核又称散现成核,是纯净的聚合物中由于热起伏而自发的生成晶核的过程,过程中晶核的密度能连续上升;异相成核又称瞬时成核是不纯净的聚合物中某些物质起晶核作用成为结晶中心,引起晶体生长过程,过程中晶核密度不发生变化;在Tg~Tm温度范围内,常对制品进行热处理以加速聚合物的二次结晶或后结晶的过程,热处理为一松弛过程,通过适当的加热能促使分子链段加速重排以提高结晶度和使晶体结构趋于完善;通常热处理的温度控制在聚合物最大结晶速度的温度Tmax;塑料成型加工一般包括原料的配制和准备、成型及制品后加工等几个过程;混合过程一般是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成;衡量其混合效果需从物料的分散程度和组成的均匀程度两方面来考虑;最常见的螺杆直径为45~150毫米;长径比L/D一般为18~25;压缩比是螺杆加料段最初一个螺槽容积于均化段最后一个螺槽容积之比,表示塑料通过螺杆全长范围时被压缩的倍数,压缩比愈大塑料受到的挤压作用愈大;根据物料的变化特征可将螺杆分为加料段、压缩段和均化段;锁模机构在启闭模具的各阶段的速度都不一样的,闭合时应先快后慢,开启时则应先慢后快再转慢;利用本身特定形状,使塑料或聚合物成型为具有一定形状和尺寸的制品的工具称模具;浇注系统是指塑料熔体从喷嘴进入型腔前的流道部分,包括主流道、分流道、浇口等;完成一次注射成型所需的时间称注射周期或称总周期;压制成型的加料方法可以分为重量法、容量法、计数法;分离力与辊筒的半径、长度和速度成正比,而和辊间距称反比;通常可将辊筒设计和加工成略带腰鼓型,或调整两辊筒的轴,使其交叉一定角度或加预应力,就能在一定程度上克服或减轻分离力的有害作用,提高压延制品厚度的均匀性;在压延过程中,热塑性塑料由于受到很大的剪切应力的作用,因此大分子会顺着薄膜前进方向发生定向作用,使生成的薄膜在物理机械性能上出现各向异性,这种现像称为压延效应;压延效应的大小,受压延温度、转速、供料厚度和物料性能等的影响,升温或增加压延时间,均可减轻压延效应;压延机的二辊用于橡胶或PVC的塑炼,三辊用于橡胶,四辊塑料;固定倒数第二辊;人造革就是以布或纸为基体,在其上覆以聚氯乙烯糊的一种复合材料;在一定条件下将片、板、棒等塑料型材通过再次加工成型为制品的方法,称为二次成型法;二次成型包括:中空吹塑成型、热成型、取向薄膜的拉伸等;中空吹塑成型是将挤出或注射成型的塑料管坯或型坯趁热于半熔融的类橡胶状时,置于各种形状的模具中,并即时在管坯中通入压缩空气将其吹胀,使其紧贴于模腔壁上成型,经冷却脱模后即得中空制品;拉幅薄膜热定型的目的:1消除内应力2降低收缩率3改善性能;1、简述离模膨胀的含义、原因及主要影响因素;答:定义:被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大的现象;离模膨胀比定义为充分松弛的挤出物直径d与口模直径D之比;圆形口模的离模膨胀比为:B = d/D 或B’ = d2/D2=B2原因:a、取向效应b、弹性变形效应c、正应力效应影响因素:1长径比一定,B随剪切速率增加而增大;在熔体破裂临界剪切速率之前有最大值Bmax,而后下降;2低于τc之下,B随τ增加而增大;高于τc时,B值则下降;3在低于临界c的一定的剪切速率下,B随温度升高而降低;4剪切速率恒定,B随长径比L/D的增大而降低;L/D超过某一数值时,B为常数;5离模膨胀比随熔体在口模内停留时间呈指数关系地减少;6离模膨胀比随聚合物的品种和结构不同而异;线性、柔性聚合物位阻低,松弛时间短,B值小;粘度大,分子量高,分布窄,非牛顿性强,松弛缓慢,B值大;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;答:水分以及其它低分子物的存在, 一方面因其在塑料的成型温度下会挥发成气体,从而造成制品表面缺乏光泽和出现气泡与银丝等外观缺陷;另一方面有可能促使聚合物大分子在高温下发生降解或交联反应,其结果不仅会使塑料熔体的粘度改变,给成型工艺控制带来困难,而且对制品的力学性能和电性能等也会产生不利的影响;各种热塑性塑料成型时的允许含水量很不相同;一般来说,成型温度较高而且在高温下较容易发生水解的塑料,其允许含水量就比较低;反之,允许含水量就比较高;例如,PC的成型温度高达300℃,因大分子链中有酯键,高温下的水解稳定性差,粒料的含水量大于%就很难成型,而且随含水量的增加,其制品外观和冲击强度明显下降;而PS由于成型温度不超过200℃,且大分子链中无易水解基团,故在其粒料含水量高达%时仍可顺利成型;PC干燥的工艺条件:循环鼓风干燥,温度110℃,时间:12h,料层厚度25~50mm;3、在生产硬聚氯乙烯管材时,物料经挤出塑化后,由机头挤出后,紧接着进行什么工序,说明此工序的作用,该工序是如何影响管材质量的答:紧接着进行冷却定型工序, 它的作用是将从口模挤出的物料的形状和尺寸进行精整,并将它们固定下来,从而得到具有更为精确的截面形状、表面光亮的制品;影响:定型装置的内表面的粗糙度直接影响管材的外观质量,定型装置内径尺寸决定了管材外径尺寸精度;真空度太小,吸管不紧影响尺寸和表面,真空度太大,牵引困难,不能正常生产;4、为什么说物料的初始温度过高,对加料段的固体输送能力不利答:物料的初始温度过高,易形成架桥,进料不畅,严重时不能进料;另外,高聚物与金属的摩擦因数是温度的函数,过高降低了物料与料筒的摩擦因数,降低了固体输送能力;5、为什么在一种设备上螺杆转速n不能过高并且靠增加转速来提高生产率也是有限度的答:随着转速的增加,物料所受到的剪切作用加大,即剪切速率增大,因为大多数聚合物都是假塑性流体,因此,随γ↑,η↓,则漏流↑,逆流↑,所以,当转速高到一定程度时,漏流和逆流对产量的影响就不能忽略了;在实际生产中,也不能靠提高螺杆的转速无限制的增加生产能力,随n不断提高,剪切速率达到一定范围后,就会出现熔体破裂现象;也就是说,对n的提高,限制性的因素就是是否出现了熔体破裂;经以上讨论,可知,随n的提高,可以提高生产率,但n的提高是有限制的;6、在模压成型过程中,为什么要采取预热操作预热有哪些设备答:模压前对塑料进行加热具有预热和干燥两个作用,前者为了提高料温,后者为了去除水分和其他挥发物;作用:①能加快塑料成型时的固化速度,缩短成型时间;②提高塑料流动性,增进固化的均匀性,提高制品质量,降低废品率;③可降低模压压力,可成型流动性差的塑料或较大的制品;预热:15~20 mpa,未预热:30 ±5 mpa预热设备:①电热板加热;②烘箱加热;③红外线加热;④高频加热等;7、在模压成型过程中,为什么要采取预压操作预压有那些设备预压就是在室温下将松散的粉状或纤维状的热固性模塑料压成重量一定,形状规则的型坯的工序;预压作用:①加料快、准确、无粉尘;②降低压缩率,可减少模具装料室和模具高度;③预压料紧密,空气含量少,传热快,又可提高预热温度,从而缩短了预热和固化的时间,制品也不易出现气泡;④便于成型较大或带有精细嵌件的制品;预压的设备是预压机和压模;8、压延效应产生的原因及减小的方法是什么答:产生的原因:在压延过程中,热塑性塑料由于受到很大的剪切应力和拉伸应力作用,因此高聚物大分子会沿着压延方向作定向排列,以至制品在物理机械性能上出现各向异性,即压延效应;减小的方法:物料温度适当提高,可以提高其塑性,加强大分子的运动,破坏其定向排列,可降低压延效应;降低辊筒转速,则压延时间增加,压延效应降低;辊筒存料量少,压延效应也降低;增加制品的厚度,可减小压延效应;尽量不使用各向异性的配合剂,压延后缓慢冷却,有利于取向分子松弛,也可降低压延效应;9、什么是人造革,简述其用压延法生产的工艺流程,并用示意图表示;答:人造革是以布、纸或玻璃布为基材,在其上覆以粘流态塑料如PVC、PU的一种复合材料;以压延法生产人造革时,基材应先经预热,同时粘流态塑料可先经挤压塑化或辊压塑化再喂于压延机的进料辊上,通过辊筒的挤压和加热作用,使塑料与基材紧密结合,再经压花、冷却、切边和卷取而得制品;下图为四辊压延机生产人造革示意图擦胶法;五、论述题1、论述注射成型的工艺过程;答:按其先后顺序主要包括:1)成型前的准备;①原料性能的了解,主要指热性能、流变性能、压缩率、吸湿性、细度、均匀度等;②原料的预处理,主要指原料的干燥、着色等;③料筒的清洗,在更换原料、调换颜色或发现正在加工中的塑料有一定降解现象出现时,就需要对料筒进行清洗;④嵌件预热;⑤脱模剂的选择,Ⅰ. 硬脂酸锌:不适用于PA;Ⅱ. 白油液体石蜡:对PA效果好,还可防止空隙;Ⅲ. 硅油:虽效果好,但价格高,使用麻烦需配甲苯溶液;2)注射过程;具体过程为:①加料塑化塑料粒子加入到料筒中,通过加热逐渐变成熔体柱塞式,或沿螺杆槽向前移动,通过料筒外的加热及螺杆转动时塑料产生的摩擦热逐渐转变为熔体;②充模注射柱塞或移动螺杆把塑料均匀的熔体推向料筒前端,经过喷嘴及模具浇注系统注入并充满模具的型腔;③保压充满之后,柱塞或移动螺杆仍保持施压状态,使喷嘴的熔体不断充实型腔,以确保不缺料;另可使大分子进一步松弛因有滞后;④凝封在浇注系统里的熔体体积比制品小的多先行冷却硬化,模腔内还未冷却固化的熔体就不会向喷嘴方向倒流,这一现象叫凝封;凝封则保压结束,可退螺杆和注塞;同时下一周期的加料塑化开始;⑤冷却保压结束,同时对模具内制品进行冷却、固化,一般冷却到塑料的玻璃态或结晶态;⑥脱模3)制品的后处理;主要指退火和调湿处理;退火是将制品放在一定温度的加热介质热水、热油等或热空气循环箱中静置一段时间,然后缓慢冷至室温,消除制品在加工过程中产生的复杂内应力;调湿处理是将刚出模的热制品放入热水中放置一段时间;主要是为了避免氧化变色放入热水中,隔绝氧;加快得到吸湿平衡,稳定制品尺寸;适量水分对PA等有增塑作用;可以改善柔性、韧性、拉伸强度等性能;2、论述塑料的一次成型和二次成型的联系和区别,并举例说明;答:一次成型是通过加热使塑料处于粘流态的条件下,经过流动、成型和冷却硬化或交联固化,而将塑料制成各种形状的产品的方法;一次成型包括挤出成型、注射成型、模压成型、压延成型等,成型制品从简单到极复杂形状和尺寸精密的制品,应用广泛,绝大多数塑料制品是从通过一次成型法制得的;二次成型是将一次成型所得的片、管、板等塑料型材,加热使其处于类橡胶状态,通过外力作用使其形变而成型为各种简单形状,再经冷却定型而得制品;二次成型包括中空吹塑成型、热成型、拉幅薄膜的成型等方法,仅适用于热塑性塑料的成型;二次成型是在一次成型的基础上进行成型的一种方法;区别:如PVC挤出吹塑成型过程:挤出管坯→合模→送入压缩空气,吹胀型坯→保压、冷却定型后脱模挤出管坯应属于一次成型,后面的成型过程属于二次成型,具体从成型对象、成型温度、形变来具体说明二者联系和区别;。
高分子材料成型工艺学_常州大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
高分子材料成型工艺学_常州大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.挤出胀大主要是由粘性形变的松弛引起的。
参考答案:错误2.下面几种高分子材料中,哪些是非晶材料参考答案:PS_ABS_PVC3.下述高分子材料中,介电性能最稳定的是参考答案:PPO4.成型时冷却速率快,则聚合物的结晶度。
(高或低)参考答案:低5.一般来说,绝大部分高分子材料的熔体和溶液都属于。
参考答案:假塑性流体6.聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和聚戊烯的主链结构完全一样,但它们的侧基结构逐渐变长,所形成的晶体熔融温度从高到低的顺序是参考答案:聚丙烯>聚乙烯>聚丁烯>聚戊烯7.聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯的主链结构完全一样,但它们的侧基位阻逐渐变大,它们的玻璃化转变温度从低到高的顺序是参考答案:聚乙烯8.影响聚合物熔体流动行为的因素是。
参考答案:熔体温度_分子链的特性_剪切速率9.表征高聚物熔体流动性的基本参数有两个,分别是。
参考答案:表观粘度_熔体流动速率10.聚合物结晶的必要条件是参考答案:结构规整性_分子链规整性11.分子链的刚性越强,则材料的耐热性能越。
(差或好)参考答案:好12.硬质PVC和软质PVC的重要区别是基体树脂PVC的分子量和增塑剂含量的不同,一般硬质PVC制品选用分子量大的基体树脂,软质PVC则选用分子量小的基体树脂。
参考答案:错误13.下面几种材料中最容易进行电镀或喷漆的是参考答案:PC14.PET、PC和PPO都是常用的工程塑料,它们的热变形温度由高到低的顺序是参考答案:PPO>PC>PET15.一般来说,高分子材料熔体的表观粘度越大,则熔体流动速率越大。
参考答案:错误16.高分子熔体的粘度随着温度的升高而。
(增加或是降低)参考答案:降低17.假塑性流体的典型特征是粘度随着剪切速率的增加而。
(增加或是降低)参考答案:降低18.晶态聚合物分子链的取向结构没有非晶态聚合物的聚向结构稳定。
高分子加工成型
一、判断1、对于结晶聚合物可在Tg以下进行薄膜和纤维的拉伸。
(错误)2、热固性塑料和热塑性塑料都可用双螺杆挤出成型。
(错误)3、结合橡胶的生成有利于配合剂粒子的分散,对改善橡胶的性能有好处。
(正确)4、塑化是在高于树脂流动温度和较低剪切作用下进行的。
(错误)5、开炼机工作时,两个辊筒相向旋转,速度不相等。
(正确)6、在橡胶压出成型过程中,压出温度十分重要,在压出机中,口型的温度最高。
(正确)7、在熔体输送理论中,存在以下四种类型的流动,其中漏流对挤出机总的挤出生产率的效果最大。
(错误)8、填料不仅能降低制品的成本,而且能降低聚合物的结晶倾向,提高玻璃化转变温度。
(正确)9、在挤出成型时,为了能在压力波动的情况下挤出比较均匀的制品,常选用浅槽螺杆。
(正确)10、模压厚度较大的制品时,由于所加厚料较多,所以成型时需要较大的成型压力,和较高的成型温度。
(错误 )二、选择题2.影响挤出机塑化能力的参数主要是(B)A螺杆直径 B 螺纹深度 C 螺纹升角 D 螺杆长径比8不属于挤出机螺杆形式的是(A)A等深等距 B变深变距 C等深变距 D等距变深10、注塑制品出现缩孔的原因可能是(C )。
A 模具温度低塑化不良B 注射速度过快C 塑件壁厚不均D 制件冷却过久三、填空10.注射模塑的过程表面看起来较复杂,其实质只包括___塑化_______和_________流动冷却_____________两个过程。
14 混合涉及到三种扩散的基本运动形式,即分子扩散、涡旋扩散和体积扩散。
15. 混炼的三要素:压缩、剪切和分配置换。
16. 在机械塑炼过程中,机械力作用使大分子链断裂,氧气对橡胶分子起化学降解作用,这两个作用同时存在。
17. 硫化是橡胶大分子链发生化学交联反应的过程,这一过程是在一定温度、压力和时间条件下完成的。
18. 在熔化理论中,从熔化开始到固体床的宽度降到零为止的总长度,称为熔化长度。
19. 热塑性塑料的注射过程包括加料、塑化、注射充模、冷却和脱模等几个工序。
高分子材料成型加工原理试题
一、填空1、聚合物具有一些特有的加工性质,如有良好的__可模塑性__,__可挤压性__,__可纺性__和__可延性__;2、__熔融指数__是评价聚合物材料的可挤压性的指标;4、按照经典的粘弹性理论,线形聚合物的总形变由普弹性变、推迟高弹形变、粘弹性变三部分组成;5、晶核形成的方法:均相成核、异相成核;6、单螺杆挤出机的基本结构:传动部分、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模、辅助设备;1.按照塑料塑化方式的不同,挤出工艺可分为干法和湿法二种;按照加压方式的不同,挤出工艺又可分为连续式和间歇式两种;2 、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;3、注射过程包括加料、塑化、注射、冷却和脱模五大过程;7、螺杆结构的主要参数:t、W、h分别指的是螺距、螺槽宽度、螺槽深度;1、非牛顿流体受到外力作用时,其流动行为有以下特征:剪应力和剪切速率间通常不呈比例关系,因而剪切粘度对剪切作用有依赖性;非牛顿性是粘性和弹性行为的综合,流动过程中包含着不可逆形变和可逆形变两种成分;2、聚合物的粘弹性行为与加工温度T有密切关系,当T>Tf时,主要发生粘性形变,也有弹性效应,当Tg<T< Tf 时,主要发生弹性形变,也有粘性形变8.聚合物加工过程中的主要的物理变化有:结晶和取向;主要化学变化有:降解和交联;3、制品的尺寸和型坯尺寸之比,即型坯吹胀的倍数称吹胀比,一般吹胀比为2~4倍;9、单螺杆挤出机的基本结构:传动部分、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模、辅助设备1.根据聚合物的力学性质和分子热运动特征,可将聚合物划分为三种聚集状态,即玻璃态、高弹态和粘流态;2.根据应变中有无弹性效应和应变对时间的关系,通常可将非牛顿流体分为三种类型:粘性液体、粘弹性液体和时间依赖性液体;6.表示螺杆结构特征的基本参数有直径、长径比、压缩比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺杆与料筒的间距等;6、口径不大的各种瓶、壶、桶和儿童玩具等选用中空吹塑成型生产方法;7. 塑料中空吹塑成型有三种常见的方法,它们分别是:注射吹塑、挤出吹塑和注射拉伸吹塑;二、名词解释1、熔融指数:热塑性塑料在一定温度和压力下,熔体在10钟内通过标准毛细管的重量值,以g/10min来表示;1. 滞后效应:由于松弛过程的存在,材料的形变必然落后于应力的变化,聚合物对外力响应的滞后现象叫滞后效应;3. 压缩比:是螺杆加料段最初一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比,压缩比愈大塑料受到的挤压作用愈大;5. 一次成型:通过加热使塑料处于粘流态的条件下,经过流动、成型和冷却硬化或交联固化,而将塑料制成各种形状产品的方法;注射周期:完成一次注射成型所需的时间称注射周期或称总周期;它由注射、保压时间、冷却和加料时间以及开模、辅助作业和闭模时间组成;滞后效应或弹性滞后:由于松弛过程的存在,材料的形变必然落后于应力的变化,聚合物对外力响应的滞后现象称为滞后效应;切力变稀:如果因为剪切作用使液体原有结构破坏,液体的流动阻力减小,以致引起液体表观粘度随剪切速率增大而降低,这种现象称为“切力变稀”;2、切力增稠:若因新结构形成而导致表观粘度随剪切速率增大而增加的现象则称为“切力增稠”;1. 拉伸流动:聚合物在加工过程中受到拉应力作用引起的流动称为拉伸流动;3. 末端效应入口效应或模口膨化效应或巴拉斯效应:管子进口端与出口端这种与出口端这种与聚合物液体弹性行为有紧密关系的现象4.可延性:表示无定形或半结晶固体聚合物在一个方向或二个方向上受到压延或拉伸时变形的能力3.收敛流动:聚合物在具有截面尺寸逐渐变小的锥形管或其它形状管道中的流动称为收敛流动;三、选择1.由图形-非牛顿流体的应力-应变关系,可得出结论是ABCA.剪应力和剪切速率间通常不呈比例关系;B.剪切粘度对剪切作用有依赖性;C.非牛顿性是粘性和弹性行为的综合;D.流动过程中只包含着不可逆形变4、聚合物分子量对材料热性能、加工性能的影响,下列叙述正确的是BA、软化温度降低B、成型收缩率降低C、粘度下降D、加工温度降低5、同时改进塑料的流动性,减少或避免对设备的粘附,提高制品的表面光洁度助剂是AA 润滑剂B增塑剂C 防老剂D偶联剂5、下列不属于单螺杆挤出机的基本结构的是CA传动部分B加料装置 C 切割装置D机头和口模1、注射速度增大,下降的是 DA冲模压力B内应力C接缝强度D表面质量1.下列成型加工方法中属于一次成型的是:BCA.中空吹塑成型B.挤出成型C.注射成型D.热成型3.注塑机的注射系统中不包括下列哪些部件 DA.螺杆B.分流梭和柱塞C.喷嘴D.定模型腔4.随着硫化时间的增加,橡胶的哪些性能会随之逐渐下降ADA.可塑性B.回弹性C.硬度D.伸长率5.下列哪种炭黑吸油能力最强 CA.热裂炭黑B.槽法炭黑C.炉法炭黑D.白炭黑1、下列不属于聚合物加工转变的是CA、形状转变B、结构转变C、化学键转变D、性能转变2、熔融指数的单位BA、g/minB、g/10minC、g/10sD、g/s4、下列哪种流动属于聚合物的复杂流动DA、摇曳流动B、环形流动C、不稳定流动D、收敛流动5、成型加工过程中的聚合物的取向AA、流动取向和拉伸取向B、剪切取向和流动取向C、剪切取向和拉伸取向D、结晶取向和流动取向6、主要为了体现聚合物光化性能的添加剂是DA、增容剂B、补强剂C、阻火燃剂D、热稳定剂7、如图是料温对某些成型性能及制品物性的影响,其中表示对流动长度的影响的曲线是B8、口径不大的各种瓶、壶、桶和儿童玩具等选用哪种成型生产方法 BA、冷挤压成型法B、中空吹塑法C、注射成型法D、拉伸成型法1下列哪个不是聚合物一些特有的加工性质:CA 可挤塑性B 可挤压性C 可抗拉性D 可纺性4 挤出设备的核心是:DA机头B口模 C 螺杆D挤出机4、单螺杆挤出机的生产能力与其螺杆直径的关系是BA、平方B、立方C、四次方D、五次方四、判断2.牛顿液体在圆形管道中流动时具有抛物线形的速度分布,管中心处的速度最大,管壁处速度为零,圆管中的等速线为一些同心圆,平均速度是中心速度的1/2; 正确3.落球粘计常用于测定聚合物溶液浓度,而很少用于测熔体浓度; 正确4.增塑剂通常是对热和化学试剂都很稳定的一类有机化合物;一般是在一定范围内能与聚合物相溶而又不易挥发的液体;少数是熔点较低的固体;正确7.硫化速度随温度的升高而降低错误1. 聚合物大分子松弛过程的速度与分子间相互作用能和热运动能的比值有关; 正确2. 聚合物成型加工松弛时间与温度无关; 错误3.通常把在室温至Tg附近的拉伸称为“冷拉伸”, 在Tg附近的拉伸称为“热拉伸”; 正确4. 判断聚合物可模塑性的方法是螺旋流动试验; 正确5. 塑料的二次成型适用于热固性塑料的成型; 错误聚合物大分子松弛过程的速度即松弛时间与分子间相互作用能和热运动能的比值无关╳2、聚合物柔性越大,缠结点越多,聚合物流动时非流动性愈强; √3、聚合物分子量增加材料蠕变性能增加; ╳4、塑料的二次成型仅适用于热塑性塑料的成型; √1、聚合物柔性越大,缠结点越多,聚合物流动时非流动性愈强; √2、分子量增大,抗张强度,蠕变增大; ×3、单螺杆挤出机生产能力计算:Q=βD3nD-螺杆半径; ×好像是对的4、挤出设备的核心是口模×5、塑料的二次成型仅适用于热塑性塑料的成型√1、判断聚合物可模塑性的方法是螺旋流动试验;√2、聚合物成型加工松弛时间与温度无关;×4、聚合物的成型收缩率随着分子量的增加而增大×5、润滑剂的改进塑料的流动性,减少或避免对设备的粘附,提高制品的表面光洁度;√6、塑料的二次成型仅适用于热塑性塑料的成型;√1.注塑成型熔融指数小,挤出成型熔融指数大; ×2.非牛顿流体受到外力作用时,剪应力和剪切速率之间不呈比例关系,因而剪切粘度对剪切作用有依赖性√3.收敛流动中最大流速出现在管道的最小截面处; √4.聚合物结晶时,在Tg和Tm处成核速度为零,但晶体的生长速度不为零; ×5.随着聚合物分子量分布增宽,材料的大多数力学性能、热性能升高; ×6.选用增塑剂时要考虑分子量,分子量越小,增塑效果越好,但稳定性差; √7.单螺杆挤出机的螺杆的长径比大,能改善物料的温度分布,但不利于塑料的混合和塑化; ×8.熔体流动包括三种主要形式:正流、横流和漏流; ×9.注射成型中,注射机压力降会随着料温的升高而降低,而充模压力会随着模温的升高而升高; ×1、随温度的升高,自由体积减小,聚合物粘度下降; 错2、聚合物大分子松弛过程的速度仅与分子间相互作用能有关; 错3、制品收缩的原因主要是熔体成型时骤冷使大分子堆积的较紧密; 错4、常用的毛细管粘度计是挤压式毛细管流变仪; 对5、粒度主要影响混合的均匀性; 对6、流动主要包括正流、逆流、横流、竖流这四种主要形式; 错7、制品的尺寸和型坯尺寸之比,亦即型坯吹胀的倍数称吹胀比,一般吹胀比为1~3倍;错1、线性聚合物的可延性来自于大分子的长链结构和柔性;对2、聚合物成型加工松弛时间有关与温度无关;错5、润滑剂可以改进塑料的流动性,减少或避免对设备的粘附,提高制品的表面光洁度;对9、塑料的二次成型仅适用于热塑性塑料的成型;对1、线性聚合物的可延性来自于大分子的长链结构和柔性;√4. 在Tg~Tf温度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,使制品的形状能较快的稳定下来;√5. 聚合物的成型收缩率随着分子量的增加而增大;×1、判断聚合物可模塑性的指标是熔融指数; X2、通常非牛顿流体的剪应力与剪切速率不成线性关系; √3、随着注射速度的增加,制品的内应力增加; √5、不饱和胶可采用硫磺硫化; √1. 聚合物的形变和流动可能是纯弹性和或纯粘性的;×2. 结晶速度慢、结晶完全、结晶聚合没有清晰的熔点是聚合物结晶的基本特点;×3.料温越高流动长度和制品表面光洁度越高; √4. 挤出设备的核心是挤出机;√五、简答2.影响结晶过程的主要因素81冷却速度的影响;2融融温度和熔融时间的影响;3应以作用的影响;4低分子物:固体杂质和链结构的影响;4、简述什么是一次成型、二次成型4ˊ答:一次成型:通过加热使塑料处于粘流态的条件下,经过流动、成型和冷却硬化或交联固化,而将塑料制成各种形状产品的方法;二次成型:将一次成型法制得的片、管、板等塑料成品,加热使其处于类橡胶状态在材料的Tg-Tf或Tm间,通过外力使其形变而成型为各种较简单形状,再经冷却定型而得产品;简述防老剂的防老机理4ˊ1抑制聚合物的降解作用2抑制聚合物的氧化作用3抑制聚合物的光降解作用4消除聚合物杂质的催化作用简述切力增稠现象及其原因5ˊ切力增稠:若因新结构形成而导致表观粘度随剪切速率增大而增加的现象则称为“切力增稠”;“切力增稠”现象起因:剪切速率或剪应力增加到某一数值时液体中有新的结构形成,引起阻力增加,以致液体的表观粘度剪切速率或剪切应力的增加而增大,这一过程并伴有体积的胀大;2、螺杆的各部分分类及作用答:1分类:根据物料的变化特征可将螺杆分为加料段、压缩段、均化段;2作用:加料段的作用是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;压缩段的作用是压实物料,使物料由固体转化为熔体,并排除物料中的空气;均化段的作用是将熔融物料,定容定压地送入机头使其在口模中成型; 4、成型加工过程中如何避免聚合物的降解1严格控制原材料技术指标,使用合格原材料;2使用前对聚合物进行严格干燥;3确定合理的加工工艺和加工条件,使聚合物能在不易产生降解的条件下加工成型;4加工设备和模具应有良好的结构;5在配方中考虑使用抗氧剂、稳定剂等以加强聚合物对降解的抵抗能力;1. .图为圆管挤出机头结构示意图,请指出图中的字母标示各指的是什么部件;6分答:D----螺杆外径d---螺杆根茎t ---螺距W ---螺槽宽度e---螺纹宽度b---螺槽深度Φ---螺旋角L----螺杆长度δ---间隙分别论述一次成型和两次成型的特点;6分答:一次成型:通过加热使塑料处于粘流态的条件下,经过流动、成型和冷却硬化或交联固化,而将塑料制成各种形状产品的方法;二次成型:将一次成型法制得的片、管、板等塑料成品,加热使其处于类橡胶状态在材料的Tg-Tf或Tm间,通过外力使其形变而成型为各种较简单形状,再经冷却定型而得产品;。
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添加剂:是实现高分子材料加工过程,最大限度地发挥制品的性能或赋予某些特殊性能,便于加工,可降低成本的重要辅助成分。
二次成型:指在一定条件下将高分子材料一次成型所得的型材通过再次成型加工,以获得制品的最终型样的技术。
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。
注射成型又叫注塑成型(=注射+模塑)。
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。
是加工塑料薄膜、片材如地板胶及胶布、人造革、等制品的主要方法。
挤出成型是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用,边受热塑化,边被螺杆向前推送,连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。
压制成型:是指借助外压实现成型物料造型的一次成型技术。
可分为层压成型和模压成型。
稳定剂:能防止或抑制高分子材料由光、热、氧、霉菌等引起的老化作用的助剂的总称润滑剂:能降低熔体与加工机械或模具之间和熔体内部相互之间的摩擦和粘附,改善流动性,促进加工成型,利于脱模,提高生产能力和制品外观质量及光洁度的物质交联剂及相关添加剂:提高交联效率,改善工艺性能,提高制品质量填充剂;能降低成本并(或)提高制品某些性能而添加到高分子材料基质中的固体物质。
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。
答:晶态聚合物:T m~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。
熔点(Tm):是晶态高聚物熔融时的温度。
表征晶态高聚物耐热性的好坏。
7 .要使聚合物在加工中通过拉伸获得取向结构,应在该聚合物的什么温度下拉伸?答:应该在聚合物的玻璃化温度和熔点之间进行,因为分子在高于Tg时才具有足够的活动,这样在拉应力的作用下,分子才能从无规线团中被拉伸应力拉开、拉直和在分子彼此之间发生移动。
7 .何谓胶料混炼过程中产生的结合橡胶(炭黑凝胶)?答:橡胶与炭黑混炼时,由于炭黑表面具有一定的活性,因而与混炼时产生的R •生成一定数量的化学形式和物理形式的结合体,形成一种不溶于橡胶溶剂的产物,称结合橡胶(炭黑凝胶)。
9 .什么叫塑料的混合和塑化,其主要区别在哪里?答:塑料的混合:这是物料的初混合,是一种简单混合,在低于流动温度和较为缓和的剪切速率下进行的一种混合。
混合后,物料各组份的物理和化学性质无变化。
只是增加各组份颗粒的无规则排列程度,没有改变颗粒的尺寸。
设备:捏合机、高速混合机。
塑料的塑化:再混合,是高一级的混合,在高于流动温度(T f 或Tm)和较强烈的剪切速率下进行。
混合后,物料各组份的物理和化学性质有所变化。
塑化的目的是使物料在一定温度和剪切力下熔融,驱出其中的水份和挥发物。
使各组份的分散更趋均匀,得到具有一定可塑性的均匀物料。
设备:密炼机、开炼机、挤出机。
11.塑料的塑化与橡胶的塑炼二者的目的和原理有何异同?答:塑化:再混合,是高一级的混合。
在高于流动温度(Tf 或Tm)和较强烈的剪切速率下进行。
混合后,塑料各组份的物理和化学性质有所变化。
其目的是使物料在一定温度和剪切力下熔融,驱出其中的水份和挥发物。
使各组份的分散更趋均匀,得到具有一定可塑性的均匀物料。
塑炼:使生胶由强韧的弹性转变为柔软的便于加工的塑性状态的过程。
目的是使生胶获得一定的可塑性,使之适合于混炼、压延、压出、成型等工艺操作;使生胶的可塑性均匀化,以便得到质量均匀的胶料。
(目的是降低弹性,增加可塑性,获得流动性;混炼时配合剂易于分散均匀,便于操作;使生胶分子量分布变窄,胶料质量均匀一致。
)12.什么是“生胶的塑炼”,什么是“塑料的塑炼”,为什么要分别对生胶和塑料进行塑炼?两者分别可采取哪些措施,提高塑炼效果?答:生胶的塑炼:使生胶由强韧的弹性转变为柔软的便于加工的塑性状态的过程。
目的是使生胶获得一定的可塑性,使之适合于混炼、压延、压出、成型等工艺操作;使生胶的可塑性均匀化,以便得到质量均匀的胶料。
(目的是降低弹性,增加可塑性,获得流动性;混炼时配合剂易于分散均匀,便于操作;使生胶分子量分布变窄,胶料质量均匀一致。
)塑料的塑炼:再混合,是高一级的混合。
在高于流动温度(Tf 或Tm)和较强烈的剪切速率下进行。
混合后,塑料各组份的物理和化学性质有所变化。
其目的是使物料在一定温度和剪切力下熔融,驱出其中的水份和挥发物。
使各组份的分散更趋均匀,得到具有一定可塑性的均匀物料。
4 .在热固性塑料模压成型中,提高模温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:在热固性塑料模压成型中,提高模温一般应相应地升高模压压力才对模压成型工艺有利。
在一定范围内模温提高能增加塑料的流动性,模压压力可降低;但模温提高也会使塑料的交联反应速度加速,从而导致熔融物料的粘度迅速增高,因而需更高的模压压力。
综合以上因素,提高模温一般应相应地提高模压压力。
10.橡胶的硫化历程分为几个阶段?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-正硫化阶段,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。
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。
(硫化平坦期的宽窄取决于:配方、温度等)(4 )过硫期-过硫阶段,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。
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,而且对硫化工艺的安全性及制品硫化质量有直接影响。
13.何谓硫化三要素?对硫化三要素控制不当会造成什么后果?答:硫化三要素是指硫化的压力、温度和时间。
①模型硫化时必须施以压力。
压力过低,胶料流动性差,不能充满模腔,制品容易产生泡,胶料不够致密,机械性能下降;但过高压力对橡胶的性能也不利,高压会对橡胶分子链的热降解有加速作用;对于含纤维织物的胶料,高压会使织物材料的结构被破坏,导致耐屈挠性能下降。
②硫化温度是橡胶发生成化反应的基本条件,它直接影响硫化速度和产品质量。
硫化温度太高,硫化速度太快,胶料刚受热即交联而流动性下降,得不到所需要的产品,且高温易引起橡胶分子链裂解,乃至发生硫化返原现象,结果导致强伸性能下降;反之,硫化温度低,硫化速度慢,生产效率低,直至不硫化。
③在一定的硫化温度和压力下,橡胶有一最适宜的硫化时间,时间太长则过硫,时间太短则欠硫,对产品性能都不利。
3 .什么叫压缩比?挤出机螺杆设计中的压缩比根据什么来确定?答:螺杆的压缩比是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,它表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。
压缩比的大小取决于挤出塑料的种类和形态,粉状塑料的相对密度小,夹带空气多,其压缩比应大于粒状塑料。
另外挤出薄壁制品时,压缩比应比厚壁制品的大。
2 .挤出螺杆一般分为哪几段?每段各有什么作用?对于晶态塑料的挤出成型,应选择何种螺杆?其L2的长度有何特征,为什么?答:加料段--- 对料斗送来的塑料进行加热,同时输送到压缩段。
塑料在该段始终保持固体状态。
压缩段---对加料段来的料起挤压和剪切作用,同时使物料继续受热,由固体逐渐转变为熔融体,赶走塑料中的空气及其他挥发成分,增大塑料的密度,塑料通过压缩段后,应该成为完全塑化的黏流状态。
均化段---使熔融物料在均化段螺杆和机头回压作用进一步搅拌塑化均匀,并定量定压地通过机头口模挤出成型。
结晶型聚合物,熔化温度范围很窄,因而压缩段很短,应选择突变型螺杆。
4 .什么是挤出机螺杆的长径比?长径比的大小对塑料挤出成型有什么影响?长径比太大又会造成什么后果?答:挤出机螺杆的长径比是指螺杆工作部分的有效长度L 与直径Ds之比。
L/Ds大,能发送塑料的温度分布,混合更均匀,并可减少挤出时的逆流和漏流,提高挤出机的生产能力。
L/Ds过小,对塑料的混合和塑化都不利。
L/Ds太大,对热敏性塑料会因受热时间太长而易分解,同时螺杆的自重增加,自由端挠曲下垂,容易引起料筒和螺杆擦伤,制造和安装都困难,也增大了挤出机的功率消耗。
5 .渐变型和突变型螺杆有何区别?它们各适合哪类塑料的挤出?为什么?答:渐变型螺杆的压缩段较长,为螺杆全长的55%~65%,PVC 挤出成型用螺杆压缩段甚至达到100%。
渐变型螺杆适合无定型塑料的生产,因为无定型塑料的熔融温度范围宽。
突变型螺杆的压缩段较短,为3~5Ds ,PA的挤出成型用螺杆压缩段甚至仅为一个螺距的长度。
突变型螺杆适合结晶型塑料的生产,因为结晶型塑料的熔融温度范围很窄。
(所谓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:而所谓突变型螺杆的上述过渡是在较短的螺杆轴向距离内完成的。
)6 .提高挤出机加料段固体输送能力,应对设备采取什么措施?指出其理论依据。
答案要点:结构角度:1 增加螺槽深度;2 降低物料与螺杆的摩擦系数;3 增加物料与料筒的摩擦系数; 4 选择适当的螺旋角。
工艺角度:1 增加料筒温度(fb↑);②降低螺杆温度(fs↓)。
2 .塑料挤出机的螺杆与移动螺杆式注射机的螺杆在结构特点和各自的成型作用上有何异同?答:挤出螺杆:输送、塑化、计量。
均化段槽深h 3 浅、长径比L/D大、压缩比ε大。
加料段L1 短,均化段长L3 长。
平动+转动(前移)。
螺杆头部形状多样。
物料熔融是一个稳态的连续过程。
注射螺杆:预塑化、注射。
均化段槽深h 3 深、长径比L/D 小、压缩比ε小。
加料段L1 长,均化段长L3 短。
平动+转动(前移+注射)。
螺杆头部为尖锥形。
物料熔融是一个非稳态的间歇过程。
3 .请从加热效率出发,分析柱塞式注射机上必须使用分流梭的原因。
答:使用分流梭加快了热传导,有利于减少或避免塑料过热而引起的热分解现象。