聚合物加工基础学习知识原理复习资料题
聚合物成型加工基础练习题
聚合物成型加工基础练习题(总44页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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。
不稳定流动即可由于熔体弹性回复的差异产生熔体破碎现象。
高分子 聚合物加工原理试题
高分子聚合物加工原理试题聚合物加工原理试题一、名词解释:1、高聚物的成型加工通常是在一定温度下使聚合物变形或熔融,经过模具或口模流道的压塑,形成所需的形状,通过定型得到能保持所取得形状的制品的工艺过程。
2、热塑性塑料塑料的一大类。
以热塑性树脂为基本成分的塑料,一般具有链状的线型结构,受热软化,在成型过程中是物理变化过程,成型冷却后便成为成品。
可反复塑制。
4、异型材的挤出成型通过挤出成型将聚合物材料制成横向截面非圆形、环形的各种异型形状的连续型材的工艺过程。
二、填空4、在粉料的制备过程中,首先要做好原料的准备工作,准备工作的第一项是原料的预处理,原料的预处理通常是指树脂过筛、吸磁、固体助剂粉碎、粉状助剂磨浆、母料的配制等工作。
6、挤出理论概括为固体输送理论、熔融理论、熔体输送理论三个理论,其意义在于寻求在聚合物加工中提高产量、提高塑化质量、降低能量消耗的有效途径。
10、常见双螺杆挤出机的类型:异向旋转平行啮合型双螺杆挤出机、同向旋转平行啮合型双螺杆挤出机、异向旋转锥型啮合双螺杆挤出机。
三(判断题: (每题1分)1.降低物料与螺杆的摩擦系数,有利于提高固体输送率。
( )3.如果有几种非牛顿流体,其中非牛顿指数n最小者,其流动行为必定与牛顿流体偏离最远。
()4.在评定固体物料的混合状态时,不仅要比较取样中各组分的比率与总体比率间的差异大小,而且还要考查混合料的分散程度。
( )5.拉伸后的薄膜或单丝,在重新加热时,将会延着分子定向方向发生较大的收缩。
()10.在塑料成型操作中,对一种表观粘度随温度变化不大的聚合物来说,可以仅凭增加温度来增加其流动性而成型。
( )四(计算题一台单螺杆挤出机,加料段螺杆的几何参数为:料筒内径D,90mm,螺距S,90mm,螺杆根部直径Ds,62mm,螺纹宽度e??,9mm,螺纹头数i,1;求:这台挤出机的最大挤出量。
已知:Db,90,Ds,62,h1,(Db-Ds)/2, ( 90-62)/2,14mm解:(φb,arctan(s/πDb),arctan(90/3.14×90),17.67?(φs,arctan(s/πDs),arctan(90/3.14×62),24.81?(φ,arctan(s/πD),arctan(90/3.14×76),20.66?sinφb,sin17.67?,0.30 cosφ,cos17.67?,0.95n Wb,s/i cosφb- e,=90× cos17.67?-9 = 90× 0.95-9=76.5 n Ws,s/icosφs-e,=90× cos24.81?-9= 90× 0.91-9=72.9 n W,s/i cosφ-e,=90×cos20.66?- 9= 90× 0.93-9=74.7 n Q=Qmax= π2??h1??Db(Db-h1) n (W/W, e,) sinφ??cosφn = 3.142×14×90(90-14)×1×(74.7/74.7,9)sin17.67?×cos17.67? n=9.86×14×90×76×0.89×0.30×0.95=239×103mm3/min 答:这台挤出机的最大挤出量239×103mm3/min.六、问答题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。
聚合物加工原理
《聚合物加工原理》复习题
1.聚合物的聚集态结构有哪些特点?
2.聚合物的结晶过程。
3.成型加工条件对结晶过程经过的影响。
4.单轴拉伸和双轴拉伸取向概念及对制品性能的影响。
5.成型加工中降解形式及产生的原因。
6.假塑性流体的流变性质。
7.影响聚合物流变行为的主要因素。
8.聚合物熔体弹性产生及影响因素。
9.聚合物流体流动过程中的末端效应。
10.物料混合的分类及混合设备。
11.单螺杆挤出机的基本结构及作用。
12.挤出螺杆的主要功能及各段的主要作用。
13.挤出成型的基本过程。
14.挤出成型的工艺过程。
15.熔体在螺杆中的流动形式。
16.PVC管材生产工艺流程。
17.聚乙烯单丝生产工艺流程、工艺及控制。
18.电线电缆包覆工艺流程。
19.注塑机的基本结构。
20.注塑成型周期分析。
21.注塑成型的塑化分析。
22.注塑成型的流动分析。
23.热固性塑料注塑成型特点。
24.双色注射成型、夹芯注射成型、发泡注射成型的基本过程。
25.柱塞式注塑机分流梭的作用。
26.双色注射为什么不适用热稳定性差塑料的生产主要原因。
27.说明注射长试样时熔体在模具型腔中流动取向分布曲线情况。
28.压制成型的基本原理。
29.压制成型工艺过程。
聚合物加工原理复习及作业
此时流体不再能充满所有的空隙,润滑作用因
而受到限制,表观粘度就随着剪切速率的增长 而增大。
2.时间依赖性液体
产生震凝性的原因,可以解释为液体中 的不对称粒子(椭球形线团)在剪切力场的
震 凝 性 液 体
速度作用下取向排列形成暂时次价交联点所 致,这种缔合使粘度不断增加而形成凝胶状, 一旦外力作用终止,暂时交联点也相应消失, 粘度重新降低。
1、影响聚合物流变行为的主要因素, 非牛顿液
体及其流变行为。 2、牛顿液体的流变学方程及非牛顿液体的流变 学方程。
第一节 聚合物熔体的流变行为
聚合物熔体在加工过程中的力学行为:
聚 合 物 受 力 的 三 种 类 型
剪切应力
简单的剪切
拉伸应力
简单的拉伸
流体静压力P
流体静压力的均 匀压缩
聚 合 物 受 力 的 相 应 形 变
一、牛顿流体及其流变方程
1.流动类型
层流和湍流 Re<2100 层流
低分子流体 Re>2100
湍流
Re=2100~4000 过渡态(介于层流与湍 流) 聚合物熔体,在成型过程中流动时,其雷诺准数一
般小于10,分散体也不会大于2100,因此其流动均为层
流。
原因:
粘度高,如低密度聚乙烯的熔体粘度约为 0.3×102 ~ 1×103Pa.s ,而且流速较低,在加工
剪切流动按其流动的边界条件可分为拖曳流动和压力 流动 由边界的运动而产生的流动,如运转滚筒表面
对流体的剪切摩擦而产生流动,即为拖曳流动。 而边界固定,由外压力作用于流体而产生的流 动,称为压力流动。
例如
聚合物熔体注射成型时,在流道内的流动 属于压力梯度引起的压力流动。 聚合物在挤出机螺槽中的流动为另一种剪
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。
3.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/RTη,其中Eη为聚合物的粘流活η化能(千卡/克分子)。
5.螺旋流动试验被广泛地用来判断聚合物的可模塑性。
7.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。
8.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。
9.固体物料的混合效果可以用分散程度和均匀程度来评定。
11.在聚合物成型加工中,流动和拉伸会使聚合物产生取向。
13.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。
14.“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15.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。
16.聚合物熔体在园管中流动,在管壁处所受的剪切应力最大。
17.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。
19.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。
20.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。
21.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。
聚合物加工原理
东北林业大学 2009-2010 学年第二学期补考试题 考试科目: 高聚物加工工程 考试时间:120分钟 试卷总分100分一、填空(本大题共10个空,每空2分,总计20分) 1、下列哪种液体的粘度随着剪切速度的增加而减小( )。
A 膨胀性液体; B 宾汉液体; C 牛顿液体; D 假塑性液体。
2、聚合物液体在圆形等简单形状管道中因受压力作用而产生的流动称为( )。
A 拖曳流动; B 压力流动; C 收敛流动; D 不稳定流动。
3、螺杆中压缩段起的作用是( )。
A 熔化后的物料定量的送到口模; B 熔化物料; C 将料斗供给的料送往压缩段; D 其它。
4、聚合物在加工过程中受到高温和应力作用,引起分子量的降低,这种现象称为( ) A 结晶; B 取向; C 交联; D 降解。
5、为使制品获得各种鲜艳的颜色,增进美感而加入的物质称为( )。
A 着色剂; B 防老剂; C 填料; D 增塑剂。
6、塑料的压制成型中的关键生产设备是( )。
A 双螺杆挤出机; B 压延机; C 柱塞式注塑机; D 油压机。
7、无定形聚合物二次成型利用的温度区间是( ) A 玻璃化转变温度以下; B 粘流态温度以上; C 玻璃化温度以,粘流态温度以下; D 其它。
8、在橡胶的加工中,通过机械作用将橡胶分子剪断,提高聚合物流动性的过程称为( )。
A 塑炼; B 硫化; C 熔融; D 混炼。
9、纤维成型加工方法中,纺丝液体全部由聚合物组成的是( )。
A 熔融纺丝;B 干法纺丝;C 湿法纺丝;D 乳液法纺丝。
10、在橡胶的硫化过程中,达到适当交联度的阶段称为()。
A 硫化起步阶段;B 欠硫阶段;C 正硫阶段;D 过硫阶段。
二、名词解释(本大题共8小题,每个小题3分,总计24分)1、熔融指数;2、假塑性流体;3、压缩比;4、均相成核5、逆流;6、弹性记忆;7、防老剂; 8 剪切增稠1、什么是聚合物的可模塑性,采用何种仪器测量,如何衡量聚烯烃的模塑性?(7分)2、试描述挤出成型过程中,一个螺槽内的塑料是如何熔融的。
聚合物成型加工复习题
在墙上刷一层 100 微米厚的涂料, 涂料的粘度为多大时, 才能保证涮涂后涂料在墙上向下流 淌的速度不超过 10 微米/秒?
2.1.3 聚合物普适流动曲线
三个区域: 1、第一牛顿区 零切粘度 (反映材料性质) 2、假塑性区(非牛顿区) 随切变速率增加,表观粘度ηa 值变小。 通常聚合物流体加工成型时的切变速率正在这一范围内。 3、第二牛顿区 无穷切粘度或极限粘度η∞。通常观察不到 聚合物流动曲线的微观解释 某个实验的结论 结论:随剪切速率升高,体系的取向程度提高 结论:在取向度相同的条件下,不同体系具有相同的约化粘度。 约化粘度:表观粘度与零切粘度的比值 聚合物流动曲线的解释 缠结理论解释:缠结破坏与形成的动态过程。 ⅰ第一牛顿区: 高分子处于高度缠结的拟网结构,流动阻力大;缠结结构的破坏速度等于 形成的速度,粘度保持不变,且最高。 ⅱ假塑性区:切变速率增大,缠结结构被破坏,破坏速度大于形成速度,粘度减小,表现出 假塑性流体行为。 ⅲ第二牛顿区:切变速率继续增大,高分子中缠结结构被完全破坏,来不及形成新的缠结, 体系粘度恒定,表现牛顿流动行为。
第二章 高聚物流变性能的一般特征 2.1 聚合物熔体的流变行为
(a)拉伸流动: 流体内质点速度沿着流动方向发生变化、垂直于流动方向是相等的。 存在纵向速度梯度 (b)剪切流动: 流体内质点速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化。 存在横向速度梯度 2.1.1 流体的流变方程,牛顿流体 简单平行剪切流场
粘弹性-本课程最重要的概念! ! 1)剪切变稀 聚合物粘度随着剪切速率的增加而减小 大部分聚合物属于这种类型 剪切增稠 聚合物粘度随着剪切速率的增加而增加 高聚物悬浮液
(不是时间 t 的函数) 2)韦森堡效应。 又叫爬杆现象,是高分子液体法向应力差的反映。 3)挤出胀大 巴拉斯效应, 当高聚物熔体从小孔、 毛细管或狭缝中挤出时挤出物在挤出模口后膨 胀使其横截面大于模口横截面的现象。 定量上用胀大比来表示。 挤出物胀大在聚合 物熔体中是常见的, 这是由于聚合物熔体在模具内因流动而取向, 在流出模口时分 子重新蜷曲。挤出物胀大随切变速度增大而增大,在到达最大值后再下降。分子量 增大和其他能增加缠结的因素(如长支链的增加)都将使挤出物胀大增大。 4)无管虹吸 对牛顿型流体,当虹吸管提高到离开液面时,虹吸现象立即终止。 对高分子液体, 如聚异丁烯的汽油溶液或聚醣在水中的微凝胶体系, 当虹吸管升离 液面后,杯中的液体仍能源源不断地从虹吸管流出,这种现象称无管虹吸效应。 5)二次流 因流线弯曲、 水流分离等引起的除主流以外的各种次生流动的总称。 对于弹性等有 影响啊 6)触变性和震凝性 触变(摇溶)体:指恒温、恒γ下,粘度随受剪时间的增加而下降的流体。冻胶是最 常见的典型触变体。 震凝(摇凝)体:指恒温、恒γ下,粘度随受剪时间的增加而增大,一般受剪切 10~ 100 分钟后可达到一平衡值,当停止剪切后,可以回复到受剪切前的粘度。 1.3 流变学在聚合物加工中的应用 1)可指导聚合,以制得加工性能优良的聚合物。 2)对评定聚合物的加工性能、分析加工过程、正确选择加工工艺条件、指导配方设计均有 重要意义。 3)对设计机械和模具有指导作用。 1.4 聚合物流变学的研究方法、 1)宏观流变学(唯象流变学、加工流变学) 用宏观物理量:η、τ、 、T、t 等,采用连续介质力学理论建立物质的应力-应变关 系,建立本构方程。 2)微观流变学(结构流变学) 研究聚合物奇异的流变学性质与其微观结构-分子链结构、聚集态结构之间的联系。 3)流变测量学 通过各种仪器测定材料参数和物理函数, 通过可测量的物理量 (流量、 压力差、 转速、 扭矩)获得不可直接测量的流变量(剪切速率、剪切应力、粘度、法向应力差系数等) 。 小结 1. 流变学是一种世界观和方法论; 2. 聚合物流变学是随着高分子材料工业的大规模发展而成长起来的新兴学科 . 它是研究高 分子材料结构性能与加工工艺关系的理论基础; 3. 粘弹性是聚合物流变行为的基本特征。
聚合物加工工程
聚合物加工题库塑料部分第一章绪论2学时 1 道题第二章聚合物加工基本原理6学时28道题第三章成型用原料2学时22道题第四章混合与混炼4学时36道题第五章挤出成型10学时72道题第六章注射成型6学时38道题第七章压延成型4学时25道题第八章中空吹塑4学时9道题第九章模压成型4学时8道题第十章其他成型方法6学时16道题纤维十一~十五章橡胶十六~十九章第一章聚合物加工基本原理2学时1道题1、塑料工业包括哪三个生产系统?(简答题4分)塑料原料(树脂、助剂)的生产、塑料的配制和塑料制品的生产、塑料成型机械和模具的生产。
第二章聚合物加工基本原理6学时28道题1、可挤压性(概念题2 分)可挤压性是塑料通过挤压作用变形时,获得和保持其形状的能力。
利用可挤压性可进行“口模成形”。
2、可模塑性(概念题2 分)可模塑性是塑料在温度、压力作用下产生变形并在模具中模制成型的能力。
3、可纺性(概念题2 分)可纺性是塑料熔体通过成形而制成细长而连续的固态纤维的能力。
4、可压延性(概念题2 分)可压延性是指塑料在一个或两个方向上受到压延或拉伸力作用时发生变形的能力。
5、聚合物的可加工性有:、、、。
(填空题2分)6、哪些指标可以表征聚合物材料的加工性能(简答题5分)粘度、熔融指数MI(可挤出性)螺旋线长度(可模塑性) 熔体细流的稳定性(可纺性)细颈长度、自然拉伸比(可延性)7、什么是可挤压性能?什么指标可以表征聚合物材料的可挤压性能(简答题5分)可挤压性是指聚合物通过挤压作用形变时获得形状和保持形状的能力。
MI η8、什么是可模塑性能?什么指标可以表征聚合物材料的可模塑性能?(简答题5分)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。
螺线长度(可模塑性)9、什么是可纺性能?什么指标可以表征聚合物材料的可纺性能(简答题5分)可纺性是指聚合物材料通过加工形成连续的固态纤维的能力。
熔体细流的稳定性(可纺性)10、什么是可延性能?什么指标可以表征聚合物材料的可延性能(简答题5分)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。
聚合物加工原理习题
高分子材料教研室 刘仿军
名次解释
• 离模膨胀;熔体破裂;熔体流动速率; • 高分子合金 ;螺杆压缩比 ;机头压缩比 ; • 螺杆的背压 ; • 热固性塑料收缩率; • 冷压烧结成型
第四章
• 1、举例说明高聚物熔体粘弹性行为的表现。 • 2、简述高聚物熔体流动的特点。 • 3、聚合物熔体在剪切流动过程中有哪些弹性表现
成型 – 尼龙薄膜:压延成型、挤出成型、吹塑成型 – 矿泉水瓶:注射成型、挤出成型 – 塑料水桶:注射成型 – 医用标本:嵌铸成型
• 简述PTFE成型加工方法原理并说明如何调 节其制品性能?
– 原理:PTFE室温下冷压成型坯后再烧结,经 冷却后得到制品。(可用图示说明)
– 措施:控制冷却速度,调整结晶程度来调节其 制品性能。
注射机)发现未熔的颗粒料,将如何调整 工艺参数以获得理想的制品?
• 随着螺杆转速的增加,橡胶注射成型的硫 化时间为何呈现“U”形变化?
• 注塑制件后处理主要有哪些方法,各有什 么意义。
• 某塑胶公司有如下原料: 聚乙烯A(熔体流动指数为 7g/10min);聚乙烯B(熔体流动指数为0.3g/10min);聚苯 乙烯;聚碳酸酯;尼龙66。
– 加入填料后,材料的黏度会有所提高,所以挤出过程中应该提高 温度,以降低材料黏度,即降低加工难度。在吹塑时,气体压力 不宜过大,避免基体和填料间的应力开裂。
• 拟生产手机外壳,该公司有的工程师认为采用聚苯乙烯较 好,而有的工程师认为采用聚碳酸酯较好,你认为选用那 种聚合物合适,谈谈理由。若选用聚碳酸酯,在成型过程 中应注意那些问题?
– 汽车油杯的成型过程包括原料的选择和干燥,挤出型 坯,闭模,吹塑,冷却脱模等几个过程。由于尼龙粘 度相对较低型坯易下垂,原料的选择应特别注意选择 高粘尼龙作为基础原料;同时,由于尼龙粘度对温度 敏感性大,挤出吹塑过程应特别注意温度控制。
聚合物合成原理及工艺学题库
聚合物合成原理及工艺学题库第一部分:聚合物合成原理1. 聚合物的基本概念聚合物是由大量重复单元组成的巨大分子,通过化学键相互连接形成线性或者支链结构。
常见的聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
聚合物的性质取决于其结构以及聚合过程中的控制条件。
2. 聚合物的合成方法(1) 聚合反应聚合反应是指将单体分子通过共价键将其连接成高分子聚合物的过程。
常见的聚合反应有自由基聚合、离子聚合和羧化聚合等。
(2) 聚合物合成的原理在聚合物合成中,通常需要考虑单体的选择、聚合反应的控制条件以及引发剂等因素。
合成聚合物的过程一般包括引发剂引发聚合、聚合反应的进行以及制备和纯化工艺。
第二部分:聚合物工艺学1. 聚合过程的设计(1) 聚合物合成的反应条件在设计聚合过程中,需要考虑反应温度、压力、溶剂选择等因素。
这些条件会直接影响到聚合反应的进行以及最终聚合物的性质。
(2) 聚合物的结构控制通过不同的反应条件和控制手段,可以实现对聚合物结构的调控。
例如,改变引发剂种类和用量、反应温度和时间等,可以获得不同结构和性能的聚合物。
2. 聚合物的后处理工艺(1) 聚合物材料的纯化合成完聚合物后,通常需要进行纯化工艺以去除单体、引发剂和副产物等杂质。
纯化工艺包括溶剂萃取、结晶分离等方法。
(2) 聚合物制品的加工聚合物在制品化生产中,还需要进行各种后处理工艺,比如塑料制品的注塑成型、挤出成型等,以获得符合需求的最终产品。
第三部分:题库1.请简要介绍聚合物的基本概念。
2.聚合物的合成方法有哪些?请简要描述其中一种方法。
3.在聚合物工艺学中,为何需要考虑聚合反应的反应条件?4.聚合物的结构控制对其性能有何影响?举例说明。
5.请描述一种聚合物材料的纯化工艺。
6.聚合物制品的加工工艺有哪些?简要描述其中一种加工方法。
通过对聚合物的合成原理及工艺学的学习和掌握,可以更好地理解聚合物材料的合成与加工过程,为相关领域的研究和应用提供基础支持。
聚合物加工及应用考试复习资料
聚合物加工及应用考试复习资料聚合物加工及应用考试复习资料(简答题)1、牛顿流体与非牛顿流体的区别?非牛顿流体的分类及特性?答案:牛顿流体是指在任意小的外力作用下即能流动的流体,并且流动的剪切速率(dυ/dr)与所加的剪切应力(τ)的大小成正比,这种流体就叫做牛顿流体。
而剪切应力与剪切速率之间不满足线性关系的流体称为非牛顿流体。
非牛顿流体可分为粘性液体、粘弹性液体和时间有依赖性液体三种类型。
其中粘性液体可分为宾哈流体(特征:粘度随剪切速率(或应力)的增大而降低,即剪切变稀)、假塑性液体(剪切变稀)和膨胀性液体(剪切变稠)。
2、塑料添加剂的常用类型和作用是什么?答案:稳定剂:阻止或延缓聚合物在贮存、加工、使用过程中的老化,降解、破坏合变质。
增塑剂:增加材料的加工流动性。
增韧剂:降低脆性,提高抗弯曲和抗冲击破坏性能。
填充剂:增加速度,降低成本。
增强剂:提高热塑性塑料的机械强度。
消烟、阻燃剂:消烟作用,防止或抑制燃烧的作用。
3、什么叫塑料的混合和塑化?其区别在哪里?答案:混合:靠设备搅拌、振动、空气液态化、翻滚研磨等使各组分做空间无规分布。
塑化:塑料在料筒内经加热,达到流动状态,并具有良好可塑性的全过程。
区别:混合是一般的搅拌过程,其中各组分没有任何变化。
而塑化却使物质的形态、尺寸、性质发生了根本的改变。
4、何谓塑炼?其目的意义何在? 塑炼设备有哪些?答案:所谓塑炼是指将各种添加剂混入并均匀分散在塑料中的过程。
目的:借助加热剪切力使聚合物获得熔化、剪切、混合等作用而驱出其中的挥发物并进一步分散其中的不均匀组分。
意义:经塑炼后的物料更利于制得性能均一的制品。
设备:开炼机、密炼机和挤出机。
5、压延加工的目的及其对操作和产品质量的要求是什么?答案:目的:将加热塑化的塑料通过两个以上相同的旋转的辊筒间隙制成有特定尺寸的连续片材。
操作要求:压延时,避免夹入空气而使薄膜不带孔泡,各辊筒的温度一般是依次增高,但Ⅲ,Ⅳ两辊温度应近于相等。
聚合物加工原理考试资料
聚合物加工原理考试资料高分子物理及化学一.何为活性聚合物,得到活性聚合物需要哪些条件?常见的阳离子聚合反应为什么不及阴离子反应那样容易获得活性聚合物?利用活性聚合物可制得哪些有特殊意义的产物,并加以适当解释。
1.活性聚合物,是指聚合物还拥有能够反应的端基,加入单体还能继续聚合物。
活性聚合物主要通过活性阴离子或活性阳离子聚合得到。
2.首先,可供阳离子聚合的单体种类颇少,仅限于带有供电子基团的异丁烯、乙烯基烷基醚。
以及具有共轭结构的苯乙烯类、二烯烃等少数几种,这就从根本上限制了阳离子聚合的应用。
其次,阳离子聚合的引发活化能和增长活化能都很低表现出了快引发、快增长的聚合机理,引发极快,增长几乎与引发同时瞬间完成,反映出低温告诉的宏观特征,难以控制。
第三,阳离子聚合中,单体按头尾结构插入离子对而增长,对单体单元构型有一定控制能力,但控制能力远不及阴离子聚合和配位聚合,较难达到真正的活性聚合的标准。
同时伴有分子内重排、转移、异构化等副反应。
第四,阳离子聚合的活性种很活泼,容易向单体或溶剂链转移,形成带有不饱和端基的大分子,同时再生出仍有引发能力的离子对,使动力学链不终止,表现出难终止的特点,往往需要加入水、醇、酸等来认为终止,形成再无引发活性的端基,加入胺则形成稳定的季铵盐,也不再引发。
第五,阳离子聚合中向单体的转移常数很大,链转移就成为控制分子量的关键因素,阳离子聚合往往通过低温(如-100℃)下进行,目的在于减弱链转移反应,提高分子量,因此整个反应的控制和实施是比较困难的。
3.活性聚合物主要有以下几个方面的应用:(1)合成分子量均一的聚合物,用作凝胶色谱测定分子量时的填料标样。
(2)制备嵌段聚合物,活性聚合物具有反应活性的末端,相继加入不同活性的单体进行聚合,就可以制得嵌段聚合物。
(3)制备带有特殊官能团的聚合物和遥爪聚合物,聚合结束后加入二氧化碳、环氧乙烷或二异氰酸酯等进行反应,可以得到带有羟基、羧基氨基等端基的聚合物。
10聚合物加工原理复习题
复习提纲1.简述聚合物加工过程现代研究方法具有哪些特性?2.聚合物成型过程中成型产生的问题?简要说明产生的主要原因.挤出成型;注射成型:压延成型3.为什么要将聚合物加工过程按几个基本阶段进行分段,有什么实际意义?4.你了解哪些先进的成型加工技术,这些加工技术与哪个基本阶段关系更大?例举先进的成型加工技术:5.根据聚合物加工中的流动机理说明成型特性有哪些,这些特性对加工会有哪些影响?6.一点处的应力用什么物理量表征?掌握该物理量在直角坐标系中的数学表示式及各分量的含义。
对于给定微元体,能够标出各个应力分量。
7.聚合物加工中的成型中有哪些主要的流动类型,划分这些类型对流动分析有什么作用?8.影响聚合物流动行为的主要因素有哪些?加工设计中主要考虑哪些因素?9.连续性方程、运动方程和能量方程中各项物理意义?要求掌握连续性方程在直角坐标系下的数学表示式以及运动方程和能量方程的矢量微分式子。
10.说明在聚合物加工中增压泵送的实际作用,用动量守恒方程式说明增压的主要方法。
11.哪些条件下,物料的流动可以简化为润滑近似12.平行平板动压润滑的分析过程,非平行平板与平行平板动压润滑动粘增压的主要区别?13.说明单螺杆挤出机的主要功能,说明各种功能是如何实现的?14.说明橡胶挤出与塑料挤出过程的相同与不同。
15.说明橡胶挤出及塑料挤出喂料阶段可能产生的问题?16.了解固体输送过程分析思路,讨论牵引角的影响因素。
根据固体输送率的基本公式,分析当螺杆的几何参数确定之后,提高固体输送率的途径及工业实施方法。
17.了解熔体输送过程分析思路,讨论四种流动对挤出过程的影响。
说明熔体输送理论中,Qp/Qd 变化对熔体沿螺杆Z向流动速度(Vz)分布的影响。
18.说明混合的作用、混炼的目的及混合的实现。
19.区分分离标量和分离程度20.掌握混合指数与列希准数.21.配料聚集体破裂的两个重要条件是什么?从理论上分析使聚集体破裂的影响因素;了解使配料分散的重要结论。
华侨大学聚合物加工基础复习参考级带答案
一、填空:1. 热塑性塑料分子结构是线状或支链状,常称为线性聚合物,而热固性塑料在加热成型之前呈网状或片状,但受热后逐渐结为体状结构。
2. 塑料中的添加剂之一的稳定剂按其作用分为热稳定剂、光稳定剂和抗氧化剂。
3. 注射成型时熔体充型与冷却过程可分为充模__、_保压补缩_ 、__ 倒流和_冻结冷却_ 四个阶段4. 注射机按塑化方式可分为柱塞式式螺杆式式两种,其中螺杆式式注射机的塑化效果较好。
5中空吹塑方法成型。
6、塑料由树脂和助剂组成,但各组分的作用各不相同,若一塑料材料成型性能差,则可加入增塑剂改善。
7、铸塑成型常用的高分子材料的形态是熔融态。
8、9工对应不同的状态,中空成型应是高弹态状态;挤出成型应是粘流态状态;注射成型是粘流态状态。
10、粘度是塑料熔体内部抵抗流动的阻力,其值一般是随剪切应力的增加而减少,随温度升高而降低,但每种材料对两值的敏感程度不同,PC对温度敏感,而POM对剪切应力敏感。
黏度大则流动性小。
11. 塑料按合成树脂的分子结构及热性能可分为热固性和热塑性塑料两种12. 在注射成型中应控制合理的温度,即控制料筒、喷嘴和模具温度。
13. 注射模塑过程需要控制的压力有塑化压力和注射压力。
14. 注射模塑成型的注射机类型很多,但其基本作用有合模和注射两个。
15.聚合物在成型过程中的物理变化有结晶、取向化学变化有降解、交联。
16.分子定向会导致塑件力学性能的各向异性,顺着分子定向的方向上的机械强度总是____大于____与其垂直方向上的。
17.分子定向会导致塑件力学性能的各向异性,顺着分子定向的方向上的机械强度总是_____大于___与其垂直方向上的。
18、ABS塑料学名为丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚物,是由丙烯晴、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚的产物。
二、选择1、注射机的规格性能通常用一些参数表示,下列反映注射机加工能力的参数是(③)①注射压力②合模部分尺寸③注射量2、在一个模塑周期中,要求注射机动模板移动速度是变化的,合模时,速度(②)①由慢变快②由快变慢③先慢变快在慢3、热塑性塑料流动性用熔体流动速率来衡量,其测定用熔体指数仪,单位为(③)①g/min②mm/min③g/10min4、柱塞式注射机的注射装置中,设置分流梭的主要目的是(①)①增加传热面积②增加剪切应力③改变料流方向5、螺杆式注射机中的螺杆头有些带有止逆结构,其目的是(②)①注射时打开,熔体可通过;预塑时关闭,防止熔体倒流。
聚合物反应加工原理复习题.
《聚合物加工工程》复习题一.概念1.挤出成型:挤出成型又称挤塑(挤压模塑),在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下,使高聚物的熔体(或高弹体),通过一定形状的口模,而成为具有恒定截面的连续型材的一种成型方法。
2.注射成型: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。
3.压延成型: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。
4.螺杆的长径比:指工作部分有效长度与直径之比。
几何压缩比p116:是螺杆第一螺槽容积与最后一个螺槽容积之比。
5.反应挤出成型:是一种连续地将单体进行聚合以及对现有聚合物进行改性的成型方法。
6.反应注射成型:是高分子领域的一种新工艺,它是把两种或两种以上具有高化学活性的低相对分子质量的液体原料,在一定的温度下,通过高压(14-20MPa)作用,使它们相互碰撞混合,并立即注射入密封的模腔内,完成聚合,交联(或相分离)固化等反应并形成制品的工艺过程。
7.塑化能力:是指注射机塑化装置在1h内所能塑化物料的质量(以标准塑料聚苯乙烯为准),它是衡量注射机性能优劣的重要参数。
8.注射量:通常是指注射机的最大注射量或公称注射量。
9.注射过程:塑化良好的聚合物熔体,在柱塞或螺杆的压力作用下,由料筒经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模腔这一重要又复杂的阶段称为注射过程。
10.保压过程:压实结束后柱塞或螺杆不立即退回,而必须在最大前进位置上再停留一段时间使成型物在一定压力作用下进行冷却产生保压流动,这过程就是保压过程。
11.背压:采用螺杆式注射成型机时,螺杆顶部熔料在螺杆旋转后退时所受到的压力称为塑化压力,也称背压。
12.注射压力:是柱塞或螺杆头部对塑料所施加的压力。
13.硫化:线型聚合物在化学或物理作用下,通过化学键的连接,成为空间网状结构的化学变化过程称为硫化(交联)。
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1.单轴取向:取向单元沿着一个方向做平行排列而形成的取向状态2.双轴取向:取向单元沿着两个互相垂直的方向取向3.降解:聚合物分子主链断裂引起聚合度降低或发生分子内链转移反应的现象。
4.剪切变稀:聚合物流体表现为假塑性流动的区域。
随着剪切速率增大,其表观粘度降低。
5.机械降解:聚合物受到外力作用(如粉碎、塑炼、高速搅拌、塑化、挤出、注射等过程)引起聚合物的降解。
6.端末效应:聚合物在管道中进行剪切流动时,流体流经截面变化的部位时发生的弹性收敛和膨胀运动。
7.入口效应:由于流道截面变小,使流体压力降突然增大的现象。
8.离模膨胀效应:聚合物流体离开口模后产生体积膨胀的现象。
9.注塑成型周期:完成一次注塑所需的时间称为成型周期。
包括合模时间、注座前进时间、注射时间、保压时间、冷却时间、开模时间、制件顶出时间、以及下一成型周期的准备时间。
10.注塑成型塑化:塑料在料筒内受热达到流动状态并具有良好可塑性的过程。
11.层压成型:在一定温度和压力下,将多层浸有热塑性树脂或热固性树脂的薄片状材料黏结和熔合成为具有一定厚度的层压板材。
1.聚合物的结晶过程①结晶温度范围:Tg-Tm之间②结晶过程:晶核生成和晶体生长。
低温区为生成晶核,高温区为晶体生长。
2.物料混合的分类及混合设备分类:(1)按分散程度简单混合和分散混合;(2)按混合过程的特点间歇混合和连续混合;(3)按混合形式层流剪切混合和固定混合。
设备:转鼓式混合机、螺带式混合机、捏合机、高速混合机、密炼机、双辊混炼机、挤出机3.螺杆冷却与加料斗冷却作用螺杆冷却作用:控制物料温度;降低物料与螺杆的摩擦系数,提高物料输送效率;加料斗冷却作用:防止物料在料斗中架桥而影响加料进入机筒。
4. 注塑成型减少内应力措施(工艺上):①提高熔体温度和模具温度;②降低充模压力和充模速度;③缩短保压时间。
1.单轴拉伸和双轴拉伸取向概念及对制品性能的影响单轴取向是指取向单元沿着一个方向做平行排列而形成的取向状态双轴取向是指取向单元沿着两个互相垂直的方向取向单轴拉伸和双轴拉伸取向导致制品中在性能上表现出各向异性,以提高制品的力学强度;有的取向会给制品带来不利影响,如易使制品发生翘曲、变形、开裂等现象。
取向过程是分子链或链段有序排列过程,拉伸取向是在Tg-Tm(或T f)温度范围内发生,流动取向是在高于T f温度发生。
取向后使制品沿取向方向拉伸强度增大,断裂伸长率下降。
根据拉伸取向方式不同,取向可分为单轴取向和双轴取向(如塑料绳、纤维的生产为单轴取向,双向拉伸薄膜生产为双轴取向)。
注塑制品主要发生流动取向,使制品产生内应力,易发生翘曲变形现象。
无定形聚合物的流动取向2.假塑性流体的流变性质聚合物流体表现为假塑性流动的区域。
随着剪切速率增大,其表观粘度降低,称为“剪切变稀”。
3.影响聚合物流变行为(粘度)的主要因素(1)温度对粘度的影响(温度T↑,粘度↓)(2)压力对剪切粘度的影响(压力增大使粘度增大、分子间作用力↑粘度↑)(3)剪切速率或剪切应力对表观粘度的影响(速率增加,粘度减小)(4)聚合物结构因素的影响:①分子链柔韧性(柔性大的粘度大);②长支链(长支链的粘度大);③侧基大小(侧基大的粘度大);④分子量(分子量↑,粘度↑);⑤分子量分布(分子量分布窄的粘度大)。
(5)添加剂对剪切粘度的影响(一般添加无机填充剂、纤维状填充剂会增加聚合物熔体粘度;而润滑剂、增塑剂则会降低熔体粘度)。
4.成型加工中降解形式及产生的原因降解:指聚合物分子主链断裂引起聚合度降低或发生分子内链转移反应的现象。
降解原因:光、热、辐射、机械力等(物理因素);氧、水、醇、酸、碱(化学因素)。
(1)热降解:形式:无规热降解(如PE、PP等);链式降解(如PMMA);消除反应(PVC、聚醋酸乙烯酯等)。
原因:温度高于其分解温度或在分解温度下停留时间过长。
PVC、POM是典型的热敏性聚合物。
(2)机械降解指聚合物受到外力作用(如粉碎、塑炼、高速搅拌、塑化、挤出、注射等过程)引起聚合物的降解。
(3)氧化降解聚合物在氧存在下,同时伴随光、热、辐射作用易发生自由基降解,但也可能发生交联。
所以聚合物氧化机理比较复杂。
(4)水解对于极性聚合物,由于其吸水性大,其极性基团在高温情况下易发生水解反应,使聚合物发生水解。
5.注塑成型的塑化分析及主要工艺参数(1)注塑成型的塑化指塑料在料筒内受热达到流动状态并具有良好可塑性的过程。
塑料塑化受热包括料筒外加传导热和塑料的剪切生热。
a.塑化量:指单位时间内注塑机熔化塑料的重量。
螺杆式注射机的塑化量比柱塞式注射机高。
b.热均匀性螺杆式注射机的热均匀性比柱塞式注射机好。
(2)主要工艺参数:温度:注塑成型温度、模具温度;压力:注射压力、保压压力、预塑压力(背压)时间:注射时间、保压时间、冷却时间。
6.聚合物熔体弹性产生及影响因素聚合物弹性形变由链段运动引起的,链段运动的能力由松弛时间τ决定。
(1)分子量及分子量分布分子量大、分子间作用力强,熔体粘度高,松弛时间长,弹性效应大,熔体易破碎;分子量分布宽,高分子量级分松弛时间长,熔体弹性行为强。
(2)温度与剪切速率温度升高,松弛时间缩短熔体破碎的临界剪切速率提高;剪切速率增大,熔体弹性行为增强。
(3)流道的几何尺寸管径突变,熔体弹性效应增加;口模长径比(L/D)增大,熔体弹性形变可得到充分松弛,使熔体弹性恢复变小。
7.聚合物流体流动过程中的端末效应(1)端末效应指聚合物在管道中进行剪切流动时,流体流经截面变化的部位时发生的弹性收敛和膨胀运动。
(2)影响端末效应的因素:入口效应:由于流道截面变小,使流体压力降突然增大的现象;离模膨胀效应:聚合物流体离开口模后产生体积膨胀的现象。
①内因:分子量高、分子量分布窄和非牛顿性强的聚合物,出口膨胀现象越显著。
②外因:流道长度长、稳定流动时间长、增大流道直径或提高流道长径比(L/D)、提高流体温度,出口膨胀现象降低。
8.挤出成型工艺过程及主要工艺参数工艺参数:螺杆转速、挤出成型温度。
9.熔体在螺杆中的流动形式a.正流:物料沿螺槽向机头方向的流动,是螺杆旋转时螺棱的推力在螺槽z轴方向作用的结果。
b.逆流:逆流方向与正流相反,由机头、口模、过滤网等对物料反压引起的流动。
c.漏流:由口模、机头、过滤网等对物料的反压引起的,通过螺杆与机筒间隙δ沿螺杆轴向料斗方向的流动。
d横流:物料沿螺纹斜棱相垂直方向的流动。
10.单螺杆挤出机的基本结构及作用①挤出系统:由螺杆和机筒组成,其作用使塑料塑化均匀,建立压力,使物料被螺杆连续、定压、定温、定量挤出机头。
②传动系统:由电动机、调速装置及传动装置组成,其作用是驱动螺杆、保证螺杆在挤出过程所需的扭矩和转速。
③加热冷却系统:由温控(加热圈、冷却水或鼓风)设备组成,其作用是通过加热和冷却,保证挤出系统的成型在工艺要求的温控范围内进行。
④控制系统:由电器、仪表和执行机构组成,其作用是调节螺杆的转速、机筒温度和机头压力。
11.螺杆基本参数:a.螺杆直径D:是指螺杆外径,D越大,产量越高。
b.螺杆长径比L/D:是指螺杆工作部分的有效长度与直径之比。
L/D越大,物料塑化、混合效果越好,挤出产量越大,通常在15~40。
c.压缩比ε:指加料段第一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比。
不同物料ε不同,只要起到压实物料作用。
12.挤出螺杆的主要功能及各段的主要作用挤出螺杆的主要功能:输送固体物料、压紧和熔化固体物料,均化、计量和产生足够压力以挤出熔融物料。
a加料段作用(固体输送区):此段螺槽为等深等距,随着螺杆转动,使物料受压、受热前移。
此段物料仍为固体,末端接近粘流温度,有些发粘。
b.压缩段作用(熔融区):此段螺杆螺槽容积逐渐变小,随着螺杆转动,物料被进一步剪切搅拌,压实,物料由固体转化为熔融体,并排除物料中的空气。
c.均化段作用(熔体输送区):使熔体进一步均化,将料流定量定压送入机头,使其在口模中成型。
13.PVC管材生产工艺流程14.在挤出成型理论中,根据固体输送理论,固体输送的必要条件及提高固体输送效率的措施必要条件:①只有当Fs<Fbz时,物料才能在机筒与螺杆间产生相对运动,并被迫沿螺槽移向前方;②固体与机筒的摩擦系数必须大于固体与螺杆的摩擦系数(Fb>Fs),才能保证物料沿着螺槽方向向前输送。
措施:提高螺杆固体输送效率,从挤出机结构和挤出工艺两方面采取措施。
a.挤出机结构:增加螺槽深度、降低物料与螺杆的摩擦系数fs,增大物料与料筒的摩擦系数可提高固体输送率;b.挤出工艺角度:螺杆通冷却水、增加料筒温度和降低螺杆温度都可提高固体输送率。
15.热固性层压板材成型的基本过程①成型工艺过程:叠料、进模、热压、脱模、加工和热处理。
叠料:将附胶材料进行剪裁和层叠,层叠厚度确定制品要求确定。
叠料要求:板坯两面加用2~4张表面专用附胶材料(含脱模剂),以改善板材表观质量;附胶材料叠放排列方向可互相垂直或同向。
叠好板坯压制单元顺序:金属板—衬纸—单面钢板—板坯—单面钢板—衬纸—金属板。
进模:将装好的压制单元分层推入多层压机的热板中,闭合压机,升温升压进行压制。
热压:压制温度和压力控制分五段:第一阶段为预热阶段:从室温到硬化反应开始的温度。
此段树脂熔化,浸透玻璃布,排除挥发份,压力为总压力的1/3~1/2。
第二阶段为保温阶段:树脂在低温下固化反应,直至板坯边缘的树脂不能被拉成丝,开始升温升压。
第三阶段为升温升压阶段:温度和压力升值工艺规定值。
第四阶段为热压保温阶段:树脂充分固化,制品达到最佳性能。
第五阶段为冷却阶段:板坯充分固化后冷却,便于脱模。
脱模:当压制好的板材温度降至60℃,卸压,依次推出板材。
加工:除去压制好的板材的毛边。
热处理:进一步固化树脂,消除内应力。
如环氧树脂和酚醛树脂层压板热处理温度120~130℃,时间120~150min。
16.聚乙烯单丝生产工艺流程、工艺及控制工艺流程:原料→挤出→喷丝板挤出→水冷→加热拉伸→定型热处理→卷取工艺及控制:①温度控制喷丝机头温度一般比挤出成型其他产品温度高,一般在220~240℃,聚合物分子量分布窄(如HDPE5000s)。
②冷却水温经喷丝板成型的丝坯立刻进入水箱冷却,主要是为了防止单丝粘连和降低聚乙烯结晶,有利于提高拉伸质量。
水温控制在25~35℃,水面距喷丝板距离15~30mm。
③拉伸温度和倍数拉伸时大分子链取向过程,为了便于快速分子链或链段取向,必须在接近其熔点温度附近进行。
HDPE单丝的拉伸温度接近100℃,一般采用热水加热,如高于100℃,可采用电热板加热。
拉伸温度越高,拉伸倍数越大,拉伸速度越快,力学强度越高,反之则相反。
拉伸倍数一般在6~10倍。
④热处理PE单丝拉伸后伸长率较大,受热容易热收缩。