聚合物成型加工复习题-最终版教学提纲

聚合物成型加工复习

题-最终版

一、填空题：

1.影响聚合物流变行为的主要因素有温度、压力、剪切速率、聚合物结构和组成。

2.对塑料制品进行热处理的主要目的是消除制品的内应力、提高尺寸稳定性。热处理应该在

3.高于玻璃态转化温度低于粘流温度的温度范围内进行。此过程中聚合物的结晶度增高，取向度

降低。

4.在处于粘流温度以上较小区域的温度范围，聚合物的粘度符合ln= lnA + E/RT

η，其中Eη为聚合

η

物的粘流活化能（千卡/克分子）。

6.螺旋流动试验被广泛地用来判断聚合物的可模塑性。

8.在平均分子量相同时，随分子量分布变宽，聚合物熔体的粘度迅速下降，流体的非牛顿性更

强。

9.混合过程一般是靠扩散、对流、剪切作用来完成的，在初混合过程中起主要作用的是对流作

用，塑炼过程中起主要作用的是剪切作用。

10.固体物料的混合效果可以用分散程度和均匀程度来评定。

12.在聚合物成型加工中，流动和拉伸会使聚合物产生取向。

14.用于物料的塑炼的常用设备有开炼机、密炼机、螺杆挤出机等。

15.“五大合成树脂”是指聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）和

ABS树脂，其中，热稳定性最不好的是指聚乙烯（

16.某PP熔体的粘度为4000Pa·s，若其平均分子量增加一倍，在同样条件下，熔体的粘度约为

42224Pa·s。

17.聚合物熔体在园管中流动，在管壁处所受的剪切应力最大。

18.某PVC配方为（以PVC为100份计）：邻苯二甲酸二辛酯40，二盐基亚磷酸铅3，石蜡0.8，

氯化石蜡5。各组分的主要作用分别为：邻苯二甲酸二辛酯是增塑剂，二盐基亚磷酸铅

是热稳定剂，石蜡是润滑剂，氯化石蜡是增塑剂。

20.注射成型时充模不满的可能原因有树脂塑化量不足、模温过低、流道部分堵塞、注射压力过

低、注射速度太低等。

21.单螺杆挤出机的螺杆可分为加料段、压缩段、均化段等基本功能段。其中，压缩段的螺槽容积

逐渐变小，料筒中的压力在均化段提升最大。

22.为了提高物理机械性能和尺寸稳定性，初生纤维要进行后拉伸和热定型等后处理。

23.保压压力过高会产生制品的内应力增加、制品因收缩过小而脱模困难等后果。

24.请从（挤出，压延，注射，中空吹塑，挤出吹膜，离心铸塑，平膜法，反应注射，传递模塑，

层压，热成型，气体辅助注射）中选择最适宜的生产下列制品的方法：矿泉水瓶热成型、电视机ABS塑料外壳注射、PVC塑料管挤出吹膜、PVC人造革压延、胶合板压出、电线挤出、高强度PP薄膜压延、一次性PP塑料杯挤出吹膜、背心式塑料袋、PF插线板注射、聚氨酯鞋底注射。

25.为提高螺杆挤出机对固体物料的输送能力，一般要求物料与料筒间的摩擦力较大、与螺杆间的

摩擦力较小。

26.按照制造型坯的方式，中空吹塑可分为注射吹塑和挤出吹塑，其中挤出吹塑设备较简单、适用

性较广，注射吹塑制品精度较高。

27.根据其结构特点，注射机可分为柱塞式和螺杆式两类，大型注射机一般为螺杆式。

28.热塑性塑料注射成型时料筒温度应高于聚合物的T f（或T m），低于T d；热固性塑料注射成型

时，模具温度高于料筒温度。

29.模压成型主要用于热固性塑料的成形加工。

二、问答题：

1.塑料薄膜的成型方法主要有哪些？各自的主要优缺点？

塑料薄膜的成型方法1）平膜法：

2）吹膜法：优点：设备简单，投资少；薄膜经拉伸，吹胀，力学性能较好；无边料，成品率高，成本低；幅面宽（可达10m以上），焊缝少，易于制袋。缺点：厚度均匀度差；生产线速度较低（通常<100m/min），产量不高；

3）流涎法；

4）双向拉伸法；

5）压延：压延成型的优点（1）加工量大（2）生产速度快（3）质量好（4）连续生产，效率高。

压延成型的缺点（1）设备庞大，辅机众多，投资大，维修困难（2）设备专用性强，产品调整困难（3）幅宽受到限制。

2.什么是增塑剂？对高分子材料的加工性能和使用性能有何影响？

增塑剂是指用以使高分子材料塑性增加，改进其柔软性、延伸性和加工性的物质。

增塑剂对高分子材料加工性能的影响：粘度减小，流动性增加非牛顿性减小（流动指数n→1）。

增塑剂对高分子材料使用性能的影响：如，玻璃化温度和软化温度：随增塑剂用量增加而呈线性降低；机械性能：强度、硬度、模量降低，抗冲击性、伸长率、耐寒性提高；电绝缘性：通常降低，氯化石蜡电性能好；耐久性：耐挥发性、抽出性（到水、油中）、迁移性（到固体中）。要求分子量350以上，分子量大于1000时耐久性很好。

3.什么是聚合物的可挤压性？简述可挤压性与粘度的关系。

可挤压性：聚合物通过挤压作用产生形变而获得形状和保持形状的能力。粘度过低，流动性好，但保持形变的能力差；粘度过高，流动和成型困难。

4.图中所示的四种流动曲线分别对应什么类型的流体？聚合物熔体一般是属于哪种类型？为什么？

1：宾汉流体；2：膨胀性流体；3：牛顿流体；4：假塑性流体。聚合物熔体通常为假塑性流体（剪切速率的变化比剪切应力的变化快，表观粘度随剪应力或剪切速率的增加而降低（切力变稀））。

高分子的链很长，会彼此缠绕在一起，高分子流动是通过链段的相继跃迁完成的，因此，剪切力不同，分子链沿着力的方向伸展的程度就不同，粘度就会不断发生改变。剪切变稀，粘度随着剪切力的增加而降低。结构上可以说剪切力大了，链段运动能力增强，所以是假塑性流体。

5.从聚合物的结晶、取向等角度简要说明聚合物成型加工时冷却速度对制品性能的影响。

从聚合物的结晶角度：冷却速度（取决于熔体温度与冷却介质温度的差值）缓冷：易形成大球晶，制品发脆，且生产周期长。骤冷：聚合物来不及结晶。厚制品：表面骤冷中间非骤冷，结晶程度不一致，稳定性和力学性能不好。薄膜：可降低结晶度，使透明性、韧性较好。中等冷却速度：介质温度处于Tg以上附近范围。结晶较完整，结构较稳定，制品性能好（“强而韧”），生产周期较短。

从聚合物的取向角度：温度升高使聚合物易取向和解取向。冷却速度越快，取向结构越易被冻结保留（

6.简要分析单螺杆挤出机中液体在螺槽中的流动情况。

1．正流：即沿着螺槽向机头方向的流动；它是螺杆旋转时料筒对物料的拖曳以及螺纹斜棱的推力作用的结果，其流动也称拖曳流动，其体积流率用Q D表示。

2．逆流：逆流的方向与正流相反，它是由机头、口模、过滤网等对塑料反压所引起的反压流动，所以又称压力流动。逆流的体积流率用Q P表示。

3．横流与螺纹斜棱相垂直方向的环流。这种流动对塑料的混合、热交换和塑化影响很大，但对总的生产率影响不大。

4．漏流受反压作用从螺杆与料筒的间隙δ，沿着螺杆轴向料斗方向的流动。由于δ通常很小，所以漏流比正流和逆流小得多。其体积流率以Q L表示。

上述四种流动的组合使得熔体在螺杆挤出机中以螺旋形的轨迹向前流动。

7.螺杆各段的输送能力的相对大小应满足什么条件?挤出机的生产率与哪些因素有关?

应满足：Q加料段≥Q压缩段≥Q均化段，这样才能使操作平稳，生产正常。但三者不能相差太大，否则压力太大，超负荷。因此在正常状态下均化段的生产率就可代表挤出机的生产率。

1）机头压力

2）螺杆转速

3)螺杆几何尺寸：螺杆直径；螺槽深度h；均化段长度L。