塑料混合机理——分子扩散与涡流扩散[自动保存的]

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塑料混合基本概念汇总

2019/1/19
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化学工业出版社
非分散性混合，又称简单混合，是一种减少混合物非均匀性的操作，是整个系统的全体积内，各组分在其基本单元没有本质变化的情况下的细化和分布的过程，是通过各组分的物理运动来完成的。只是粒子在空间上的重排而不涉及粒子尺寸的变化。
分布性混合
化学工业出版社
分散过程的两个同时进行的过程： a.分散相粒子的尺寸减小； b.分散相粒子均匀地分散于整个聚合物中。分散过程可分为以下几步： 1.混合物各组分粒子被粉碎为适合于混合的较小粒子； 2.在热（剪切热和传导热）的作用下，聚合物熔融塑化； 3.粒子渗入到聚合物内； 4.粒子的分散； 5.粒子的均匀分布。
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化学工业出版社
层流混合分为流变性均匀流体的层流混合和流变性非均匀流体的层流混合
问题
把高粘度的少组分混合到低粘度的多组分与把低粘度的少组分混合到高粘度的多组分中哪个容易哪个难？把高粘度的少组分混合到低粘度的多组分比把低粘度的少组分混合到高粘度的多组分难
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化学工业出版社
固体与固体的混合，主要是固体树脂之间或固体树脂与固体的添加剂之间的混合。属于预混合，先于聚合物熔体混合和塑炼以及成型过程。其混合机理是体积对流混合，通常是无规分布的混合，物料无需连续变形。一般把这种混合归为简单混合。
2019/1/19
非分散性混合
层流混合
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化学工业出版社
分布性混合：分布性混合分有序分布性混合和无规分布性混合。有序分布性混合用条纹厚度表征混合物的混合状态和混合过程，而无规分布性混合通常用整体均匀度来表征。
2019/1/19

高分子加工思考题解答

第一章绪论1．高分子材料分为哪几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组成在成型设备中,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;分为塑料、橡胶、纤维三类2．塑料、橡胶、纤维分类3．名词解释：工程塑料通用塑料特种塑料化学纤维合成纤维4．生产塑料制品的完整工序有哪五个原料准备、成型、机械加工、修饰和装配5. 热塑性高分子材料和热固性高分子材料得物理性质及加工性能比较见讲义;第二章高分子材料成型原理1．高分子材料的熔融性能热传递三种方式：热传导、对流、辐射聚合物的加热与冷却都不易由于聚合物的表观粘度随摩擦升温而降低,使物料熔体烧焦的可能性不大2．聚合物的流动和流变性能拉伸流动和剪切流动,各类型流体的流动曲线,影响高聚物熔体粘度的因素,粘度、流动稠度、流动指数、流动性的关系,熔体流动速率熔体流动速率——在规定的温度、压力2160××10-3N下,每10min 内通过国标指定尺寸书P76装料筒直径φ±, 出料口直径φ±0.005mm毛细管的试样总质量克数单位：克/10分钟3．聚合物熔体的弹性流动缺陷：管壁上的滑移 ,端末效应 ,离模膨胀,弹性对层流的干扰 ,熔体破裂 ,鲨鱼皮, 产生原因熔体破裂——当挤出速率逐渐增加,挤出物表面将出现不规则现象畸变、支离和断裂,甚至使内在质量受到破坏;离模膨胀——被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大,称为离模膨胀鲨鱼皮——挤出物周边具有周期性的皱褶波纹;4．高分子材料的成型性能聚合物的聚集态:结晶态、玻璃态、高弹态、粘流态等聚集态可挤压性、可模塑性、可纺性、可延性概念5．成型过程中的取向作用拉伸取向薄膜双向拉伸后,拉伸后的薄膜在拉伸方向上的拉伸强度和抗蠕变性能会提高;6．高分子材料的降解与交联交联、交联度熟化降解——高分子材料化学键的断链、交联、主链化学结构改变、侧基改变以及上述四种作用的综合交联——线性大分子链之间以新的化学键连接、形成三维网状或体型结构的反应;交联度——已发生作用的基团或活点对原有反应基团或活点的比值“硬化得好”或“熟化得好”,并不意味着交联度达到100%, 而是指交联度发展到一种最为适宜的程度此时硬化度为 100%,交联度<100%;第三章成型用物料及配方设计1. 熟悉几种常用高分子材料聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物、聚酰胺、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯的代号、结构、加工特性及应用;2. 掌握增塑剂、稳定剂、交联剂、润滑剂、填充剂、发泡剂、阻燃剂、着色剂和抗静电剂等的性能、作用及其对塑料、橡胶性能的影响;增塑剂——降低塑料的软化温度和提高其加工性、柔软性或延展性,加入的低挥发性或挥发性可忽略的物质;经过增塑的聚合物,软化点或流动温度、玻璃化温度、脆性、硬度、拉伸强度、弹性膜量等均下降,而断裂伸长率、耐寒性、柔顺性会提高;例如增塑剂含量为25份以上的PVC制品称为软质PVC制品;偶联剂——将性质差异很大的材料,通过化学或物理的作用偶联结合起来的物质;有时也用来处理玻璃纤维的表面使其与树脂形成良好的结合,故也称为表面处理剂;3. 了解高分子制品设计的一般流程及配方设计实验方法;第四章混合与塑化1. 聚合物共混物常用的制备方法有几种混合机理机械共混法,液体共混法、共聚――共混法、互穿网络聚合物IPS制备技术混合机理：动力学的机理体积扩散和涡流扩散；分子运动的机理分子扩散;2. 混炼三要素压缩、剪切和分配置换3. 理解塑炼、混炼含义,分析影响橡胶塑炼的因素,了解塑炼设备及其特点塑炼——使橡胶材料由强韧的弹性状态变为柔软的可塑状态,这种使弹性材料增加可塑性流动性的工艺过程称为塑炼;混炼——将配合剂与可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶在机械作用下混合均匀,制成混炼胶的过程;影响塑炼的因素：机械力、氧,、温度、静电、化学塑解剂硫酚塑炼机械：开炼机、密炼机和螺杆式塑炼机4.熟悉混合与塑化设备单螺杆挤出机, 双螺杆挤出机行星螺杆挤出机, 连续混炼机如FCM混炼机5.了解粉状与粒状塑料配制工艺流程见讲义6．溶胶塑料分类及特点,如何制备溶胶塑料塑性溶胶：由固体树脂和其它固体配合剂悬浮在液体增塑剂里中的稳定体系,其液相全是增塑剂含量较高有机溶胶：在塑性溶胶中加入有挥发性而对树脂无溶胀性的有机溶剂稀释剂,也可都用稀释剂而无增塑剂;塑性凝胶：加有胶凝剂如有机膨润粘土和金属皂类的塑性溶胶;有机凝胶：加有胶凝剂的有机溶胶;制备溶胶塑料的关键：将成团的粉状物料很好地分散在液态物料中,并将分散体中的气体含量减至最小; 配制工艺通常由研磨、混合、脱泡和贮存等工序组成;7.简述胶乳配制常用的三种方法;书111①配合剂分别加入法搅拌时按顺序加入各种配合剂,一般顺序为：胶乳→稳定剂→硫化剂→促进剂→防老剂→活性剂→填充剂→着色剂→增稠剂→消泡剂等;搅拌速度不宜过快,应保证均匀混合;配合剂加完后继续搅拌10～20min,使配合剂与胶乳充分混合均匀;②配合剂一次加入法将所需的配合剂按配方先混合均匀再加入胶乳中,再充分搅拌均匀;③母胶配合法取出一小部分胶乳,加入稳定剂后再加入各种配合剂的混合料,搅拌均匀制得母胶,再把母胶在搅拌下加入其余的胶乳中,搅拌均匀;第五章热塑性塑料的主要成型加工技术挤出成型1. 挤出机的规格及结构传动装置、加料装置、机料筒、螺杆、机头和口模;有关螺杆的几个重要概念;直径长径比螺槽深度压缩比螺距螺旋角分析螺杆各段作用：送料段——由料斗加入的物料在此段向前输送, 压实,螺槽容积一般不变,等深等距压缩段——物料在此段继续被压实,并向熔融态转化,螺槽容积变小,排气计量段——使熔体进一步塑化均匀,并定量、定压地均匀挤出,螺槽溶剂不变2. 挤出理论的理解的应用a．固体输送理论固体塞模型――加热段防止螺杆打滑处理办法：降温,改变摩擦情况,塑料与螺杆摩擦系数f s<塑料与料筒摩擦系数f b最佳螺旋角如何提高固体输送速率见讲义B．熔化理论熔体池和固体床共存理论模型――熔化段分析熔融过程：料斗物料经过固体输送段被压实成固体床;固体床在前进时同已加热的料筒表面接触逐渐升温并开始熔融,在料筒表面形成一层熔膜,当熔膜的厚度超过螺杆与料筒的间隙时,就会被旋转螺棱刮落,并将其强制积存螺纹推力面的前方,形成熔池;随着螺杆转动,来自加热器的热量和熔膜中的剪切热不断传至未熔融的固体床,使与熔膜相接触的固体物料熔融;固体床逐渐变窄,熔池逐渐变宽,在进入计量段处,固体床消失,螺槽全部为熔体充满;最后,经过熔体输送区的均化作用,螺杆将熔体定压、定温和定量地送至机头;固体床分布对等深螺槽A/ψ＝0 固体床分布呈抛物线熔化区长度ZT需几圈螺纹：从熔化开始到固体床的宽度下降到零的总长度对等深螺槽的单螺杆挤出机,如何提高固体熔融的质量流率φ-- 熔化速率的量度,即φ值大则熔化速率W高ZT与质量流率G成正比G增大又要保持ZT不变,必须使φ值与流率齐量增加;增大φ的方法是将提高料筒温度Tb,物料温度Ts和螺杆转速应用：新型螺杆的产生为防止熔化过程中固体床的崩溃和加速固体床的熔融新型螺杆分类、结构、工作原理C．熔体输送理论平行板模型――均化段最佳螺旋角熔体在计量段有哪几种流动方式正流、逆流、横流、漏流深槽/浅槽对熔体输送时机头压力的敏感性;⏹正流α∝Hm, 逆流∝Hm3, ΔP↓,浅槽螺杆Qm<深槽螺杆QmΔP↑↑至一定程度,浅槽螺杆Qm>深槽螺杆Qm⏹塑料流动性大,η小, Qm对压力敏感性较大,采用挤出不宜D．螺杆和机头口模特性曲线,挤出机的操作点;E．综合这三段来考虑,挤出机如何才能达到多产优质见笔记影响挤出机产率的主要因素有哪几个方面3．双螺杆机分类,它较单螺杆挤出机有什么特别之处主要有哪些用途强制作用、混合作用、自洁作用及压延作用4．挤出剂的分流板、过滤网有何作用使物料由旋转流动变为平直流动,改变物料流动方式；增加机头内胶料的压力；过滤杂质的作用5．挤出吹塑薄膜的生产方法有哪几种上、下、平吹法6．吹塑薄膜成型设备有哪几部分;挤出机、机头与口模、冷却装置、人字板、牵引辊、卷取装置7．何谓吹胀比膜泡直径/管毛坯直径牵伸比牵引线速度/口模环形间隙出料速度8．挤管设备及装置是怎样的挤出成型机、机头、定型装置、冷却装置、牵引装置9. 螺杆转速、牵引速度对管材质量有何影响牵引过快,残余应力大,易弯曲变形,拉断；过慢,离膜膨胀,壁厚过大注射成型10．什么叫塑化什么叫注射塑化有哪些作用塑化：加热物料使其达到熔融状态,进一步混合物料使其达到均匀混合状态;注射：对熔融物料施加高压,使其射出而充满模具型腔;11. 常用注射机有哪几种基本类型试比较其优缺点注射机由哪三大部分组成类型：柱塞式注射机,单螺杆定位预塑注射机,移动螺杆式注射机注射机组成：注射系统、锁模系统和塑模12. 分流梭的作用是什么使物料分散成薄层并均匀地处于或流过由料筒和分流梭形成的通道,从而缩短传热导程,加快热传递和提高塑化质量13. 注射螺杆按其作用可分成几段试画简图示意之;并分析每一段的作用、结构特点和在该段处的物料状态螺杆分为三段送料段➢作用：使物料受热、前移➢物料状态：固体➢结构特点：螺距等距等深➢长度：1/2压缩段熔化段,螺杆中部➢作用：使物料受热、前移；使物料软化,熔融；排气➢物料状态：逐渐熔融➢结构特点：螺槽逐渐变小渐变,有挤压作用➢长度：1/4均化段计量段➢作用：与送料段相同；使熔体均匀；使熔体定量、定压由喷咀射出➢物料状态：熔融状态➢结构特点：等距等深,螺距比前两段小熔化后体积比原料小➢长度：1/414.. 试叙述模具的结构分类见讲义典型的塑模结构15. 什么是浇口试分析其结构特点和作用;浇口：连接主流道或分流道与型腔之间的通道16.. 什么是型腔、阴模、阳模型腔：模具中成型或成型塑料制品的空间；阴模凹模：构成制品外形的成型零件；阳模凸模：构成制品内部形状的成型零件;17. 为什么说在注射机上,确定了注射速度和注射时间之后,就能相应地确定注射速率和注射量反之亦然q j=100πD2sυj/4 q j=Q j/τjq j――注射速率υj――注射速度Q j――注射量τj――注射时间18. 试分析塑化过程中的热量来源;料筒的加热元件和螺杆的剪切摩擦19.流动和传动过程可分成几个阶段试分析每一阶段的物料状态和熔体流动特征分为四阶段：A．充模阶段;物料状态：熔体;熔体的流动特征：以注射速度流动,模腔压力开始小,结束最大;B．保压阶段压实阶段;物料状态：熔体;熔体流动特征：基本静止,少量熔体继续流入补缩;模腔压力,基本不变;C．倒流阶段;物料状态：绝大部分是烘干熔体,浇口处变成固体;熔料状态：基本静止,但有倒流现象;模腔压力特征：开始下降,保压时间长,倒流消除;喷咀中带有止送阀,避免倒流;倒流阶段在两种情况下不存在;1保压阶段长,浇口冻结;2喷咀带有止逆阀;D．冻结后冷却阶段;物料状态：从熔体变成固体;熔体流动特征：仍有少量在流动,模腔压力,不断下降,结束,留残余压力;20. 如何避免倒流阶段出现倒流阶段在两种情况下不存在：①保压阶段长,浇口冻结②喷咀带有止逆阀21. 试分析下列生产制品出现的问题原因,并指出解决的办法;1制品注射不满; 2制品出现毛刺溢边、飞边;3银纹包括表面气泡和内部气泡; 4收缩凹痕;5 开裂;6 黑点;7 制品贴留在模内; 8 制品尺寸不稳定;9 制品褪色; 10制品强度下降;解答：注射不满的原因如下1 料筒喷嘴及模具,温度偏低;2 加料量不够;3 料筒剩料太多;4 注射压力太低;5流道或口太小,浇口数目不够,位置不当 6 注射速度太慢;7 模腔排气不了; 8 注射时间太短;9 浇注系统发生堵塞; 10原料流动性太差;22．注射螺杆在注射成型过程中的运动情况1将物料卷入料筒中,螺杆移动、后移；2当物料量达到一次注射量的时候,螺杆不转动也不移动；3螺杆将物料注入模具中,螺杆在不转动的情况下,作轴向向前移动, 注射是大位移,轴向运动；保压是小位移,轴向运动；23. 分析注射成型时,塑料注射流动过程;用柱塞或螺杆的推动将具有流动性和温度均匀的塑料熔体注入模具,充满模具型腔;1物料在注射机料筒中的流动塑料受压和受热时,首先由压力将粒状物压成柱状固体,而后在受热中,逐渐变成半固体以至熔体;（2）物料在喷嘴中的流动喷嘴是料筒与模具之间的连接件,充模时熔体流过喷嘴孔时会有较多压力损失和较大温升;（3）物料在注射模腔内的流动塑料熔体进入模腔内的流动情况均可分为充模、保压、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段;25.什么叫退火试从亚微观结构的观点分析退火的实质;退火：把制品放在恒温介质中静置一段时间的工艺过程;的退火温度取什么最好值最合适;结晶温度的最低值附近压延成型27．PVC薄膜和片材可分成哪几类在制备配方上有何区别压延产品分为：薄膜厚度<0.25mm平整而柔软的塑料制品片材厚度在～2mm的软质平面材料和厚度在<的硬质平面材料人造革其它涂层制品硬质PVC薄膜和片材半硬质6～25份增塑剂软质>25份增塑剂28．什么是人造革为什么要进行人造革的表面修饰人造革：以布或纸为基材,在其上面覆盖一层PVC糊或其它的树脂,形成具有柔软性,耐揉曲折的仿皮革材料,称为人造革;29．试分析压延成型的特点,熟悉压延成型工艺过程它是将加热塑化的热塑性塑料通过一系列加热的压辊,使其连续成型为薄膜或片材的一种成型方法;中空吹塑30．名词解释：中空吹塑多层吹塑中空吹塑：借助气体压力使闭合在模具中的热熔塑料型坯吹胀形成空心制品的工艺;多层吹塑：利用两台以上的挤出机,将同种或异种塑料在不同的挤出机内熔融混炼后,在同一个机头内复合、挤出,然后吹塑制造多层中空容器的技术;31．挤出型坏吹胀时,吹入的压缩空气有何作用①吹胀型坯使之贴紧模具型腔；②对已吹胀的型坯施加压力,以得到形状正确,表面文字与图案清晰的制品；③有助于冷却制品;3233成型容积相同的容器时,吹塑模具内要排出的空气量比注射成型模具的大许多,与注射成型模具相比,吹塑模具内的压力很小一般<1MPA;因此,对吹塑模具的排气性能要求较高;若夹留在模腔与型坯之间的空气无法完全或尽快排出,型坯就不能快速地吹胀,吹胀后不能与模腔良好地接触尤其是棱角部位,会使制品表面出现粗糙、凹痕等缺陷,表面文字、图案不够清晰,影响制品的外观性能与外部形状,尤其当型坯挤出时出现条痕或发生熔体破裂时,排气不良还会延长制品的冷却时间,降低其机械性能,造成其壁厚分布不均匀;要设法提高吹塑模具的排气性能;排气方法：分模面上的排气；模腔内的排气；模颈圈螺纹槽内的排气；抽真空排气34．挤出吹塑控制因素有哪些它是如何影响的;1型坯温度和挤出速度⏹型坯温度过高,挤出速度快,型坯易产生下垂,引起型坯纵向厚度不均,延长冷却时间,甚至丧失熔体热强度,难以成型;⏹型坯温度过低,离模膨胀突出,会出现长度收缩,壁厚增大现象,降低型坯的表面质量,出现流痕,不均匀性;2吹气压力和鼓气速率⏹粘度大,吹气压力大⏹鼓气速率大,可缩短型坯的吹胀时间,使制品厚度均匀,表面质量好;3吹胀比吹胀比愈大,制品的尺寸愈大,一般吹胀比为2～44模温⏹模温过低,型坯冷却快,形变困难,夹口处塑料的延伸性降低,不易吹胀;易造成制品的轮廓和花纹不清楚,甚至出现斑点和桔皮状;⏹模温过高时,冷却时间延长,生产周期增加,当冷却不够时,制品脱模后易变形,收缩率大;⏹小型厚壁模温控制偏低5冷却时间⏹在保证制品充分冷却定型的前提下加快冷却速率,来提高生产效率;⏹加大模具的冷却面积,采用冷冻水或冷冻气体在模具内进行冷却,利用液态氮或CO2进行型坯的吹胀和内冷却35．如何排除膨胀过量的现象⏹提高机头、型坯的温度⏹降低挤出速率⏹减少机头模口的直径/间隙⏹采用合适的聚合物36．如何消除垂伸过大的现象⏹降低型坯的温度⏹提高型坯的挤出速度⏹增加模具的低压高速合模量⏹润滑模具的导柱与导套,以提高合模速度⏹减小型坯质量⏹采用MI较小的聚合物37．注射吹塑的基本特征是什么型坯是在注射模具中完成,制品是在吹塑模具中完成38．注射型坏的芯棒有什么作用⏹以芯棒为中心充当阳模,成型型坯的内部形状与容器颈部的内径；⏹作为运载工具将型坯由注射模内输送到吹塑模具中去⏹设置有内气道与空气入、出口,输送压缩空气以吹胀型坯；可通循环液体或空气,以调节型坯温度；39．挤出吹塑、注射吹塑、拉伸吹塑有什么区别各有何特点挤出吹塑和注射吹塑的不同点：前者是挤塑制造型坯,后者是注塑制造型坯;⏹挤出吹塑中型坯的吹胀是在聚合物的粘流态下进行的,故可得较大的吹胀比,吹塑制品与吹塑模具的设计灵活性较大;⏹拉伸吹塑型坯的吹胀是在高弹态下进行的,可提高制品的强度等性能;泡沫塑料成型40.什么叫泡沫塑料泡沫塑料：以树脂为基础而内部具有无数微孔气体的塑料制品41. 泡沫塑料有哪几种发泡方法简单叙述这些发泡方法特点;物理发泡法,化学发泡法,机械发泡法42 理想化学发泡剂应具有的性能,比较有机发泡剂和无机发泡剂的优缺点;如何选择发泡剂试举出几种常用的物理发泡剂和化学发泡剂43. 简述可发性聚苯乙烯珠粒泡沫塑料的生产工艺;发泡液体正戊烷或石油醚与PS先制成易于流动的球状半透明的可发性PS珠粒,再用珠状物为原料,通过蒸汽箱模塑法,挤出法或注射模塑法生产泡沫塑料;更详细：首先制备可发性PS,再模塑成制品;可发性PSEPS生产工艺是：用悬浮PS珠粒,使其在低沸点液体戊烷,丁烷或石油醚中浸渍,沸点液体渗透到PS料中成为EPS,用水冲洗,滤掉水,然后吹干,放置2~3周后,即可进行预发泡,EPS受热软化,膨胀,这种预发泡过程是在预发泡器中进行的,用蒸汽加热80~100℃,约几分钟即可发泡到20倍,然后出料,于室温熟化10~14h,最后热压成型,进一步发泡膨胀,粘成一整体,冷却脱模,制品成型;流程如下：GPS→浸渍戊烷→冲洗→干燥→EPS→预发泡→熟化→模塑→成型→制品44．比较软质PVC和硬质PVC泡沫塑料的组成特点及成型工艺软质：PVC树脂中加发泡剂,增塑剂,稳定剂以及其它助剂;增塑剂使泡沫体具有柔软性; 可采用压制、挤出、注射、压延等成型硬质：用溶剂代替增塑剂使各组分混匀,加热成型时溶剂挥发逸出;硬PVC主要用于绝缘、保温、隔音、防震、包装等材料以及水上漂浮和救生材料;可采用模压成型方法第6章热固性塑料的主要成型加工技术1.. 名词解释：模压成型,阳模阴模模压成型：在闭合型腔内借助加压的成型方法,将粉状、粒状、碎屑或纤维状的塑料放入加热阴模槽中,合了阳模并加热加压,使塑料在密闭的模槽中塑化流动充满整个型腔,再将模具加热对热固性塑料,在加热下使其进一步发生交联反应而硬化或冷却对热塑性塑料,冷却使其硬化使塑料硬化脱模而得制品; 2．模压成型用模具有哪几类溢式模具、不溢式模具、半溢式模具3..简述模压成型原理及工艺流程如何选择模压成型的工艺参数T,P,时间模压温度的提高是有一定限度的原理：热固性塑料在整个成型过程中有化学反应,加热初期呈低分子粘流态,流动性好；随着官能团相互反应,部分分子交联,物料流动性变小,并开始产生一定的弹性,此时物料处于胶凝状态；再继续加热,分子交联反应趋于完善,交联度增大,树脂由胶凝态变为玻璃态,此时树脂呈体形结构,成型完成;流程：见讲义4．传递成型与模压成型、注射成型的区别:⏹传递成型与模压成型的区别:前者模具在成型模腔之外另有一加料室,物料的熔融在加料室完成,成型是在模腔内完成;⏹传送成型与注射成型的区别:塑料在压模上的加料室内受热熔融,而注射成型时物料是在注射机料简内塑化;5．比较热固性塑料与热塑性塑料挤出成型、注射成型的不同1 不能采用连续螺杆来挤出热固性塑料 ,热固性塑料挤出常采用往复式液压机2热固性不像热塑性挤出制品可由薄膜到固定截面的型材 ;3热固性塑料制品的形状在离开模头后不变 ,热塑性挤出适应性和灵活性大 ;4挤出生产率有较大差别第7章复合材料的成型加工技术1. 概念：层压成型增强塑料层压成型：在压力和温度作用下将多层相同或不同材料的片状物通过树脂的粘结和熔合,压制成层压塑料的成型方法;增强塑料：加有增强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料;2. 熟悉几种常用的增强物3. 层压板材的压制成型工艺分为哪几个过程叠料、进模、热压、脱模、热处理4．层压成型时,压制温度如何控制分为哪几个阶段压制时T,P控制分为五个阶段：①预热阶段：从室温升至树脂开始交联反应的温度,施加全压的1/3～1/2②中间保温阶段：在较低的反应速度下交联固化,至溢料不能拉丝为止③升温阶段：将温度和压力升至最高④热压保温阶段：树脂充分交联固化⑤冷却阶段：树脂充分交联固化后即可逐渐降温;第8章高分子溶液的成型加工技术1. 概念：铸塑成型浇铸成型流延成型铸塑成型浇铸成型：将已准备好的浇铸原料通常是单体,经初步聚合或缩聚的预聚体或聚合物与单体的溶液等注入模具中使其固化,完成聚合或缩聚反应,从而得到与模具型腔相似的制品的一种成型方法;流延成型：将热塑性或热固性塑料配成一定粘度的溶液,然后以一定的速度流布在连续回转的基材上无接缝的不锈钢带,通过加热使溶剂蒸发而使塑料固化成膜,从基材上剥离即得制品;2..在静态浇铸成型中,有哪些方法可以除去物料中的气泡常压放置脱泡超声震荡脱泡真空脱去小分子或气泡加压脱泡3. 熟悉流延法双向拉伸薄膜的成型工艺4. 试比较挤出吹塑薄膜、压延薄膜和流延薄膜生产工艺特点及薄膜性能区别;塑料薄膜的成型方法有挤出吹塑法、压延法和流延法三种;挤出吹塑法：是塑料经挤出机熔融进入机头,出机头的熔融塑料成圆筒状膜管,向膜管中吹入一定量的压缩空气,使其膨胀,后经冷却、牵引、卷取成膜;优点：生产工艺简单,成本低,适用于热塑性塑料的成型加工;农膜、包装用膜等很大比例的聚烯烃薄膜是采用该工艺成型的;缺点：吹塑成型得到的薄膜是筒状,压缩空气吹胀时,易产生膜厚度不均匀;若经过双向拉伸,可提高制品的强度;压延法:它是将加热塑化的热塑性塑料通过一系列加热的压辊,使其连续成型为薄膜或片材的一种成型方法;优点：加工能力大,产品质量高,生产连续,自动化程度高;压延产品厚薄均匀,厚度公差可控制在10%以内,表面平整;缺点：设备庞大,投资较高、维修复杂、制品宽度受压延机辊筒长度的限制等;流延法：将热塑性或热固性塑料配成一定粘度的溶液,然后以一定的速度流布在连续回转的基材上无接缝的不锈钢带,通过加热使溶剂蒸发而使塑料固。

第4章混合与塑化

聚合物新型成型装备国家工程研究中心
氧的作用

高温塑炼时的氧化降解作用明显
温度的作用
温度较低时，生胶黏度大，机械力作用显著高温下，热氧作用显著

静电作用：放电产生臭氧和原子态氧化学塑解剂作用：苯硫酚、五氯硫酚等
聚合物新型成型装备国家工程研究中心

螺杆挤出机（塑炼机）塑炼
聚合物新型成型装备国家工程研究中心
2、混炼与混炼工艺

混炼就是将各种配台剂与可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶在机械作用下混合均匀，制成混炼胶的过程。
1）混炼机理剪切、破碎、润湿、挤压、拉伸、分流、合并、置换、聚集混炼是橡胶加工中最重要的工艺过程之一，要求混炼胶中各种配合剂混合均匀，保证橡胶制品具有良好的物理机械性能、良好的加工工艺性能。分散介质多样界面上的物理和化学作用混炼胶的热力学不稳定性不明显
聚合物新型成型装备国家程研究中心

分散程度：分散相在共混体系中的破碎程度。用分散相的平均粒径大小和分布表示
平均粒径
相邻同一组分间的距离越小分散得越好共混物的性能与分散相的粒径密切相关
聚合物新型成型装备国家工程研究中心
粒径分布
橡胶、塑料、溶液、胶乳一、橡胶的塑炼与混炼 1、塑炼与塑炼工艺

一般来说，生胶（特别是天然橡胶）具有较大的弹性，弹性过大加工过程中会出现： A、各种配合剂无法在生胶中分散均匀 B、大部分机械能将消耗在弹性变形上，成型加工困难 C、弹性记忆效应明显，压出各种形状尺寸控制不准所以必须使生胶由强韧的弹性状态变成柔软而具有可塑性的状态，这种增加橡胶的可塑性的工艺过程称为塑炼。

第3章_分子扩散.

x x1, y y1 x x1, y y1
c0 x x1 x x1 c( x, y, t ) [erf ( ) erf ( )] 4 4 Dx t 4 Dx t y y1 y y1 [erf ( ) erf ( )] 4 Dy t 4 Dyt
z
y
2d
c qi D xi
负号表示扩散方向与浓度梯度方向相反，即从浓度高处向浓度低处扩散；
D为分子扩散系数[L2T-1]随溶质、溶液种类及温度压力条件而变化。见表3-
1。
2 分子扩散方程：Fick第二定律浓度分布不均匀引起分子扩散，建立浓度随时空变化的关系式。
z
dz
dy
dx o y
x
在静止流体中取微元六面体空间，中心点浓度c(x,y,z,t)，扩散通量(qx,qy,qz)。根据扩散质质量守恒原理，分析各面的扩散质通量
当Dx=Dy=Dz=D时，上式可变为：
3.2.2 瞬时分布源
瞬时投入的污染物质不是集中在一点，而是分布在一定的空间范围之内。可考虑为若干集中源的叠加。 1 一维扩散问题
0 x 0 t 0, c( x,0) c0 x 0
左半部各点初始浓度相同，均为c0，右半部为清水区（扩散区）。
C D 2 C t C 2C 2C D( 2 2 ) t x y C 2C D 2 t x
三维扩散二维扩散
一维扩散
3.2 静水扩散方程的求解
• 分子扩散方程中，若扩散系数为常数，方程可线性化。在简单的初边值条件下，可求得解析解。对复杂条件下求解只能借助数值解法。 • 扩散方程求解和污染源的存在形式密切相关：空间上：点源、线源、面源、体积源（空间分布源）时间上：瞬时源、时间连续源（恒定、非恒定）

山东大学材料制备期末重点山东大学

4.1 高分子材料的混合运动遵循哪些机理? 高聚物粘流体的混合是靠什么机理完成?其中两个是动力学的机理(体积扩散和涡流扩散)，一个是分子运动的机理(分子扩散)。

体积扩散4.2 粘性流体的混炼三要素是什么? 三要素之间的相互关系如何?压缩、剪切和分配“剪切”为进行“置换”起辅助作用，“压缩”则是为了提高物料的密度，为提高剪切速率而起辅助作用。

整个混炼分散操作是由这三要素多方面反复地进行才完成。

4.3 橡胶的高、低温塑炼机理分别是什么? 分析影响橡胶塑炼的温度因素。

低温下,机械力可切断橡胶大分子链，氧起着活性自由基受体的作用。

高温下机械力起着活化作用,促使橡胶大分子和氧直接作用，氧引发橡胶大分子的自动催化氧化连锁反应，促使大分子降解。

4.4 简述橡胶混炼理论并说明橡胶混炼胶有哪些特点。

在混入阶段，胶料破碎现象十分明显，这时配合剂附着在小块橡胶表面上，然后在机械力和温度的作用下，小块橡胶又互相接触压紧，逐渐变成大胶块，即配合剂颗粒被生胶包围和湿润。

生胶和配合剂的接触面积不断扩大。

随着此过程的继续，橡胶分子渗入配合剂聚集体空隙，当配合剂的所有空隙都充满橡胶，形成掺有配合剂的较为密实的大胶团。

但这时配合剂尚未被分散，其粒子的初始尺寸不减少，这是混炼的第一阶段，亦称为湿润过程。

随后，混入橡胶内的配合剂被搓碎，均匀分散到生胶中，逐渐变成新的大胶料块，直到形成连续相，完成均化过程，这是混炼的第二阶段，也就是配合剂在生胶中的分散过程。

在胶料基本完成混合后，混炼若继续进行，则生胶大分子链受破坏逐步明显，相对分子质量下降，表现为粘度下降，弹性恢复效应降低，这是混炼过程的第三阶段。

a.分散介质不是单一的物质，而是由生胶和溶于生胶的配合剂共同组成；各种配合剂在橡胶中的溶解度随温度而变。

b.细粒状配合剂不仅是简单地分散在生胶中，还会与橡胶在接触面上产生一定的化学和物理的结合作用。

c.橡胶的粘度很大，而且有些配合剂与橡胶有化学和物理的结合，所以表现为胶料的热力学不稳定性不明显。

塑料混合机理——分子扩散与涡流扩散[自动保存的]

塑料混合机理分子扩散与涡流扩散涡流扩散分子扩散分子扩散根据混合过程中是否有分散粒子尺寸变小非分散混合分散混合根据混合物料的状态液混合回顾分子扩散体积扩散混合机理混合机理混合是通过各组分单元的物理运动来实现
塑料混合机理
——PPT分模板下子载：扩散与涡流扩散
1 塑料混合机理
2
分子扩散
3
涡流扩散
回顾
➢ 涡流扩散存在于湍流液体中。 ➢ 涡流扩散中时刻存在分子扩散。
➢ 涡流扩散的能量远大于分子扩散。
➢ 塑料混合中的涡流扩散 ➢ 存在于液体原料混合
如：聚胺酯反应注射成型
思考
？ ➢ 固体与固体物料的混合机理如何
谢谢大家
根据混合物料的状态
固/ 固混合固/ 液混合液/ 液混合
根据混合过程中是否有分散粒子尺寸变小
非分散混合分散混合
1 塑料混合机理 ➢ 混合是通过各组分单元的物理运动来实现。
涡
分子扩散
混合
流
机理
扩
散
体积扩散
2
分子扩散
➢ 如：无色的液体中滴入黑色液体
？黑色液体为什么能扩散
分子扩散的动力来自于浓度差所造成的化学势能梯度。
➢ 分子的混合时可以借助分子扩散来实现，这种混合常称作分子扩散混合。
➢ 分子扩散混合范围
1 气体与气体混合扩散速率大 2 液体与液体混合扩散速率较大 3 液体与固体混合扩散速率较大
4 固体与固体混合扩散速率小
分子扩散主要存在于气体和低粘度液体的混合中。
➢ 塑料中分子扩散混合
由于聚物熔体的粘度都很高，因此熔体与熔体之间分子扩散速率也很小，聚合物熔体间的混合不能靠分子扩散来实现。但如参与熔体混合的组分中有低分子物（如有机染料、抗氧剂和发泡剂等），分子扩散就成为将这些组分在熔体中混匀的重要因素。

环境流体力学第二章分子扩散PPT课件

为任何时刻源点浓度（坐标原点与源点重合的情况下）
对上式分别通过求t→0、 x→0和t→0（x≠0）的极限，可得到c =∞和c =0，这说明了该解也是满足初始条件的。
此外，上式虽然是对x≥0的定解条件求解，但也可用于x
＜0情形。
第五节一维扩散方程的基本解
浓度分布符合正态分布（即高斯分布）
M x2 c( x, t ) exp( ) 4 Dt 4 Dt
令染液投入点为坐标原点
0
x
第五节一维扩散方程的基本解
1.定解条件一维分子扩散方程：
c 2c D t x 2
瞬时点源或称瞬时无限平面源在无界空间的定解条件下的解析解。定解条件在数学上表达为：（1）初始条件： c(x,0)=M(x)
( x)
x 0 0 x 0
2
-
x x M M = k0 exp ()d ( )= k0 - 4 Dt 4 Dt 可得积分常数为k0 =1
M
第五节一维扩散方程的基本解
根据污染物质的质量守恒定律，有 cdx M ,推出k0=1

M x2 c( x, t ) exp( ) 4 Dt 4 Dt
对原点的任意p阶矩
Mp

x p c( x, t )dx xip ci xi
i
对瞬时点源来说，零阶矩 M0=全部扩散质的质量，对任意时刻M0是一常数，但一般情况下，矩都是时间的函数。
第六节浓度分布的各阶矩
2、浓度分布的统计特征值
（1）浓度分布的距离均值（数学期望）
M1 x M0
第五节一维扩散方程的基本解
2.解析方法：如拉普拉斯变换、分离变量法和量纲分析法量纲分析，物理方程中各项物理量的量纲之间存在的规律：量纲和谐性，物理方程中各项的量纲应当相同；任一有量纲的物理方程可以改写为无量纲项组成的方程而不会改变物理过程的规律性；物理方程中各物理量之间的规律性以及相应各量纲之间的规律性，不会因所选的基本量纲不同而发生改变。

介绍混合设备的用途和混合设备工作原理

混合设备是利用机械力和重力等，将两种或两种以上物料均匀混合起来的机械。

混合设备广泛用于各类工业和日常生活中。

混合设备可以将多种物料配合成均匀的混合物，如将水泥、砂、碎石和水混合成混凝土湿料等；还可以增加物料接触表面积，以促进化学反应；还能够加速物理变化，例如粒状溶质加入溶剂，通过混合设备的作用可加速溶解混匀。

常用的混合设备分为气体和低粘度液体混合器、中高粘度液体和膏状物混合设备、热塑性物料混合机、粉状与粒状固体物料混合设备四大类。

气体和低黏度液体混合设备的特点是结构简单，且无转动部件，维护检修量小，能耗低。

这类混合设备又分为气流搅拌、管道混合、射流混合和强制循环混合等四种。

中、高黏度液体和膏状物的混合设备，一般具有强的剪切作用；热塑性的物料混合机主要用于热塑性物料(如橡胶和塑料)与添加剂混合；粉状、粒状固体物料混合设备多为间歇操作，也包括兼有混合和研磨作用的机械，如轮辗机等。

混合时要求所有参与混合的物料均匀分布。

混合的程度分为理想混合、随机混合和完全不相混三种状态。

各种物料在混合设备中的混合程度，取决于待混物料的比例、物理状态和特性，以及所用混合设备的类型和混合操作持续的时间等因素。

液体的混合主要靠机械搅拌器、气流和待混液体的射流等，使待混物料受到搅动，以达到均匀混合。

搅动引起部分液体流动，流动液体又推动其周围的液体，结果在溶器内形成循环液流，由此产生的液体之间的扩散称为主体对流扩散。

当搅动引起的液体流动速度很高时，在高速液流与周围低速液流之间的界面上出现剪切作用，从而产生大量的局部性漩涡。

这些漩涡迅速向四周扩散，又把更多的液体卷进漩涡中来，在小范围内形成的紊乱对流扩散称为涡流扩散。

机械搅拌器的运动部件在旋转时也会对液体产生剪切作用，液体在流经器壁和安装在容器内的各种固定构件时，也要受到剪切作用，这些剪切作用都会引起许多局部涡流扩散。

搅拌引起的主体对流扩散和涡流扩散，增加了不同液体间分子扩散的表面积减少了扩散距离，从而缩短了分子扩散的时间。

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)。

涡流扩散项

涡流扩散项的物理原理及其在流体力学中的应用涡流扩散项是指在流体中，由于涡流的存在而引起的物质扩散现象。

它是由于流体中的涡流与固体表面之间的相互作用而产生的，是流体力学中一个重要的概念。

本文将介绍涡流扩散项的物理原理以及其在流体力学中的应用。

一、涡流扩散项的物理原理涡流扩散项的物理原理可以简单地描述为：当流体中的涡流与固体表面接触时，由于涡流的运动和固体表面的不规则性，会在固体表面上产生摩擦力和剪切应力，从而导致物质的扩散现象。

这种扩散现象可以通过实验来观察到，例如在液体中放入一些颗粒，当液体中有涡流存在时，颗粒就会随着涡流运动并逐渐扩散开来。

二、涡流扩散项的应用1. 流体力学中的湍流模型涡流扩散项是湍流模型中的一个重要组成部分。

湍流模型可以用来模拟各种流体流动的现象，例如空气动力学、水动力学等。

在湍流模型中，涡流扩散项可以用来描述流体中的物质扩散现象，从而更好地理解流体的流动行为。

1. 材料科学中的缺陷修补涡流扩散项还可以应用于材料科学中的缺陷修补。

当材料中存在缺陷时，可以通过在缺陷处注入一定量的材料，然后利用涡流扩散项的作用使材料在缺陷处进行扩散填充，最终达到修补缺陷的目的。

1. 医学中的应用涡流扩散项还可以应用于医学领域。

例如，在核磁共振成像(MRI)技术中，通过向人体内部注入一定量的对比剂，然后利用涡流扩散项的作用使对比剂在人体内进行扩散填充，从而实现对组织结构的成像。

三、总结涡流扩散项是流体力学中一个重要的概念，它描述了流体中的物质扩散现象。

涡流扩散项的应用非常广泛，包括流体力学中的湍流模型、材料科学中的缺陷修补以及医学中的应用等。

通过对涡流扩散项的研究和应用，我们可以更好地理解流体的流动行为和物质的扩散现象，从而推动相关领域的发展。

分子扩散

式中，为热扩散系数；T为绝对温度；ρ为流体密度。热扩散系数取决于分子的尺度和化学本质，其值常常比分子扩散系数小得多，很少大于分子扩散系数的30%。因此，除非在温度差很大且流体严格保持层流时，热扩散在大多数的传质操作中并不重要。
感谢观看
③过渡区扩散。物质在毛细管中的运动情况介于上述分子扩散与克努森扩散之间，扩散系数为：。此式中如果项可以忽略，则扩散为分子扩散；如果项可以忽略，则扩散为克努森扩散。
热扩散
分子扩散温度梯度加于静止的气体或液体混合物时，一种分子趋向高温区，另一种趋向低温区，从而在混合物内产生浓度梯度，这种现象又称为沙莱特效应。在两组分混合物中，给定组分A的热扩散通量用下式表示：
简介
以浓度差为推动力的扩散，即物质组分从高浓度区向低浓度区的迁移，是自然界和工程上最普遍的扩散现象；以温度差为推动力的扩散称为热扩散；在电场、磁场等外力作用下发生的扩散，则称为强制扩散。
分子扩散在化工生产中，物质在浓度差的推动下在足够大的空间中进行的扩散最为常见，一般分子扩散就指这种扩散，它是传质分离过程的物理基础，在化学反应工程中也占有重要地位。此外，还经常遇到流体在多孔介质中的扩散现象，它的扩散速率有时控制了整个过程的速率，如有些气固相反应过程的速率。至于热扩散只在稳定同位素和特殊物料的分离中有所应用，强制扩散则应用甚少。
分子扩散
物质传递现象
01 简介
03 扩散系数 05 热扩散
目录
02 费克定律 04 多孔介质中的扩散
分子扩散，也称分子传质，简称扩散，是由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象。扩散与温度有关，是质量传递的一种基本方式，是在浓度差或其他推动力的作用下，由于分子、原子等的热运动所引起的物质在空间的迁移现象。

聚合物成型加工课程期末笔记

聚合物成型加⼯课程期末笔记1.三⼤材料：塑料，橡胶，纤维塑料材料的分类按来源分类：(1)缩聚物(2)加聚物(3)逐步加成物按树脂的受热后的性能表现分类(1)热固性塑料(2)热塑性塑料按树脂的应⽤分类(1)通⽤塑料(2)⼯程塑料橡胶材料的分类(聚异戊⼆烯）(1)通⽤橡胶(2)特种橡胶化纤材料的分类（PA锦纶，PET涤纶）(1)杂链纤维(2)碳链纤维2.制造⽅法及组成对材料性能的影响本体聚合法——透明性、电绝缘性优良，吸收增塑剂快，加⼯流动性好悬浮聚合法——为获得粒度分部窄、颗粒匀称、表观密度合适的树脂，常采⽤两种分散剂乳液聚合法——热稳定性和电绝缘性差，但是树脂颗粒较细3..影响⾼分⼦材料性能的化学因素构成的元素种类及其连接⽅式碳链⾼分⼦优点：好的可塑性；加⼯成型⽐较容易；原料来源⽐较丰富，成本低；缺点：⼤多数都容易燃烧；耐热性⽐较差；容易⽼化；杂链⾼分⼦（主链除碳原⼦以外，还有其他原⼦）主要是通过缩合聚合或开环聚合反应制备耐热性和强度性能⾼，可以作为⼯程塑料主链带有极性，容易⽔解、醇解或者酸解元素有机⾼分⼦（主链含Si、P、Se、Al、Ti等，但不含碳原⼦）耐热性能都⽐较好，但成本⽐较⾼⽆机⾼分⼦（主链上不含碳原⼦，也不含有机取代基，纯粹由其他元素组成）易⽔解，强度差; 耐热性、硬度⾮常⾼端基对热性能的影响——相当于⼀种杂质，造成熔点的降低对光稳定性的影响——有的⾼分⼦化合物的降解是从端基开始的利⽤端基可使⾼分⼦化合物改性和功能化——制造相容剂4.影响⾼分⼦材料性能的物理因素结晶性与物性结晶度增⼤，透⽔性和透氧性变⼩结晶度增⼤，拉伸强度和屈服强度变⼤结晶度增⼤，成型收缩率较⾼成型过程中的取向取向：在外⼒作⽤下，分⼦链沿外⼒⽅向择优排列。

可以分为流动取向和拉伸取向取向后拉伸强度、弹性模量、冲击强度和透⽓性增加熔体粘度与成型性影响熔体粘度的内在因素聚合物链结构与极性相对分⼦质量及其分布材料的组成影响熔体粘度的外界因素温度——温度升⾼使⾼分⼦链热运动和分⼦间距增加，熔体粘度下降——过⾼的温度引起⾼分⼦降解压⼒——压⼒提⾼，⾃由体积减少，分⼦链距离减⼩，分⼦间作⽤⼒增⼤，熔体粘度增⾼——增⼤成型压⼒，增加功率消耗和设备磨损压⼒-温度等效性剪切速率（严格控制螺杆的转速或压⼒不变）——剪切速率增加，熔体粘度下降——剪切变稀现象作业：⽐较聚合物的结晶与取向聚合物⾼温熔体向低温固态转变过程中，使分⼦链的构型（结构形态）得到稳定规整的排列，这就叫聚合物的结晶。

聚合物成型加工答案

聚合物成型加工答案【篇一：高分子材料成型加工课后答案】>（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。

第五章混合与配制

第五章混合与配制第一节混合与分散理论一、混合机理1、扩散(1)分子扩散(2)涡流扩散，即素流扩散(3)体积扩散，即对流混合: 在聚合物加工中，这种混合占支配地位。

对流混合通过两种机理发生：一种叫体积对流混合，通过塞流对物料进行体积重新排列，而不需要物料连续变形，这种重复的重新排列可以是无规的，也可以是有序的。

（可发生在固体物料间，或液体物料间）.另一种叫层流对流混合，层流对流混合是通过层流而使物料变形，它发生在熔体之间的混合，在固体粒子之间的混合不会发生层流混合。

层流混合中，物料要受到剪切、伸长(拉伸)和挤压(捏合)。

2、混合过程要素混合的目的：就是使原来两种或两种以上各自均匀分散的物料从一种物料按照可接受的概率分布到另一种物料中去，以便得到组成均匀的混合物。

物料分散的关键：是需要外加的作用力（主要是剪切力），使物料发生形变和重新分布，并克服颗粒凝聚。

粘性流体的混合要素：剪切、分流和位置交换。

按分散体系的流变特性，混炼操作可分为：搅拌、混合和混炼混炼的三要素：压缩、剪切和分配置换，整个混炼分散操作是由这三要素多方面反复地进行完成的。

混炼三要素: P-压缩；S-剪切；D-置换混炼三要素的关系：“分布”由“置换”来完成，“剪切”为进行“置换”起辅助作用，“压缩”则是提高物料的密度，为提高“剪切”作用速率而起辅助作用。

分散混合过程是—个动态平衡过程，在—定的剪切应力场作用下，分能相不断破碎，在分子热运动下又重新集聚，达到平衡后，分散相才将到该条件下的平衡粒径。

分散过程示意图在聚合物混合过程中的混合机理: (1)剪切：剪切在高粘度分散相的混炼操作中是最重要的，也是“分散混炼三要素”中最重要的。

(提高剪切混合效果的因素：提高剪切速率，混合效果提高；改变剪切方向，混合效果提高。

) (2)分流、合并和置换：利用器壁，对流动进行分流，即在流体的流道中设置突起状或隔板状的剪切片，进行分流。

(3)挤压(压缩)：有利于固体输送，有利于传热熔融，也有利于物料受到剪切。

第五章混合

高分子材料在挤出机内的混合过程主要是靠剪切作用来达到的，螺杆旋转时物料在螺槽和料筒间所收到的剪切作用，可以设想为在二个无限长的平行板之间进行。

提高剪切混合效果的因素：
∗剪切速率（γ）↑，混合效果↑；
∗改变剪切方向，混合效果↑。

（3）挤压（压缩）
当物料被压缩时，物料内部会发生流动，产生由于压缩引起的流动剪切。

这是由于压缩使物料密度增大，剪切时剪应力作用大而引起的。

这种由挤压（压缩）引起的流动在密炼机、开炼机和挤出机中都存在。

NBR/PVC(70/30)
(a)、(b) 粗分散的(c)、(d) 细分散的
一对安装在同一平面内的中空辊筒；
辊筒中间可以通冷热水，或通蒸汽，以便冷却或加热；两辊筒的辊距可调；
工作时两辊相向旋转；
两辊筒转速略有差异，速比（1：1.15 ∼1：1.27）；
四、粉碎和粒化。

流体混合原理

“流体混合原理”试题1. 简述混合物料的种类及其特性混合物料的分类黏性流体牛顿流体非牛顿流体纯黏性非牛顿流体黏弹性流体宾汉塑性流体假塑性流体胀塑性流体触变性流体震凝性流体非依时性非牛顿流体依时性非牛顿流体⑴牛顿流体：当某种流体上承受的切应力正比于所产生的切应变速率时，该流体称为牛顿流体。

其中T 为剪切应力，Pa ； p 为粘度(2).非牛顿流体 ① 非时变性非牛顿流体这类流体的切应力仅与剪切变形速度有关，即粘度函数(式(2))仅与应变速率有关，而与时间无关。

Pa - s ； Y 为剪切速率，1/s 。

牛顿流体与非牛顿流体其中为表观粘度或称粘度函数。

非时变性非牛顺流体主要包括以下3种：1）宾汉流体（或称塑性流体）。

它是只当剪切应力大于某一数值时才开始流动的流体，这时体系并非全部发生形变，而是产生滑动，中间未发生变化的部分仍按原来的结构形式一起向前运动。

当应力大于屈服值后，其流动性跟牛顿流体完全一样一些浓悬浮液如糊状物、软膏、面团、淤泥等，在适当条件下可表现出这种行为。

2）剪切稀化流体（也称假塑性流体）。

这种流体没有屈服值，表观粘度随剪切速率增加而减小。

这种粘度随剪切速率增大而减小的现象称为剪切变稀现象。

大多数高分子溶液和乳状液具有明显的假塑性。

3）剪切稠化流体（也称膨胀型流体）。

与假塑性流体相反，膨胀流体的表观粘度随切变速率增加而增大，这种现象称为剪切增稠现象。

一些浓稠悬浮体、蛋白质及某些高分子溶液可表现出切力增稠现象时变性非牛顿流体这类流体的粘度函数不仅与应变速率有关，而且与剪切持续时间有关。

②时变性非牛顿流体大致分为2类：1）触变性与震凝型流体。

在一定的剪切变形速率下，触变流体的粘度函数随时间减小，而震凝型流体则相反，表观粘度随时间而增大，震凝性体系很少，实际遇到的触变性体系较多，某些粘土悬浮液、陈胶、溶胶及高聚合物可表现出触变性。

2）粘弹性流体。

这类流体兼具粘性和弹性，与粘性流体的主要区别在于外力消除后产生部分应变回复。

混合与分散原理.

2、树脂和助剂需经干燥、筛析、吸磁和研磨等处理过程；
3、在固体和小分子液体混合前，可对热稳定性好和挥发性小的液体助剂如增塑剂进行预热，降低其粘度，提高扩散速率，强化传热过程，使聚合物溶胀速率加大，利于混合效率的提高。
4、对于用量少、难以分散、有可能造成粉尘污染的添加剂。
可先制成浆料或母粒，再与其他组分混合，以保证这些添加剂可以均匀分散。
按物料的物理状态
固体与固体的混合，主要是固体树脂之间或固体树脂与固体的添加剂之间的混合。
属于预混合，先于聚合物熔体混合和塑炼以及成型过程。其混合机理是体积对流混合，通常是无规分布的混合，物料无需连续变形。一般把这种混合归为简单混合。
液体与液体的混合
小分子液体助剂之间的混合机理是紊流扩散聚合物熔体之间的混合机理是层流对流混合熔体与小分子液体间的混合机理则主要是分子扩散
2、初混合
初混合是指在低于树脂熔化温度和较缓和的剪切力作用下对物料进行混合。这种混合是间歇式的、非分散性的混合，
初混合的工艺最主要的是控制加料的顺序
非润性物料混合的工艺程序一般是按树脂、稳定剂、着色剂、填料和润滑剂的顺序加入物料，混合一定时间后，提高加热设备使物料温度升至规定值，使得润滑剂得以熔化，以便与配方中的其他组分混合均匀
粒化过程主要有三种：
1用挤出机挤出条状物，而后冷切造粒，得到的是圆柱形粒料； 2是用挤出机热切造粒，得到的是足球状粒料； 3是将由开炼机得到的片状塑化物用平板切粒机造粒，得到方块状粒料。
问题
1、简述聚合物的混合机理，并指出聚合物在进行初混、塑炼和熔融加工时分别以何种机理为主？
3、在各分流束进行相对位置交换(置换)后再合并;
4、以上几种过程一起作用的情况.

《高分子材料加工工艺》复习资料习题答案

高分子材料加工工艺第一章绪论1.材料的四要素是什么？相互关系如何？答：材料的四要素是：材料的制备(加工)、材料的结构、材料的性能和材料的使用性能。

这四个要素是相互关联、相互制约的，可以认为：1)材料的性质与现象是新材料创造、发展及生产过程中，人们最关注的中心问题。

2)材料的结构与成分决定了它的性质和使用性能，也影响着它的加工性能。

而为了实现某种性质和使用性能，又提出了材料结构与成分的可设计性。

3)材料的结构与成分受材料合成和加工所制约。

4)为完成某一特定的使用目的制造的材料(制品)，必须是最经济的，且符合社会的规范和具有可持续发展件。

在材料的制备(加工)方法上，在材料的结构与性能关系的研究上，在材料的使用上，各种材料都是相互借鉴、相互渗透、相互补充的。

2.什么是工程塑料？区分“通用塑料”和“工程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”。

答：按用途和性能分，又可将塑料分为通用塑料和工程塑料。

产量大、价格低、用途广、影响面宽的一些塑料品种习惯称之为通用塑料。

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、耐腐蚀性优良等的、可替代金属用作结构件的塑料。

但这种分类并不十分严格，随着通用塑料工程化(亦称优质化)技术的进展，通过改性或合金化的通用塑料，已可在某些应用领域替代工程塑料。

热塑性塑料一般是线型高分子，在溶剂可溶，受热软化、熔融、可塑制成一定形状，冷却后固化定型；当再次受热，仍可软化、熔融，反复多次加工。

例如：PE、PP、PVC、ABS、PMMA、PA、PC、POM、PET、PBT。

热固性塑料一般由线型分子变为体型分子，在溶剂中不能溶解，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；一当成型后，再次受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工。

如PF（酚醛树脂）、UF（脲醛树脂）、MF（三聚氰胺甲醛树脂）、EP（环氧树脂）、UP（不饱和树脂）等。

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