第一篇：主要3D打印聚合物介紹

3D打印材料

３Ｄ打印技術(shù)的快速發(fā)展使其成為近幾年國(guó)內(nèi)外快速成形技術(shù)研究的重點(diǎn)。目前，美國(guó)、歐洲和日本都站在２１世紀(jì)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略高度，對(duì)快速成形技術(shù)投入了大量的研究，使３Ｄ打印技術(shù)得到了迅速發(fā)展。在國(guó)防領(lǐng)域，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視３Ｄ打印技術(shù)的應(yīng)用，并投入巨資研制增材制造金屬零部件，特別是大力推動(dòng)增材制造技術(shù)在鈦合金等高價(jià)值材料零部件制造上的應(yīng)用。材料是３Ｄ打印的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是當(dāng)前制約３Ｄ打印發(fā)展的瓶頸。

ABS ABS樹(shù)脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。ABS塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無(wú)毒、無(wú)味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無(wú)熔融滴落現(xiàn)象。ABS塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機(jī)械加工較好。ABS樹(shù)脂耐水、無(wú)機(jī)鹽、堿和酸類(lèi)，不溶于大部分醇類(lèi)和烴類(lèi)溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。

ABS 樹(shù)脂是用的最多的3D成型材料，人們系統(tǒng)研究了擠絲速度、出絲直徑、擠絲高度、掃描速度、掃描沉積方式、噴嘴出口溫度、成型室環(huán)境溫度等工藝參數(shù)對(duì)ABS 成型件的密度、拉伸強(qiáng)度及模量、彎曲強(qiáng)度及模量、曲撓強(qiáng)度等性能以及制件的精度和表面光潔度的影響, 通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)，ABS的FDM（熔融沉積成型）成型件已能滿足實(shí)際產(chǎn)品的性能要求。PC、PP、PMMA、聚酯樹(shù)脂等熱塑性塑料也開(kāi)始用于FDM 工藝。國(guó)內(nèi)研究FDM 材料的單位比較少。北京航空航天大學(xué)對(duì)短切玻璃纖維增強(qiáng)ABS 復(fù)合材料進(jìn)行了一系列的改性研究。通過(guò)加入短切玻纖，能提高ABS的強(qiáng)度、硬度且顯著降低ABS的收縮率，減小制品的形變；但同時(shí)使材料變脆。加入適量增韌劑和增容劑后, 能較大幅度提高復(fù)合材料絲的韌性及力學(xué)性能, 從而使制備出的短切玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料適合于FDM工藝。北京太爾時(shí)代公司通過(guò)和國(guó)內(nèi)外知名的化工產(chǎn)品供應(yīng)商合作，于2005 年正式推出高性能FDM成型材料ABS 04。該材料具有變形小、韌性好的特點(diǎn)，非常適于裝配測(cè)試, 可直接拉絲。該材料性能和美國(guó)Stratasys 公司的ABS P400 成型材料性能相近，可以替代進(jìn)口材料，降低用戶的使用成本。Stratasys公司1 9 9 8 年與MedModeler 公司合作開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用于一些醫(yī)院和醫(yī)學(xué)研究單位的MedModeler 機(jī)型, 使用材料為ABS。1999 年該公司推出可使用熱塑性聚酯的Genisys型改進(jìn)機(jī)型G e n i s y s-X s，其成型體積達(dá)305 mm × 203 mm × 203 mm。熔絲材料主要是ABS、人造橡膠、鑄蠟和熱塑性聚酯。2001年stratasys 公司推出了支持FDM技術(shù)的工程材料PC。用該材料生產(chǎn)的原型可達(dá)到并超過(guò)ABS注射成型的強(qiáng)度，其耐熱溫度為（125～145）℃。

該材料的使用量正在迅速增加。2002年又推出了支持FDM技術(shù)的工程材料PPSF，其耐熱溫度為（207.2～230）℃，適合高溫的工作環(huán)境。在各種快速成型工程材料之中，PPSF 有著最高的耐熱性、強(qiáng)韌性以及耐化學(xué)品性。隨后，Stratasys公司開(kāi)發(fā)了工程材料PC/ABS。PC/ABS 結(jié)合了PC 的強(qiáng)度以及ABS 的韌性，性能明顯強(qiáng)于ABS。Stratasys公司幾種成型材料的價(jià)格及其使用范圍如表2 所示。1998 年澳大利亞的Swinburne工業(yè)大學(xué)推出的一種金屬-塑料復(fù)合材料絲是將鐵粉混合到尼龍P301中, 添加增塑劑和表面活性劑制成的。這種材料可用FDM 工藝直接快速制模。1998 年美國(guó)Virginia 工學(xué)院研究了用于FDM的熱致液晶聚合物(TLCP)纖維, 其拉伸模量和強(qiáng)度大約是ABS 的四倍。Stratasys 公司于1992 年開(kāi)發(fā)出剝離性支撐材料。該支撐材料可很容易地從成型零件上剝離成型零件的外形也不會(huì)因支撐的剝離而損傷。1999 年該公司開(kāi)發(fā)出水溶性支撐材料(丙烯酸酯共聚物)。因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)超聲波清洗器或堿水(濃縮洗衣粉)等部分溶解,該支撐材料特別適合制造空心及微細(xì)特征零件，并解決了手工不易拆除支撐, 或因特征太脆弱而拆破的問(wèn)題。更可增加支撐接觸面的光潔度。這對(duì)于成型由多個(gè)元件組成的組件十分有利。

PLA 聚乳酸(PLA)除了有生物可降解塑料的基本的特性外，還具備有自己獨(dú)特的特性。傳統(tǒng)生物可降解塑料的強(qiáng)度、透明度及對(duì)氣候變化的抵抗能力皆不如一般的塑料。聚乳酸(PLA)和石化合成塑料的基本物性類(lèi)似，也就是說(shuō)，它可以廣泛地用來(lái)制造各種應(yīng)用產(chǎn)品。聚乳酸也擁有良好的光澤性和透明度，和利用聚苯乙烯所制的薄膜相當(dāng)，是其它生物可降解產(chǎn)品無(wú)法提供的。聚乳酸(PLA)具有最良好的抗拉強(qiáng)度及延展度，聚乳酸也可以各種普通加工方式生產(chǎn)，例如：熔化擠出成型，射出成型，吹膜成型，發(fā)泡成型及真空成型，與目前廣泛所使用的聚合物有類(lèi)似的成形條件，此外它也具有與傳統(tǒng)薄膜相同的印刷性能。PLA與ABS相比，優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）聚乳酸（PLA）是一種新型的生物降解材料，使用可再生的植物資源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。

（2）機(jī)械性能及物理性能良好。聚乳酸適用于吹塑、熱塑等各種加工方法，加工方便，應(yīng)用十分廣泛。

（3）相容性與可降解性良好。聚乳酸在醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛，如可生產(chǎn)一次性輸液用具、免拆型手術(shù)縫合線等，低分子聚乳酸作藥物緩釋包裝劑等。

（4）聚乳酸（PLA）除了有生物可降解塑料的基本的特性外，還具備有自己獨(dú)特的特性。傳統(tǒng)生物可降解塑料的強(qiáng)度、透明度及對(duì)氣候變化的抵抗能力皆不如一般的塑料。

（5）聚乳酸（PLA）和石化合成塑料的基本物性類(lèi)似，也就是說(shuō)，它可以廣泛地用來(lái)制造各種應(yīng)用產(chǎn)品。聚乳酸也擁有良好的光澤性和透明度，和利用聚苯乙烯所制的薄膜相當(dāng)，是其它生物可降解產(chǎn)品無(wú)法提供的。

（6）聚乳酸（PLA）具有最良好的抗拉強(qiáng)度及延展度，聚乳酸也可以各種普通加工方

式生產(chǎn)，例如：熔化擠出成型，射出成型，吹膜成型，發(fā)泡成型及真空成型，與目前廣泛所使用的聚合物有類(lèi)似的成形條件，此外它也具有與傳統(tǒng)薄膜相同的印刷性能。

（7）聚乳酸（PLA）薄膜具有良好的透氣性、透氧性及透二氧二碳性，它也具有隔離氣味的特性。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面，故有安全及衛(wèi)生的疑慮，然而，聚乳酸是唯一具有優(yōu)良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。

（8）當(dāng)焚化聚乳酸（PLA）時(shí)，其燃燒熱值與焚化紙類(lèi)相同，是焚化傳統(tǒng)塑料（如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸絕對(duì)不會(huì)釋放出氮化物、硫化物等有毒氣體。

聚乳酸具備多重優(yōu)點(diǎn)，作為一種新型的生物降解材料，聚乳酸使用可再生的植物資源（如玉米）所提出的淀粉原料制成，具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境。并且強(qiáng)度、透明度及對(duì)氣候變化的抵抗能力超過(guò)傳統(tǒng)生物可降解塑料。聚乳酸同時(shí)具備良好的機(jī)械性能及物理性能，適用于吹塑、熱塑等各種加工方法，加工方便，應(yīng)用廣泛。憑借最良好的抗拉強(qiáng)度及延展度，聚乳酸產(chǎn)品可以各種普通加工方式生產(chǎn)，例如熔化擠出成型、射出成型、吹膜成型、發(fā)泡成型及真空成型。此外，聚乳酸薄膜具有良好的透氣性、透氧性及透二氧化碳性，也具有隔離氣味的特性，是唯一具有優(yōu)良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。并且，焚化聚乳酸絕對(duì)不會(huì)釋放出氮化物、硫化物等有毒氣體，安全性強(qiáng)。

聚乳酸使用范圍廣泛，聚乳酸使用范圍較為廣泛，用于汽車(chē)、電子、醫(yī)療等領(lǐng)域。其中，日本東麗公司結(jié)合聚乳酸樹(shù)脂改性技術(shù)、纖維制造技術(shù)和染色加工技術(shù)，開(kāi)發(fā)了以高性能聚乳酸纖維為主要成分的車(chē)用腳墊、備用輪胎箱蓋。備用輪胎箱蓋已經(jīng)在豐田汽車(chē)公司2003年推出的全面改進(jìn)小型車(chē)“Raum”上使用。聚乳酸對(duì)人體絕對(duì)無(wú)害的特性使得聚乳酸在一次性餐具、食品包裝材料等一次性用品領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其能夠完全生物降解也符合世界各國(guó)，特別是歐盟、美國(guó)及日本對(duì)于環(huán)保的高要求。聚乳酸在電子領(lǐng)域的應(yīng)用也取得了卓越的成效。電腦方面，2002年日本富士同公司在上市的“FMV-BIBLO NB”系列筆記本電腦的紅外線接收部分采用了質(zhì)量0.2的純聚乳酸配件。在2005年富士通春季款筆記本電腦“FMV-BIBLO NB80K”的機(jī)殼中，全部采用由日本富士通公司、日本富士通研究所和日本東麗公司3家公司共同開(kāi)發(fā)的PLA/PC合金。手機(jī)方面，NTT DoCoMo和索尼愛(ài)立信移動(dòng)通訊公司于2005年4月試制了在機(jī)殼中采用PLA的手機(jī)。2006年富士通、富士通研究所和東麗聯(lián)合開(kāi)發(fā)成功了耐沖擊性相當(dāng)于PLA1.5倍的PLA/PC合金，并用于手機(jī)外殼等部件。另外，富士通和富士通研究所還聯(lián)合開(kāi)發(fā)了以PLA為原材料、面向手機(jī)的LS包裝帶，其撕裂強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度是PC制備材料的兩倍以上。生物醫(yī)藥行業(yè)是聚乳酸最早開(kāi)展應(yīng)用的領(lǐng)域。除了一次性輸液工具、免拆型手術(shù)縫合線等用品之外，高分子量的聚乳酸憑借非常高的力學(xué)性能，在歐美等國(guó)已被用來(lái)替代不銹鋼，作為新型的骨科內(nèi)固定材料如骨釘、骨板而被大量使用，其可被人體吸收代謝的特性使病人免受了二次開(kāi)刀之苦。

第二篇：聚合物集體論文

不飽和聚酯的改性研究進(jìn)展

***（復(fù)合材料與工程專(zhuān)業(yè)，山西 太原 030051）

摘要：本文介紹了不飽和聚酯的一些改性方法，說(shuō)明了一些改性方法的機(jī)理以及以及其改性研究的一些研究成果，從不飽和樹(shù)脂的改性研究可以看出改性后的不飽和樹(shù)脂較為改性前性能有了很大的提高，使其應(yīng)用范圍變得更加寬廣。關(guān)鍵字：不飽和聚酯；改性；增韌增強(qiáng)；阻燃；應(yīng)用。1 前言

不飽和聚酯也稱(chēng)UP，是復(fù)合材料中使用最大的一種樹(shù)脂品種之一，是工業(yè)中一種重要的熱固性樹(shù)脂。與其他熱固性樹(shù)脂相比，UP有著價(jià)格低廉、粘度適中、加工方便、具有較好的工藝性和力學(xué)性能，常在較低的壓力和溫度下成型。目前，UP已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在電工電子領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域作為結(jié)構(gòu)材料、防腐材料、絕緣材料等，但是UP也存在著較大的缺點(diǎn)，因?yàn)閁P一般在硬化后會(huì)變得硬而脆、沖擊性能差、耐熱性、耐老化性等性能還不能滿足日常生活及工業(yè)化的需要，所以，提高UP的各項(xiàng)性能就顯得尤為重要。近些年來(lái)，人們從各種方面通過(guò)各種方法來(lái)試驗(yàn)是的UP的各種性能有了很大的提高，使改性UP的應(yīng)用范圍變得更加的廣泛。本文將從改性不飽和聚酯的不同改性方法，以及各種改性方法的改性機(jī)理來(lái)闡述不飽和聚改性的研究進(jìn)展，通過(guò)各種改性不飽和聚酯在不同領(lǐng)域的應(yīng)用來(lái)說(shuō)明其優(yōu)越性與應(yīng)用廣泛性。2 增韌改性

不飽和聚酯樹(shù)脂在固化后的脆性變大、沖擊性能減小，使其實(shí)際應(yīng)用范圍受到了限制，為了克服這些缺點(diǎn)，提高聚酯制品的抗沖擊性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，則必須對(duì)不飽和聚酯樹(shù)脂（UPR）進(jìn)行韌性改性。通常對(duì)不飽和聚酯樹(shù)脂的增韌1無(wú)機(jī)納米粒子增韌，○2彈性體增韌，○3引入柔性大分子改性有以下幾種方法：○

4聚酰胺互穿網(wǎng)絡(luò)（IPN）增韌，○5纖維增韌增鏈，增加交聯(lián)網(wǎng)鏈的活動(dòng)能力，○6聚合物微凝膠增韌增強(qiáng)UPR。強(qiáng)UPR，○2.1 無(wú)機(jī)納米粒子增韌

采用聚合物改性UP，一般會(huì)在提高改性UP的韌性的同時(shí)會(huì)降低材料的強(qiáng)度、模量等機(jī)械性能。正是因?yàn)槿绱巳藗冇诌M(jìn)行了不斷的實(shí)驗(yàn)探索研究，研究發(fā)現(xiàn)可以將納米粒子分散到UP樹(shù)脂基體中，由于納米粒子具有很大的比表面積，所以在與基體進(jìn)行結(jié)合時(shí)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的界面結(jié)合力，從而增強(qiáng)了UP的韌性，XU Y【1】等人在制備納米TiO2時(shí)使其表面水解形成羥基，羥基與UP中的羧基進(jìn)行反應(yīng)，從而納米TiO2粒子在連在長(zhǎng)鏈的樹(shù)脂上產(chǎn)生了增強(qiáng)增韌作用，使得改性后的UP材料的彎曲強(qiáng)度以及沖擊強(qiáng)度有了很大的提高，比沒(méi)有改性的UP的增強(qiáng)與增韌增加了55%和46%，當(dāng)TiO2得含量從1wt%增加到10wt%時(shí)，納米TiO2/不飽和聚酯由脆性轉(zhuǎn)變到韌性，TiO2粒子，含量為6wt%時(shí)轉(zhuǎn)變較為明顯.。kornmann【2】等將納化處理的蒙脫土用于改性UP,通過(guò)X—射線和透射電鏡分析、當(dāng)蒙脫土的含量為1.5wt%時(shí)納米復(fù)合材料的斷裂能從純脂的70J/m2。Incenoglu A.Baran【3】等將蒙脫土經(jīng)有機(jī)改性后加入到UP中，用X射線分析時(shí)發(fā)現(xiàn)粘土的層間距從1.25nm增大到45nm。的加入僅3wt%的有機(jī)改性粘土，UP的彎曲模量提高到了35%。

2.2 提高分子主鏈的對(duì)稱(chēng)性增韌

提高分子主鏈的對(duì)稱(chēng)性增韌也可以提高UPR的柔性，唐四丁【4】等人采用間苯二甲酸與不飽和二甲酸制備高分子質(zhì)量的間苯型UPR發(fā)現(xiàn)其沖擊強(qiáng)度優(yōu)于鄰苯型UPR，因?yàn)殚g苯型UPR比鄰苯型UPR對(duì)稱(chēng)性好。2.3 引入大分子柔性鏈

將脂肪族長(zhǎng)鏈二元醇或者二元酸加入到UPR是一種使UPR增韌的方法，引入脂肪族長(zhǎng)鏈二元醇或者二元酸后可以提高高分子鏈柔性，使的UPR的抗沖擊性能提高，但是過(guò)多地加入脂肪族長(zhǎng)鏈二元醇或脂肪族長(zhǎng)鏈二元酸會(huì)使樹(shù)脂的強(qiáng)度降低，因?yàn)檫^(guò)多地加入帶脂肪鏈的酸是的UPR部分發(fā)生結(jié)晶，使得分子鏈中不飽和鏈雙鏈間距拉開(kāi)，導(dǎo)致其所能承受的拉伸強(qiáng)度下降【5】。然而長(zhǎng)鏈脂肪醇使得樹(shù)脂的強(qiáng)度下降的更多，而且價(jià)格又比長(zhǎng)鏈脂肪酸貴，所以柔性鏈樹(shù)脂多采用長(zhǎng)鏈脂肪酸。在合成UPR時(shí)也可以用接枝反應(yīng)引入一些帶有反應(yīng)活性端基的柔性大分子鏈段，如二元醇，活性聚酯、聚醚使得UPR樹(shù)脂韌性提高。2.4 彈性體增韌

添加彈性體組分是增韌UP常用的方法之一，在過(guò)去實(shí)驗(yàn)多以固態(tài)相較增韌UP，但是固態(tài)橡膠增韌有著很大的缺點(diǎn)，它與UP的相容性較差，而且加工困難；而液體橡膠在UP中容易分散均勻并可通過(guò)端基與UP形成化學(xué)鏈來(lái)加強(qiáng)兩相間的界面結(jié)合力。彈性體雖然能提高UP沖擊強(qiáng)度卻使得其剛度、強(qiáng)度減小，通過(guò)對(duì)彈性增韌機(jī)理的深入實(shí)驗(yàn)研究，探索更加有效的增韌方法，尋找更加有效的增韌劑以使得UP綜合性能不斷地提高一直是一個(gè)研究熱點(diǎn)。2.4.1 非橡膠類(lèi)彈性體增韌

現(xiàn)今有些學(xué)者運(yùn)用一些熱塑性彈性體來(lái)增韌不飽和聚酯，這方面的例子有SBS、SIS，這種增韌樹(shù)脂的特點(diǎn)為用量少、而且可以使得在樹(shù)脂固化后保持其彈性模量跟拉伸強(qiáng)度等一些力學(xué)性能不發(fā)生明顯的降低【6】，環(huán)氧彈性體也可以用來(lái)增韌不飽和熱聚酯，Z.G.SHAKER【7】等用胺固化的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂彈性體來(lái)改性UP（環(huán)氧樹(shù)脂與UP質(zhì)量比為15:85），研究發(fā)現(xiàn)用胺（7--509）固化的環(huán)氧樹(shù)脂改性UP后體系的韌性最高。2.4.2 液體橡膠增韌

液體橡膠的增韌機(jī)理如下：與固體橡膠相比液體橡膠可以在UP中均勻的分散，具有活性端基的橡膠能夠與UP端基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而接枝到UP的主鏈上，從而使得增韌后的UP兩相之間的結(jié)合力有了很大的提高，使得兩相結(jié)合更加緊密，這樣就提高了液體橡膠與UP的相容性，體系呈現(xiàn)均相結(jié)構(gòu)或者是亞微觀相分離結(jié)構(gòu)，這種方法改性后的UP的韌性有了很大的提高，葛曷【8】——研究了活性端基聚氨酯橡膠增韌UP，固化前橡膠與UP相容性很好，而固化后的這些橡膠中的不飽和雙鍵參與反應(yīng)，與樹(shù)脂發(fā)生了相分離，當(dāng)添加橡膠用量為15%時(shí)沖擊強(qiáng)度可以提高60%以上，且拉伸、彎曲強(qiáng)度以及馬丁耐熱溫度保持率也在60%以上。

一般來(lái)說(shuō)當(dāng)韌性不好的彈性體受到較大的力沖擊時(shí)或發(fā)生銀紋化，當(dāng)UP中的彈性體含量增加時(shí)可以使得銀紋化的發(fā)生以及終止變得迅速，使得其沖擊強(qiáng)度可以大幅度的提高，subramaniam【9】將UP苯乙烯、環(huán)氧及相應(yīng)的固化劑混合，加入反應(yīng)性液體橡膠ATBN,制得了半透明的交聯(lián)聚合物，此次實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)性能隨著ATBN含量的不同改性的UP性能會(huì)發(fā)生整體性的改變。體系的臨界能釋放速率從59N%m增加到618N%m，斷裂延伸率從1.6%增加到11.2%。2.5 聚氨酯互穿網(wǎng)絡(luò)（IPN）改性

Kim【7】等人制備了兩種結(jié)構(gòu)的聚氨酯（PU），一種是羥端基的PU(HTPU)，一種是異氰酸酯封端的PU(ITPU),并將它們分別參入到UP中進(jìn)行交聯(lián)固化，以此來(lái)增強(qiáng)UP的韌性，研究發(fā)現(xiàn)低分子量的PU溶解于UP基體中，分子量較高的PU則部分溶解于UP中，隨著PU 分子量的減小，PU在UP中分散的粒子直徑逐漸減小，然而雖然小粒子的增韌添加物對(duì)UP的增韌效果更好，但是小分子量PU部分溶于UP基體中，較少了分散相的體積分?jǐn)?shù)，因此，UP的增韌效果與PU分子量的大小沒(méi)有太大的關(guān)系。

用互穿網(wǎng)絡(luò)法來(lái)增韌UP的優(yōu)越性有很多，可以通過(guò)限制相分離達(dá)到提高聚合物組分的混合程度，聚合物網(wǎng)絡(luò)的互穿和纏結(jié)有利于提高相的穩(wěn)定性和最終產(chǎn)物的力學(xué)性能，也易于在IPN自己偶那個(gè)形成過(guò)程中通過(guò)改變反應(yīng)參數(shù)，如溫度、壓力、催化劑交聯(lián)來(lái)控制制品的形態(tài)結(jié)構(gòu)，tang【8】采用丙烯酸酯改性的PU和UP形成可室溫固化的IPNs和梯度IPNs結(jié)構(gòu)，用TMA、TEM研究IPN結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)Tg同大量互穿結(jié)構(gòu)以及互相纏結(jié)密切相關(guān)。UP中兩相的尺寸意義達(dá)到納米級(jí)別，并且尺寸隨著兩相組分而發(fā)生變化，力學(xué)測(cè)試表明IPN結(jié)構(gòu)力學(xué)行為從橡膠態(tài)到塑料態(tài)，IPN內(nèi)部改性基團(tuán)和接枝結(jié)構(gòu)強(qiáng)化了體系相容性，進(jìn)一步提高了力學(xué)性能，尤其是梯度結(jié)構(gòu)的韌性。2.6 纖維增韌增強(qiáng)UPR

如今用纖維來(lái)增強(qiáng)不飽和聚酯的韌性已經(jīng)發(fā)展為一種趨勢(shì)，比如現(xiàn)在主要的纖維增韌增強(qiáng)方法有玻璃纖維增韌、碳纖維增韌、芳綸纖維增韌，杉樹(shù)都是較為普遍的增韌增強(qiáng)方法，由于過(guò)去對(duì)這些材料的研究不太完全，沒(méi)有長(zhǎng)遠(yuǎn)的目光，由于這些材料的難以降解的原因造成了大量的環(huán)境污染，現(xiàn)在人們正在積極努力研制可以降解的曾強(qiáng)增韌材料，比如現(xiàn)在使用的一些天然纖維增韌增強(qiáng)材料以及可以生物降解的合成增韌增強(qiáng)材料。運(yùn)用天然纖維增韌增強(qiáng)材料有者其他材料無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樘烊焕w維質(zhì)量輕、廉價(jià)、易于獲得和可以自然狀況下分解而不產(chǎn)生污染。

2.7 聚合物微凝膠增韌增強(qiáng)UPR

聚合物微凝膠也常被稱(chēng)為?--凝膠，其分子結(jié)構(gòu)介于大分子和宏觀網(wǎng)絡(luò)聚合物之間，一個(gè)微凝膠顆粒即為一個(gè)大分子，這個(gè)大分子被限定在一定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行分子內(nèi)交聯(lián)而形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，若在聚合物微凝膠顆粒的表面形或內(nèi)部帶有可以進(jìn)一步反應(yīng)的基團(tuán)，即為反應(yīng)性聚合物凝膠，制備反應(yīng)性聚合物凝膠的聚合方法主要有乳膠聚合和分散聚合，反應(yīng)性聚合物微凝膠對(duì)UPR具有明顯的增韌作用【】。袁才登【9】以羧基封端的低分子質(zhì)量UPR和苯乙烯為單體，采用無(wú)皂乳液共聚合的方法制得了聚合物微凝膠乳液，并用其改性UPR。由于該聚合物微凝膠表面帶有羧基能與UPR分子鏈上的羥基反應(yīng)，起到交聯(lián)或者擴(kuò)鏈作用。因而，能大幅度提高抗沖擊強(qiáng)度，如當(dāng)UPR/st(1/0.6質(zhì)量比)用量為UPR質(zhì)量的3%時(shí)，沖擊強(qiáng)度可以從17.9Kpa提高到41.4Kpa。3 阻燃性改性

對(duì)阻燃性的改性同時(shí)也是最UP的耐熱性的改性，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ畹男枰约案鱾€(gè)領(lǐng)域的需要，UPR經(jīng)常在高溫條件下使用，對(duì)于UPR的阻燃性能的要求也越來(lái)越高，但是UPR的大缺點(diǎn)就是高溫易分解，從而就會(huì)影響到其原有的韌性、強(qiáng)度等機(jī)械性能，所以對(duì)于UP的阻燃性改性就顯得尤為重要。然而運(yùn)用單一阻燃劑對(duì)基體樹(shù)脂進(jìn)行阻燃改性已近淡出人們的研究范圍，而利用兩了前所未有的高阻燃性能，例如在UP中加入綠茵酸酐、四溴酞酸酐和二溴新戊二醇等可以使UP具有良好的阻燃性能，但是這種再聊會(huì)在燃燒時(shí)產(chǎn)生大量黑煙同時(shí)釋放有毒氣體，如：HCL、HBr等，且含有鹵原子的UP著火難以撲滅，所以有必要在阻燃性UPR中添加發(fā)煙抑制劑。

張建華【10】用有機(jī)硅改性的UPR，將配方量的原料投入到四口燃燒瓶中在給定的工藝條件下進(jìn)行縮合反應(yīng)，支撐了有機(jī)硅改性UPR，研究表明該熟知的耐熱性能好，分解溫度高達(dá)320℃，同時(shí)無(wú)論高低溫其其他性能保持良好。

用氫氧化鋁（ATH）作為無(wú)機(jī)阻燃添加劑，ATH既可以抑煙劑，又可以作為填料，使用表面活化和微粒活化處理技術(shù)會(huì)使ATH在高聚物中分散更加均勻，使得ATH與高聚物更好相容，不僅提高其阻燃性能而且還不至于因?yàn)榇罅考尤階TH而使基體本身機(jī)械強(qiáng)度下降。4 液晶共混改性

液晶共混改性就是在固化劑液晶與UP不相容，固化后液晶微區(qū)的平均尺寸大小、相分離程度降低、均勻性增加。根據(jù)最近幾年的一些報(bào)道發(fā)現(xiàn)液晶以分子水平分散在基體中，其實(shí)塑性效應(yīng)使樹(shù)脂的玻璃化溫度隨液晶含量的增加而降低，復(fù)合體系的熱光性能比較突出，具有熱引發(fā)----光雙穩(wěn)態(tài)效應(yīng)，可在一些溫度感應(yīng)元件、光雙穩(wěn)態(tài)元件等方面獲得應(yīng)用。Mormile【11】等對(duì)制得的液晶改性不飽和聚酯樹(shù)脂進(jìn)行了電學(xué)—光學(xué)方面的表征，結(jié)果表明，這種復(fù)合材料體系具有優(yōu)良的的透光度和反應(yīng)時(shí)間。5 低收縮性改性

沒(méi)有經(jīng)過(guò)地收縮性改性的樹(shù)脂在固化后收縮率大概為6%--10%，就是因?yàn)檫@樣大的收縮性會(huì)使得UP在固化后在其內(nèi)部產(chǎn)生很大的形變力，會(huì)使得固化后的UP表面變得褶皺不平，如果是對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸公差要求嚴(yán)格的制品來(lái)說(shuō)則是一個(gè)致命的缺點(diǎn)，增大了成型的難度與成本，無(wú)形中會(huì)使得UPR的適用范圍變窄。所以，制備不飽和聚酯樹(shù)脂，在固化時(shí)就要降低其固化收縮率，其方法是在樹(shù)脂中加入低收縮劑，（LSA/LPA），這些收縮機(jī)的加入會(huì)在UPR的兩相界面位置形成空隙或者微裂結(jié)構(gòu)，使其固化時(shí)體積膨脹恰好能彌補(bǔ)UPR固化時(shí)收縮的缺點(diǎn)。這樣使得UPR在固化過(guò)程中既沒(méi)有太大的收縮率也保證了其強(qiáng)度、剛度和反應(yīng)速率不發(fā)生太大的變化。

薛忠明【12】等人研究了聚醋酸乙烯（PVAc）型與聚苯乙烯（PS）型的低收縮劑發(fā)現(xiàn)收縮量隨著收縮劑的含量增加而明顯減少，并在固化溫度與添加量相同的情況下添加PVAc型低收縮劑的固化制品收縮率低于添加PS型收縮劑的固化收縮率。王侃【13】等人研究不飽和聚酯樹(shù)脂低溫固化形態(tài)時(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)于同種低收縮劑來(lái)說(shuō)，添加分子量高的低收縮劑可以使基體的連續(xù)相連續(xù)分布，分子量低的低收縮劑則需要添加高含量才能形成那個(gè)連續(xù)向分布。6 UPR膩?zhàn)託飧尚愿男?/p>

在UPR常溫固化時(shí)若采用過(guò)氧化物作為引發(fā)劑，有機(jī)鈷鹽作促進(jìn)劑，由于氧阻作用，常使固化過(guò)程中接觸空氣的部分含有發(fā)粘、不干的現(xiàn)象，這就給粉刷與涂料時(shí)帶來(lái)了極大的不便，因此，制備常溫固化時(shí)氣干性好的UPR就顯得十分重要，而今加快膩?zhàn)託飧尚缘姆椒梢苑譃榛瘜W(xué)方法和物理方法兩種，物理方法主要就是在原子灰中添加高熔點(diǎn)的石蠟?；瘜W(xué)方法就是在線性聚酯的支鏈上引入一個(gè)“氣干性”的官能團(tuán)，如烯丙醚基、烯丁醚基及亞甲苯醚基等，他的吸氧性可以使原子灰在空氣存在的條件下聚合固化。如今的研究多趨向于用化學(xué)的方法。

將具有氣干性的基團(tuán)引入U(xiǎn)PR中，可以有效地改善UPR的氣干性能，李仙粉【14】將含有縮醛環(huán)結(jié)構(gòu)的甘油環(huán)縮甲醛丙烯酸酯引入U(xiǎn)PR主鏈分子中，制成了氣干性的UPR，甘油環(huán)縮甲醛丙烯酸酯中的兩個(gè)氧原子間的亞甲基上的氫比較活潑，在鈷鹽的作用下，遇到氧時(shí)就會(huì)發(fā)生氫原子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，生成過(guò)氧化物，從而避免了空氣中氧的影響。

李強(qiáng)軍【15】采用半酯化法合成的雙環(huán)戊二烯改性UPR，不僅具有優(yōu)良的氣干性，而且耐化學(xué)腐蝕性、耐熱性、電氣性能也有所提高。7 耐介質(zhì)性改性

UPR可以使用在各種不同的環(huán)境當(dāng)中，當(dāng)其使用在具有強(qiáng)的腐蝕或溶劑的環(huán)境當(dāng)中時(shí)，此時(shí)的UPR的填料會(huì)出現(xiàn)滲出貨結(jié)構(gòu)變化等現(xiàn)象，從而發(fā)生降解，由此就可以知道增強(qiáng)UPR的耐介質(zhì)性能時(shí)多么的重要。

UPR分子鏈上含有端羧基造成耐堿性較差，如果可以利用某些可與羧基反應(yīng)的樹(shù)脂改性消去羧基就可以提高UPR的耐堿性能。周菊興【16】利用環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧基與UPR的羧基反應(yīng)生成了A-B-A型嵌段共聚物，利用其改性的UPR耐堿性能優(yōu)越于未改性的UPR。

聞?shì)督?7】以（甲基）丙烯酸二氟丁酯為原料改性UPR，在196UPR中加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的（甲基）丙烯酸二氟丁酯、引發(fā)劑、促進(jìn)劑制樣，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定發(fā)現(xiàn)改性后的UPR的耐堿性能得以很大的提高，為UPR的耐介質(zhì)性改性研究做出了很大的突破。

Ferreira【18】用一種新型的經(jīng)鋁處理的玻璃纖維改性UPR，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)鋁處理的玻璃纖維反應(yīng)得到的UPR的耐熱性比非金屬改性玻璃纖維所得的聚酯提高了26%，比未經(jīng)改性的聚酯提高了658%，由于耐熱強(qiáng)度明顯提高，從而進(jìn)一步拓寬了UPR在高溫領(lǐng)域中的應(yīng)用。8 不飽和聚酯樹(shù)脂的性能及其應(yīng)用

由于不飽和聚酯樹(shù)脂所具有其他材料無(wú)可比擬的優(yōu)良性能，其大量應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)确矫妗＠缭鰪?qiáng)不飽和聚酯樹(shù)脂主要應(yīng)用于游艇、冷卻塔、化工防腐設(shè)備、運(yùn)動(dòng)器材以及車(chē)輛零部件等各個(gè)方面；非增強(qiáng)制品主要應(yīng)用于裝修行業(yè)，比如可以制作人造大理石、人造瑪瑙以及一些粘結(jié)劑等；低揮發(fā)性樹(shù)脂與膠衣樹(shù)脂可以運(yùn)用于開(kāi)口澆鑄、凝膠涂料和電子工業(yè)產(chǎn)品中；PET型不飽和聚酯樹(shù)脂wcup可以用于人造木材、裝飾材材料、滌綸制品、多孔材料、建筑材料或者涂料等等；阻燃聚乙烯樹(shù)脂因其具有較好的阻燃性、耐熱性和優(yōu)良的力學(xué)性能可以用于航空航天領(lǐng)域。9 結(jié)語(yǔ)

從以上全文可以看出，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)UPR的各項(xiàng)性能的要求也越來(lái)越高，也就為UPR今后的改性研究指明了發(fā)展的方向，UPR的改性研究必須朝著功能化、精細(xì)化、高性能化的方向發(fā)展。其中UPR的增韌增強(qiáng)改性、降低其固化收縮率、提高其阻燃性、是重要的研究方向，其次，在UPR的耐介質(zhì)性能、耐熱性以及UPR的膩?zhàn)託飧尚缘确矫娴母男陨弦矐?yīng)不斷加大研究力度。但是在對(duì)UP的改性研究方面要注意到一點(diǎn)，那就是在最求其一種或多種性能的提高上，還要保證UPR的綜合性能不能有大的下降，在所改良的各種性能之間最好能找到一個(gè)平衡點(diǎn)，而不能以犧牲其他性能為代價(jià)去改性某一項(xiàng)性能，這樣才能使得改性的UPR綜合性能不斷的提高，使改性的UP有更加廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

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Research advances in modification of unsaturated polyester

****(professional composite，shanxi taiyuan 030051)

第三篇：聚合物材料光穩(wěn)定劑UV

聚合物材料光穩(wěn)定劑ＵＶ-326的生產(chǎn)和應(yīng)用苯并三唑類(lèi)光穩(wěn)定劑是瑞士Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ公司開(kāi)發(fā)的品種,ＵＶ-326是此類(lèi)產(chǎn)品的主要品種,其特點(diǎn)是毒性低,吸收紫外線的能力強(qiáng),廣泛地應(yīng)用于聚烯烴、聚酯、ＡＢＳ等聚合物材料。由于該產(chǎn)品工藝路線長(zhǎng),技術(shù)含量高,工業(yè)化的難度較大,長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)未形成規(guī)模生產(chǎn),國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上多為進(jìn)口產(chǎn)品。我國(guó)早在60年代即開(kāi)始研制該類(lèi)產(chǎn)品,天津合成材料工業(yè)研究所是較早(1964年)從事該領(lǐng)域研制的單位之一。1968年根據(jù)我所的研究成果,國(guó)家曾投巨資在天津力生化工廠使ＵＶ-327投產(chǎn)。

70年代和80年代,天津合材所仍進(jìn)行該領(lǐng)域的研究,對(duì)于該產(chǎn)品的關(guān)鍵工序還原閉環(huán)反應(yīng)進(jìn)行了比較深入的研究和探索[1～3]。根據(jù)市場(chǎng)需要,1983年研制成功ＵＶ-326,技術(shù)上取得全面突破,于1987年與蘭化公司有機(jī)廠合作進(jìn)行了15ｔ/ａ的中間試驗(yàn)并于1989年通過(guò)石化總公司的部級(jí)技術(shù)鑒定,為該產(chǎn)品的工業(yè)化打下了基礎(chǔ)。但是要進(jìn)行更大規(guī)模的生產(chǎn)還存在著許多化學(xué)和工程上的問(wèn)題。

近年來(lái),我所與天津市薊縣化工總廠合作進(jìn)行了工業(yè)化的各種試驗(yàn),取得比較滿意的結(jié)果,現(xiàn)與該廠組建了定名為“天津市薊縣合材精細(xì)化工廠”的分廠,并建成200ｔ/ａ的工業(yè)裝置,現(xiàn)已投入生產(chǎn),終于使這一科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。該產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化成功,使產(chǎn)品可供出口和內(nèi)銷(xiāo),其價(jià)格將大幅地降低,對(duì)推動(dòng)我國(guó)塑料加工業(yè)具有重要意義。合成路線

本產(chǎn)品的合成為二步工藝,即中間體顏料的合成及其還原為產(chǎn)品。

2.1 中間體顏料的合成將4 氯 2 硝基苯胺經(jīng)重氮化反應(yīng)后制成重氮鹽溶液,然后使之與鄰特丁基對(duì)甲酚進(jìn)行偶合反應(yīng)制成中間體偶氮顏料。

2.2 顏料還原為產(chǎn)品

先用硫化鈉將顏料還原為另一中間體“Ｎ 氧化物”,然后再用鋅粉將它還原為最終產(chǎn)品。其化學(xué)反應(yīng)式如下:

當(dāng)ＵＶ-326分子中5’位上的甲基為特丁基時(shí)即為ＵＶ-327。ＵＶ-326的生產(chǎn)

3.1 中間體顏料的生產(chǎn)

3.1.1 重氮鹽溶液制造

將180ｋｇ水從高位增加到配酸罐中,開(kāi)啟配酸罐冷卻水節(jié)門(mén),向夾套內(nèi)通冷卻水。開(kāi)動(dòng)配酸罐攪拌,從高位槽慢慢向罐內(nèi)加入180ｋｇ98%的濃硫酸,調(diào)整加酸速度,使溫度不超過(guò)70℃,加完酸后繼續(xù)攪拌冷到30℃,用真空吸入重氧化釜,向釜夾套內(nèi)通冷凍鹽水,將酸液冷卻到-5℃。打開(kāi)手孔,在0.5ｈ內(nèi)向釜內(nèi)加入120ｋｇ(純度99%)(0.688ｋｍｏｌ)4 氯 2 硝基苯胺,加完后繼續(xù)打漿0.5ｈ。

將51ｋｇ亞硝酸鈉(純度98%,0.724ｋｍｏｌ)溶于120ｋｇ水中吸入高位槽,從槽中在4ｈ內(nèi)慢慢加入重氮化釜中,此間控制釜溫0～5℃,亞硝酸鈉溶液加完后,繼續(xù)反應(yīng)1ｈ,用淀粉碘化鉀試紙?jiān)囼?yàn),呈負(fù)性結(jié)果時(shí)終止反應(yīng),加入少量氨基磺酸溶液消除微量的亞硝酸,過(guò)濾除渣得橙黃色透明重氮鹽溶液約700ｌ,將此液吸入帶有夾套的高位罐中,在夾套內(nèi)通冷凍鹽水使重氮鹽液保持0～5℃?zhèn)溆谩?/p>

3.1.2 中間體顏料的制造(偶合工段)

將120ｋｇ水自計(jì)量槽中加到偶合釜中,開(kāi)啟真空節(jié)門(mén),向釜內(nèi)吸入132ｋｇ(純度98%,0.788ｋｍｏｌ)已熔化好的2 特丁基對(duì)甲酚,升溫到50～60℃,加入適量的乳化劑,攪拌0.5ｈ,使物料形成均勻的乳化液。將前述備用的重氮鹽溶液在4ｈ內(nèi)加到偶合釜中,加完后繼續(xù)反應(yīng)1ｈ,取反應(yīng)液少許進(jìn)行印圈反應(yīng)(使用Ｈ酸作為偶合組份),待呈負(fù)性結(jié)果,確認(rèn)沒(méi)有過(guò)量的重氮鹽存在時(shí),結(jié)束反應(yīng)。然后降溫,甩干,水洗至洗滌液呈中性,乙醇洗滌,干燥,得紫色有光澤的晶體,熔點(diǎn)≥173℃,含量≥98%。

3.1.3 中間體Ｎ 氧化物的生產(chǎn)

將水120ｋｇ,硫化鈉120ｋｇ(純度61%,0.938ｋｍｏｌ)、前工段制造的全部中間體顏料(濕料)加入第一還原釜中,回流反應(yīng)2ｈ,直到物料由紫色變?yōu)辄S色為反應(yīng)終點(diǎn),甩干后,將物料返回反應(yīng)釜,加水,升溫到60～70℃,攪拌洗滌,再甩干,如此操作,直到洗滌液中無(wú)硫離子為止,將甩干后的濕料備用。

3.1.4 最終產(chǎn)品(ＵＶ-326)的生產(chǎn)

在第二還原釜中加入300ｋｇ水,及前述全部濕Ｎ 氧化物和適量溶劑,將計(jì)量的復(fù)合堿溶液用真空抽入高位槽中,打開(kāi)手孔加入計(jì)量的鋅粉,然后從高位槽逐漸加入復(fù)合堿液,此間控制內(nèi)溫75～80℃,直到物料由黃色變?yōu)闇\黃綠色即為終點(diǎn)。趁熱過(guò)濾,除去鋅渣,用少量溶劑洗滌鋅渣上的產(chǎn)品,洗滌液與濾液合并,將濾液中下層水放出;用溫水洗至中性,將含有產(chǎn)品的有機(jī)層冷卻,結(jié)晶,甩干;用乙醇洗滌,再甩干,最后干燥,粉碎即得成品。乙醇與溶劑的混合物,進(jìn)入溶劑回收系統(tǒng)回收使用。

3.2 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

外觀:淡黃色粉末

熔點(diǎn):≥138℃

純度:≥99%

透光率:(460ｎｍ)≥93%,(500ｎｍ)≥96%

揮發(fā)份:≤0.5%應(yīng)用[4]

隨著塑料加工工業(yè)的進(jìn)步,各種添加劑的復(fù)配技術(shù)越顯重要,因?yàn)樗梢园l(fā)揮協(xié)同效應(yīng),提高質(zhì)量,降低成本。在光穩(wěn)定化領(lǐng)域中,苯并三唑類(lèi)光穩(wěn)定劑和受阻胺(ＨＡＬＳ)類(lèi)并用是常用的配合。

4.1 聚丙烯(ＰＰ)

與其他聚烯烴相比,ＰＰ對(duì)紫外線特別敏感,因此在其每個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都必須考慮進(jìn)行穩(wěn)定化處理。大量的試驗(yàn)表明,苯并三唑類(lèi)光穩(wěn)定劑和受阻胺(ＨＡＬＳ)并用,可以有效地抑制ＰＰ的光降解。當(dāng)制造帶色的塑料制品時(shí),某些有機(jī)顏料對(duì)聚合物的光穩(wěn)定性有嚴(yán)重的負(fù)面影響,通常推薦使用0 1%的ＵＶ326(ＵＶ-327)或者與ＨＡＬＳ并用,這樣不僅保護(hù)聚合物本身,而且也保護(hù)顏料,延緩制品褪色。對(duì)于與食品按觸的塑料制品,目前只有ＵＶ-326獲得各國(guó)的廣泛認(rèn)可,該添加劑甚至可用于制造兒童塑料玩具。ＵＶＭＢ30中主要含有ＵＶ-327,它是聚丙烯的高效防老化母粒。

4.2 聚乙烯(ＰＥ)

各種牌號(hào)的ＰＥ都對(duì)紫外線敏感,只是程度上不像ＰＰ那樣敏感。當(dāng)用于ＨＤＰＥ時(shí),ＵＶ-326與多種牌號(hào)的ＨＡＬＳ都有明顯的協(xié)同效應(yīng)。當(dāng)不添加穩(wěn)定劑時(shí),試樣(2ｍｍ厚)沖擊強(qiáng)度降到初始值的50%時(shí),所吸收的能量為165(ｋＪ/ｃｍ2),添加0.05%ＵＶ-326和0.05%ＵＶ-770(ＨＡＬＳ的一個(gè)牌號(hào))后即能提高到2640(ｋＪ/ｃｍ2)。

4.3 聚氯乙烯(ＰＶＣ)

雖然ＰＶＣ常用的熱穩(wěn)定劑(鋇、鎘鹽和有機(jī)錫等)會(huì)使戶外使用的ＰＶＣ具有防光性。但是透明或半透明的ＰＶＣ需要較高的光穩(wěn)定性,僅靠熱穩(wěn)定劑是不夠的,還必須加入光穩(wěn)定劑,迄今為止,苯并三唑類(lèi)是廣泛使用的光穩(wěn)定劑。用于農(nóng)用大棚的柔性透明ＰＶＣ薄膜,ＵＶ-326(327)顯示出優(yōu)異的穩(wěn)定性能。不加穩(wěn)定劑時(shí),200μｍ的透明增塑ＰＶＣ薄膜吸收能量為2090ｋＪ/ｃｍ2時(shí),膜的拉伸率為0;當(dāng)加入0.3%的ＵＶ-326時(shí),拉伸率仍保持75%;當(dāng)用0.3%的ＵＶ-327時(shí),拉伸率為72%;當(dāng)0.15%的ＵＶ-326和0.15%的ＵＶ-770并用時(shí),拉伸率可達(dá)90%。

4.4 聚甲醛(ＰＯＭ)

未經(jīng)處理的ＰＯＭ無(wú)法用于戶外,經(jīng)過(guò)短期的自然老化,ＰＯＭ表面就出現(xiàn)表面龜裂和明顯的粉化現(xiàn)象,加入1%的苯并三唑光穩(wěn)定劑可使戶外使用時(shí)間由5個(gè)月延

長(zhǎng)到18個(gè)月。

4.5 聚酰胺

苯并三唑類(lèi)光穩(wěn)定劑與酚類(lèi)抗氧劑并用時(shí)可有效地穩(wěn)定聚酰胺。當(dāng)添加0 5%的ＵＶ-327和0.5%的Ｉｒｇａｎｏｘ1098(酚類(lèi)抗氧劑)時(shí),在氙燈照射下,試片殘留拉伸強(qiáng)度為初始值的70%時(shí)所需時(shí)間由750ｈ(無(wú)添加劑)延長(zhǎng)到4850ｈ。

4.6 ＡＢＳ樹(shù)脂

ＡＢＳ是一種用途廣泛、性能優(yōu)良的工程塑料,但由于其分子中丁二烯含有雙鍵,對(duì)光氧化甚為敏感,其制品的機(jī)械強(qiáng)度下降很快,必須對(duì)其穩(wěn)定化處理。國(guó)外早有報(bào)道使用苯并三唑和ＨＡＬＳ可有效地穩(wěn)定ＡＢＳ,且有明顯的協(xié)同效應(yīng)。國(guó)內(nèi)浙江大學(xué)提出耐熱氧老化的配方為[5]:ＡＢＳ:100、抗氧劑1076:0

5、抗氧劑ＤＳＴＰ:0

3、ＵＶ327(326):0 3。此外該類(lèi)添加劑還可用于聚酯、聚氨酯[6]、聚異丁烯[7]、聚碳酸酯等。

第四篇：聚合物材料SRX考察報(bào)告

聚合物材料SRX考察報(bào)告

聚合物材料SRX是一種新型高分子樹(shù)脂聚合物路用穩(wěn)定劑，現(xiàn)主要用于道路結(jié)構(gòu)層穩(wěn)定材料，SRX聚合物穩(wěn)定碎石與半剛性底基層形成復(fù)合結(jié)構(gòu)可以?xún)?yōu)化路面結(jié)構(gòu)，改善道路開(kāi)裂和車(chē)轍等病害。新建投公司和鐵南指揮部組成考察組對(duì)Romix公司中國(guó)辦事處代理的聚合物材料SRX產(chǎn)品進(jìn)行了技術(shù)咨詢(xún)和工程應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)考察，報(bào)告如下：

1、現(xiàn)場(chǎng)考察:

2010年應(yīng)用SRX聚合物穩(wěn)定碎石完技術(shù)成了北京市大興區(qū)開(kāi)發(fā)區(qū)的城市道路一條約1公里，道路寬度12米，路面結(jié)構(gòu)層為：5cmac-13c瀝青混凝土+15cmSRX穩(wěn)定碎石+15cm二灰碎石。通過(guò)了解該道路使用后的交通量主要為園區(qū)內(nèi)的出入交通，重型車(chē)輛不少，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的考察，整個(gè)路面結(jié)構(gòu)完整，使用情況良好，沒(méi)有出現(xiàn)車(chē)轍、橫向裂縫等病害，如果采用傳統(tǒng)的半剛性平均每15米會(huì)出現(xiàn)橫向通縫，即使采用瀝青灌封等處理措施也不能保證不滲水，影響道路的使用、美觀。

現(xiàn)場(chǎng)觀看了SRX聚合物穩(wěn)定碎石成型試件。

而后對(duì)SRX聚合物穩(wěn)定碎石的施工工藝進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)考察，現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有正在施工作業(yè)的場(chǎng)面，對(duì)以前使用的拌合設(shè)備進(jìn)行了了解，施工工藝與水泥穩(wěn)定碎石基本相同，相對(duì)水泥穩(wěn)定碎石的拌合設(shè)備，只增加了一個(gè)聚合物儲(chǔ)存罐和計(jì)量泵，設(shè)備增加投入很少。

2、技術(shù)咨詢(xún)：

Romix公司中國(guó)辦事處邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)知名的道路結(jié)構(gòu)專(zhuān)家北京建筑工程學(xué)院張新天教授、高金岐教授進(jìn)行了專(zhuān)項(xiàng)咨詢(xún)研討會(huì)，考察組對(duì)SRX聚合物技術(shù)進(jìn)行了全面的咨詢(xún)，：SRX聚合物技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，國(guó)外應(yīng)用情況，國(guó)內(nèi)應(yīng)用情況，設(shè)計(jì)基本理念，質(zhì)量控制指標(biāo)及檢測(cè)方法，經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選，摘要如下：

（1）國(guó)外應(yīng)用情況：用于城市道路、公路、礦區(qū)道路、港口道路，根據(jù)使用要求不同使用SRX聚合物的方法位置不同，有使用于路面結(jié)構(gòu)層基層，有使用于路面結(jié)構(gòu)面層，有的使用于路面損毀修補(bǔ)。

（2）國(guó)內(nèi)應(yīng)用情況：國(guó)內(nèi)現(xiàn)在由交通部組織正在進(jìn)行SRX聚合物的專(zhuān)項(xiàng)研究，Romix公司中國(guó)辦事處自2008年進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)以來(lái)，基本以試驗(yàn)段形式使用，尚無(wú)大面積推廣的業(yè)績(jī)，國(guó)內(nèi)共鋪筑試驗(yàn)性路段50公里左右，主要應(yīng)用于北京的城市道路、公路及安徽泗許高速公路，但據(jù)前期的使用情況看有效的解決了路面橫向裂縫過(guò)早出現(xiàn)的問(wèn)題。

（3）設(shè)計(jì)理念：整體理念按照柔性路面進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用美國(guó)AASHO試驗(yàn)段校核，推薦了幾種不同道路類(lèi)型下的結(jié)構(gòu)厚度。

（4）質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：Romix公司中國(guó)辦事處提供了公司標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范《路用水基-聚合物（SRX-VR系列）穩(wěn)定道路基層施工技術(shù)規(guī)范》提出了完整的質(zhì)量管理體系及質(zhì)量控制管理及檢查驗(yàn)收的辦法，按照開(kāi)封新區(qū)的施工管理水平應(yīng)該可以滿足其要求。

（5）經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選：根據(jù)提供的材料價(jià)格及一般的施工工藝，按照現(xiàn)行的規(guī)范進(jìn)行計(jì)算，每平方米的造價(jià)為8元，高于水泥穩(wěn)定碎石價(jià)格，但按照全壽命周期費(fèi)用及等同的路面結(jié)構(gòu)換算，一般水泥碎石半剛性基層造價(jià)為：4cm瀝青（64元）+7cm瀝青下面層（84元）+30cm水泥穩(wěn)定碎石（69元）以上合計(jì)217元/m2，SRX聚合物復(fù)合結(jié)構(gòu)：5cm瀝青（70元）+15cmSRX聚合物碎石（120元）+15cm水泥穩(wěn)定碎石（34.5元）以上合計(jì)224.5元/m2，考慮全壽命周期費(fèi)用計(jì)算，SRX聚合物復(fù)合結(jié)構(gòu)在經(jīng)濟(jì)比選中占有一定的優(yōu)勢(shì)。從技術(shù)比選情況看，SRX聚合物復(fù)合結(jié)構(gòu)避免了橫向裂縫的出現(xiàn)，保證了路面的美觀及功能。

結(jié)論：SRX聚合物復(fù)合結(jié)構(gòu)是一種新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，在開(kāi)封新區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作中可以在預(yù)防道路病害的出現(xiàn)起到一定的作用，但其可行性需在工程實(shí)踐中及道路使用中做具體的驗(yàn)證，推薦采用試驗(yàn)段方式進(jìn)行驗(yàn)證，試驗(yàn)段推薦長(zhǎng)度為500米。

第五篇：聚合物加工原理習(xí)題

第四章

1、舉例說(shuō)明高聚物熔體粘彈性行為的表現(xiàn)。

聚合物流動(dòng)過(guò)程最常見(jiàn)的彈性行為是端末效應(yīng)和不穩(wěn)定流動(dòng)。端末效應(yīng)包括入口效應(yīng)和?？谂蚧?yīng)(離模膨脹)即巴拉斯效應(yīng)。不穩(wěn)定流動(dòng)即可由于熔體彈性回復(fù)的差異產(chǎn)生熔體破碎現(xiàn)象。

2、簡(jiǎn)述高聚物熔體流動(dòng)的特點(diǎn)。由于高聚物大分子的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)和纏繞，聚合物熔體、溶液和懸浮體的流動(dòng)行為遠(yuǎn)比低分子液體復(fù)雜。在寬廣的剪切速率范圍內(nèi)，這類(lèi)液體流動(dòng)時(shí)剪切力和剪切速率不再成比例關(guān)系，液體的粘度也不是一個(gè)常此因而聚合物液體的流變行為不服從牛頓流動(dòng)定律。即非牛頓型流動(dòng)。

3、聚合物熔體在剪切流動(dòng)過(guò)程中有哪些彈性表現(xiàn)形式?在塑料成型過(guò)程中可采取哪些措施以減少?gòu)椥员憩F(xiàn)對(duì)制品質(zhì)量的不良影響? 聚合物熔體在加工過(guò)程中的彈性行為主要有入口效應(yīng)、離模膨脹和熔體破裂。隨熔體在口模內(nèi)停留時(shí)間延長(zhǎng)，彈性變形得到恢復(fù)，離模膨脹呈指數(shù)關(guān)系減小。故增長(zhǎng)口模長(zhǎng)度可減小離模膨脹。保證擠出速率在臨界擠出速率以下，γc隨擠塑溫度的增加而變大，但與口模的表面粗糙度無(wú)關(guān)。因此，升高溫度是擠塑成功的有效辦法。入口收斂角α↑，γc↓，L/D↑, γc↑減小入口收斂角，增大長(zhǎng)徑比可增大臨界擠出速率。

4、取向度對(duì)注塑制品的力學(xué)性能有何影響? 非晶聚合物取向后，沿應(yīng)力作用方向取向的分子鏈大大提高了取向方向的力學(xué)強(qiáng)度，但垂直于取向方向的力學(xué)強(qiáng)度則因承受應(yīng)力的是分子間的次價(jià)鍵而顯著降低。團(tuán)此拉伸取向的非品聚合物沿拉伸方向的拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度均隨取向度提高而增大。取向結(jié)晶聚合物的力學(xué)強(qiáng)度主要由連接晶片的伸直鏈段所貢獻(xiàn)，其強(qiáng)度隨伸直錢(qián)段增加而增大，晶片間伸直鏈段的存在還使結(jié)晶聚合物具有韌性和彈性。通常，隨取向度提高，材料的密度和強(qiáng)度都相應(yīng)提高，而伸長(zhǎng)率則逐漸降低

5、聚合物在成型過(guò)程中為什么會(huì)發(fā)生取向？成型時(shí)取向產(chǎn)生的原因及形式有哪幾種？取向?qū)Ω叻肿硬牧现破返男阅苡泻斡绊懀?/p>

成型加工時(shí)，受到剪切和拉伸力的影響，高分子分子鏈發(fā)生取向。依受力方向分為：

1、流動(dòng)取向：系指在熔融成型或濃縮成型中，高分子化合物的分子鏈、鏈段或其他添加劑，沿剪切流動(dòng)的方向排列。次表層的取向度最高。

2、拉伸取向：系指高分子化合物的分子鏈、鏈段或結(jié)晶等受到拉伸力的作用沿受力方向排列。有單向拉伸和雙向拉伸。

影響因素：

1、分子結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，柔性的有利于取向）

2、低分子化合物（降低Tg/Tf有利于取向）

3、溫度（升溫有利取向）

4、拉伸比（增加有利取向）高分子材料經(jīng)取向后，拉伸強(qiáng)度、彈性模量、沖擊強(qiáng)度、透氣性等增加，單軸拉伸后，取向方向（縱向）和垂直于取向方向（橫向）強(qiáng)度不一樣，縱向強(qiáng)度增加，橫向減少，對(duì)于結(jié)晶性高分子，取向拉伸后結(jié)晶度增加，玻玻璃化溫度增加。

6、入口壓力降產(chǎn)生原因有哪些？（1）、物料從料筒進(jìn)入口模時(shí)，熔體粘滯流動(dòng)流線在入口處產(chǎn)生收斂所引起的能量損失；（2）、在入口處由于聚合物熔體產(chǎn)生彈性變形，因彈性能的儲(chǔ)蓄所造成的能量消耗；（3）、熔體流經(jīng)入口處時(shí)，由于剪切速率的劇烈增加而引起速度的激烈變化，為達(dá)到穩(wěn)定的流速分布所造成的壓力降。

7、聚合物的結(jié)晶度將如何影響注射制品的性能？對(duì)結(jié)晶度較高的材料，在注射工藝參數(shù)的選擇中應(yīng)該注意那些問(wèn)題？

聚合物結(jié)晶度對(duì)制品性能影響包括：密度、力學(xué)性能、熱性能及其他性能等。密度：結(jié)晶度高, 分子鏈排列有序而緊密, 分子間作用力強(qiáng), 所以密度隨結(jié)晶度的提高而增大。拉伸強(qiáng)度：結(jié)晶度高, 拉伸強(qiáng)度高。彈性模量：彈性模量隨結(jié)晶度的增加而增大。沖擊強(qiáng)度：沖擊強(qiáng)度隨結(jié)晶度的提高而減小。熱性能：結(jié)晶度增加有利于提高軟化溫度和熱變形溫度。光澤度：結(jié)晶度提高會(huì)增加制品的致密性, 使制品表面光澤度提高, 但由于球晶的存在會(huì)引起光波的散射, 而使透明度降低。翹曲：結(jié)晶度提高會(huì)使體積變小, 收縮率加大。對(duì)結(jié)晶度較高的塑料設(shè)定工藝參數(shù)應(yīng)注意：主要是模溫的設(shè)定，當(dāng)聚合物熔體溫度高于熔融溫度時(shí)(T > Tm), 大分子鏈的熱運(yùn)動(dòng)顯著增加, 當(dāng)大于分子的內(nèi)聚力時(shí), 分子就難以形成有序排列而不易結(jié)晶;當(dāng)溫度過(guò)低時(shí), 大分子鏈段的運(yùn)動(dòng)能很低, 甚至處于凍結(jié)狀態(tài), 也不容易結(jié)晶。所以結(jié)晶的溫度范圍是在T g 和Tm 之間。冷卻速度： 冷卻速度決定于熔體溫度與模具溫度的溫差。冷卻速度快, 結(jié)晶時(shí)間短, 結(jié)晶度低, 制品密度也會(huì)降低。注射壓力：對(duì)于結(jié)晶性高聚物而言, 在注塑過(guò)程中, 可通過(guò)提高注塑壓力和注射速率獲得較高的結(jié)晶度, 當(dāng)然, 提高的程度應(yīng)以不發(fā)生熔體破裂為限。擠出成型

單螺桿擠出機(jī)的擠出系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)包括哪幾個(gè)部分? 單螺桿擠出機(jī)由傳動(dòng)系統(tǒng)，擠出系統(tǒng)，加熱和冷卻系統(tǒng)，控制系統(tǒng)等幾部分組成。擠出系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括傳動(dòng)裝置、加料裝置、機(jī)筒、螺桿、機(jī)頭和口模等五部分 簡(jiǎn)述單螺桿擠出機(jī)的螺桿的幾個(gè)功能段的作用.加料段：自物料入口向前延伸的一段稱(chēng)為加料段，在加料段中，物料依然是固體，主要作用是使物料受壓，受熱前移，螺槽一般等距等深。壓縮段：壓縮段是指螺桿中部的一段，物料在這一段中受熱前移并壓實(shí)熔化，同時(shí)也能排氣，壓縮段的螺槽體積逐漸減小。均化段：螺桿最后一段，均化段的作用是使熔體進(jìn)一步塑化均勻，并使料流定量，定壓由機(jī)頭流道均勻擠出，這段螺槽截面是恒等的，但螺槽深度較淺。

什么是螺桿的壓縮比,單螺桿擠出機(jī)的螺桿通過(guò)哪些形式獲得壓縮比? 螺桿加料段第一個(gè)螺槽的容積與均化段的最后一個(gè)螺槽的容積之比，它表示塑料通過(guò)螺桿的全過(guò)程被壓縮的程度。

在螺桿的壓縮段附加一條螺紋，這兩條螺紋把原來(lái)一條螺紋形成的螺槽分成兩個(gè)螺槽，一條螺槽與加料段螺槽相通，用來(lái)輸送固態(tài)物料；另一條螺槽與均化段相通，用于液態(tài)物料的輸送。這就避免了單螺紋螺桿固液共存于一個(gè)螺槽引起的溫度波動(dòng)。如何獲得單螺桿擠出機(jī)最大的固體輸送速率? 結(jié)構(gòu)角度：1增加螺槽深度； 2降低物料與螺桿的摩擦系數(shù)； 3增加物料與料筒的摩擦系數(shù)； 4選擇適當(dāng)?shù)穆菪?。工藝角度?增加料筒溫度（fb↑）；②降低螺桿溫度（fs↓）。簡(jiǎn)述雙螺桿擠出機(jī)的主要工作特性。

a.強(qiáng)制輸送作用 在同向旋轉(zhuǎn)嚙合的雙螺桿擠出機(jī)中，兩根螺桿相互嚙合，嚙合處一根螺桿的螺紋插入另一根螺桿的螺槽中，使其在物料輸送過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生倒流或滯流。無(wú)論螺槽是否填滿。輸送速度基本保持不變，具有最大的強(qiáng)制輸送性。

b.混合作用 由于兩根螺桿相互嚙合，物料在擠出過(guò)程中進(jìn)行著比在單螺桿擠出機(jī)中更為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，不斷受到縱向橫向的剪切混合，從而產(chǎn)生大量的熱能，使物料加熱更趨均勻，達(dá)到較高的塑化質(zhì)量。c.自潔作用 反同旋轉(zhuǎn)的雙螺桿，在嚙合處的螺紋和螺槽間存在速度差，相互擦離過(guò)程中，相互剝離粘附在螺桿上的物料，使螺桿得到自潔。同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿，在嚙合處兩根螺桿的運(yùn)動(dòng)方向相反，相對(duì)速度更大，因此能剝?nèi)ジ鞣N積料，有更好的自潔作用。簡(jiǎn)述聚合物物料在單螺桿擠出機(jī)中的熔化過(guò)程。

由固體輸送區(qū)送入的物料，在進(jìn)入熔化區(qū)后，即在前進(jìn)的過(guò)程中同加熱的料筒表面接觸，熔化即從這里開(kāi)始，且在熔化時(shí)于料筒壁留下一層熔體膜，若熔體膜的厚度超過(guò)螺翅與料筒間隙，就會(huì)被旋轉(zhuǎn)的螺翅刮落，并將其強(qiáng)制積存在螺翅的前側(cè)，形成熔體池，而在螺翅的后側(cè)則為固體床，這樣，在沿螺槽向前移動(dòng)的過(guò)程中，固體床的寬度就會(huì)逐漸減少，直至全部消失，即完全熔化，熔體膜形成后的固體熔化是在熔體膜和固體床的界面發(fā)生的，所需熱量一部分來(lái)自料筒的加熱器，另一部分則來(lái)自于螺桿和料筒對(duì)熔體的剪切作用。簡(jiǎn)述聚合物熔體在擠出機(jī)均化段的流動(dòng)形式。熔體在均化段的流動(dòng)包括四種形式：正流、逆流、漏流和橫流。正流，亦稱(chēng)拖曳流動(dòng)：由于螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)螺棱的推擠作用引起物料沿螺槽方向(z方向)向機(jī)頭的流動(dòng)，這是均化段熔體的主流。逆流，亦稱(chēng)壓力流動(dòng)：由于機(jī)頭口模、過(guò)濾網(wǎng)等對(duì)料流的阻礙作用使料流沿螺槽反向的流動(dòng)。橫流：螺棱的推擠作用和阻擋作用造成的物料在落槽內(nèi)的往復(fù)流動(dòng)，僅限于在每個(gè)落槽內(nèi)的環(huán)流。漏流：物料在螺桿和料筒的間隙沿著螺桿的軸向往料斗方向的流動(dòng)，它也是由于機(jī)頭和口模對(duì)物料的阻力所產(chǎn)生的反向流動(dòng)。

什么叫螺桿的長(zhǎng)徑比？螺桿長(zhǎng)徑比的增加對(duì)物料的加工有何好處？

螺桿有效工作長(zhǎng)度與直徑之比。n一定時(shí)，L/D增加，物料在螺桿中運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，有利于物料塑化與混合，使升溫過(guò)程變緩；可使均化段長(zhǎng)度增加，可減少逆流和漏流，有利提高生產(chǎn)能力。簡(jiǎn)述管材擠出的工藝過(guò)程及管材擠出的定徑方法。

擠出工藝：物料經(jīng)擠出機(jī)塑化、機(jī)頭口模成型后，經(jīng)定型裝置冷卻定型、冷卻水槽冷卻、牽引、切割，得到管材制品。

定內(nèi)徑：定徑套裝于擠出的塑料管內(nèi)，即從機(jī)頭擠出的管子內(nèi)壁與定徑套的外壁相接觸，在定徑套內(nèi)通冷卻水，將管子冷卻定型。由于定徑套的冷卻水管是從管芯處插入的，故這種定型法只有直角式機(jī)頭或偏移式機(jī)頭的擠出才能使用。定外徑：使擠出管子的外壁與定徑套內(nèi)壁相接觸而起定型作用。內(nèi)壓法：向管內(nèi)通入壓縮空氣的內(nèi)壓法真空法：在管子外壁抽真空法

以尼龍棒材的擠出成型為例,說(shuō)明擠出成型的工藝過(guò)程,并討論原料和設(shè)備結(jié)構(gòu)的選擇,工藝條件的控制中應(yīng)注意的問(wèn)題。

①原料的選擇：尼龍的熔融溫度范圍窄，黏度偏低，須特別注意選擇高黏度的尼龍作為擠出棒材的原料，以保證成型的穩(wěn)定性；②原料干燥：尼龍極易吸水，擠出前必須充分干燥，否則，會(huì)導(dǎo)致尼龍?jiān)诩庸み^(guò)程中出現(xiàn)降解；③擠出成型：是棒材制造的主要過(guò)程，擠出成型中應(yīng)注意兩點(diǎn)，一是擠出速度要慢，否則影響定型；二是溫度控制波動(dòng)范圍要小，否則容易造成黏度的較大波動(dòng)，從而影響擠出穩(wěn)定性； ④制品的定型與冷卻：定型部分要長(zhǎng)一些，采用緩慢冷卻，若使用急冷，很容易造成棒體內(nèi)部縮孔；⑤牽伸和后處理：牽引要均勻，牽引切割后的棒材要進(jìn)行調(diào)濕處理，以防止使用過(guò)程中的尺寸變化。注射成型

注塑機(jī)有幾種類(lèi)型，包括哪些組成部分。

按傳動(dòng)方式：機(jī)械式注塑機(jī)，液壓式注塑機(jī)，機(jī)械液壓式注塑機(jī)按操縱方式：手動(dòng)注塑機(jī)、半自動(dòng)注塑機(jī)、全自動(dòng)注塑機(jī)按塑化方式：柱塞式注塑機(jī)、預(yù)塑式注塑機(jī)、橡膠注塑機(jī)包括以下：注射裝置、合模裝置、液壓電氣控制系統(tǒng) 嵌件預(yù)熱有何意義。

為了裝配和使用強(qiáng)度的要求，理解塑件內(nèi)常常嵌入金屬嵌件。注射前，金屬嵌件先放進(jìn)模具內(nèi)的預(yù)定位段，而后經(jīng)注射成型才能和塑料成為一個(gè)整體。由于塑料與金屬的熱性能差異很大，兩者收縮率不同，因此，有嵌件的塑料制品，在嵌件周?chē)壮霈F(xiàn)裂紋或制品強(qiáng)度較低。設(shè)計(jì)制品時(shí)應(yīng)加入制件周?chē)芰系暮穸龋瑫r(shí)對(duì)金屬嵌件進(jìn)行預(yù)熱也是必要的。因?yàn)榍都A(yù)熱可以減小塑料熔體與嵌件的溫差，使嵌件周?chē)乃芰先垠w冷卻比較慢，收縮比較均勻，產(chǎn)生一定的熔料收縮作用，以防止嵌件周?chē)a(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。

注射機(jī)常用噴嘴類(lèi)型？從加工塑料性能和成型制品特點(diǎn)來(lái)考慮，如何選擇噴嘴？

1、通用式噴嘴：是最普遍的形式，這種噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，無(wú)加熱裝置，注射壓力損失小，常用于PE、PS、PVC及纖維等注射成型。

2、延伸式噴嘴：是通用是彭罪的改進(jìn)型，結(jié)構(gòu)也較簡(jiǎn)單，制造方便，有加熱裝置，注射壓力姜較小，適用于PMMA、POM、PSF、PC等高粘度樹(shù)脂

3、彈簧針閥式噴嘴：是一種自鎖式噴嘴，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造困難，流程較短，注射壓力損失較大，較適用于PA、PET等熔體粘度較低的塑料注射。

試問(wèn)一旦在注射成型過(guò)程中（使用螺桿式注射機(jī)）發(fā)現(xiàn)未熔的顆粒料，將如何調(diào)整工藝參數(shù)以獲得理想的制品？

注射成型過(guò)程中發(fā)現(xiàn)未熔的顆粒料，其主要原因是塑化不良。調(diào)整工藝參數(shù)：可適當(dāng)提高塑化背壓，適當(dāng)提高料筒溫度，延長(zhǎng)物料在料筒中停留時(shí)間，提高螺桿轉(zhuǎn)速等。隨著螺桿轉(zhuǎn)速的增加，橡膠注射成型的硫化時(shí)間為何呈現(xiàn)“U”形變化？

隨著螺桿轉(zhuǎn)速的提高，機(jī)筒內(nèi)的膠料受到剪切、塑化和均化的效果提高，可獲得較高的注射溫度，縮短注射時(shí)間和硫化時(shí)間。螺桿轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，螺桿表面橡膠分子鏈發(fā)生拉伸取向，形成多層取向狀態(tài)，產(chǎn)生一種收縮力，起到一種鉗制作用，使膠料成團(tuán)抱著螺桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生較嚴(yán)重的“包軸現(xiàn)象”，不能使膠料很好地受到剪切作用，故膠溫反而下降，注射溫度降低，硫化時(shí)間延長(zhǎng)。注塑制件后處理主要有哪些方法，各有什么意義。

隨著螺桿轉(zhuǎn)速的提高，機(jī)筒內(nèi)的膠料受到剪切、塑化和均化的效果提高，可獲得較高的注射溫度，縮短注射時(shí)間和硫化時(shí)間。螺桿轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，螺桿表面橡膠分子鏈發(fā)生拉伸取向，形成多層取向狀態(tài)，產(chǎn)生一種收縮力，起到一種鉗制作用，使膠料成團(tuán)抱著螺桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生比較嚴(yán)的“包軸現(xiàn)象”，不能使膠料很好的剪切作用，故膠溫反而下降，注射溫度降低，硫化時(shí)間延長(zhǎng)。

注塑制件后處理主要有哪些方法，各有什么意義

熱處理，調(diào)濕處理，熱處理的實(shí)質(zhì)：使強(qiáng)迫凍結(jié)的分子鏈得到松他，凝固的大分子鏈段轉(zhuǎn)向無(wú)規(guī)位置，從而消除這一部分的內(nèi)應(yīng)力。提高結(jié)晶度，穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)，從而提高結(jié)晶塑料制品的彈性模量和硬度，降低斷裂伸長(zhǎng)率。調(diào)濕處理是為了在較短的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定的尺寸。同時(shí)還可以加快達(dá)吸濕平衡，從而改善制件的柔曲性和韌性，使它的沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度均有提高。結(jié)晶性塑料和非晶塑料在注塑工藝上有何不同。塑化階段，結(jié)晶性塑料的塑化需要更長(zhǎng)的時(shí)間冷卻階段，結(jié)晶性塑料的冷卻要嚴(yán)格控制，冷卻的快慢直接影響塑件物性 某塑膠公司有如下原料： 聚乙烯A(熔體流動(dòng)指數(shù)為7g/10min)；聚乙烯B(熔體流動(dòng)指數(shù)為 0.3g/10min)；聚苯乙烯；聚碳酸酯；尼龍66。

–（1）擬生產(chǎn)Φ50cm、高300cm的垃圾桶，可選用什么成型方法，選擇上述什么原料（要簡(jiǎn)述選擇的理由）？為了降低生產(chǎn)成本，打算在聚合物中加入30％碳酸鈣填料，請(qǐng)問(wèn)在加入填料后，成型工藝可能做那些調(diào)整？

– 選擇聚乙烯A，相對(duì)B而言，熔體流動(dòng)指數(shù)較高，加工較容易。聚苯乙烯太脆，會(huì)被強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕，不抗油脂，不適合做垃圾桶，PC和尼龍66原材料費(fèi)較高，也不適合做垃圾桶。大型垃圾桶可以用擠吹中空塑料成型。– 加入填料后，材料的黏度會(huì)有所提高，所以擠出過(guò)程中應(yīng)該提高溫度，以降低材料黏度，即降低加工難度。在吹塑時(shí)，氣體壓力不宜過(guò)大，避免基體和填料間的應(yīng)力開(kāi)裂。擬生產(chǎn)手機(jī)外殼，該公司有的工程師認(rèn)為采用聚苯乙烯較好，而有的工程師認(rèn)為采用聚碳酸酯較好，你認(rèn)為選用那種聚合物合適，談?wù)劺碛?。若選用聚碳酸酯，在成型過(guò)程中應(yīng)注意那些問(wèn)題？

– 選用PC較好。聚苯乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性比較差，作為手機(jī)外殼可以被多種有機(jī)溶劑溶解，會(huì)被強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕，不抗油脂，并且在受到紫外光照射后易變色。質(zhì)地硬而脆，抗沖擊性能較差，作為手機(jī)外殼不耐摔，易破裂。

– 聚碳酸酯無(wú)色透明，耐熱，抗沖擊，阻燃，在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機(jī)械性能。但其耐磨性差，一些用于易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對(duì)表面進(jìn)行特殊處理。

– PC遇水容易水解，產(chǎn)生斷鍵、分子量下降和物理強(qiáng)度降低等現(xiàn)象。所以應(yīng)該嚴(yán)格控制PC中的水分，避免產(chǎn)品出現(xiàn)氣泡銀紋等，通常在PC加工前需用熱風(fēng)干燥機(jī)干燥3-5小時(shí)。中空吹塑成型

簡(jiǎn)述注塑吹塑工藝過(guò)程。聚酯透明瓶的成型為例，聚酯的特點(diǎn)是易吸潮，結(jié)晶速度慢，為了得到尺寸精度高，透明性好的聚酯透明瓶，一般采用兩步法進(jìn)行注射吹塑成型。第一階段為型坯的制造（注射法），第二階段為坯件的吹塑成型。第一階段型坯的制造（注射法）主要有三個(gè)步驟，首先是注射成型前的準(zhǔn)備，對(duì)聚酯型坯的成型前準(zhǔn)備主要是物料的干燥，一般要對(duì)聚酯切片在120℃下干燥6-12小時(shí)；其次是借助注射機(jī)和型坯成型模具進(jìn)行注射成型；最后是后處理，型坯的后處理僅限于修邊，不可進(jìn)行熱處理。第二階段型坯的吹塑分四個(gè)步驟，第一是對(duì)型坯加熱到Tg以上，進(jìn)入橡膠態(tài)；第二是入模，即把加熱好的型坯迅速移入模具中；第三是吹塑成型，即在已加熱的型坯吹入壓縮空氣，型坯即脹大脫離金屬管貼于模壁上成型；第四是冷卻脫模。

簡(jiǎn)述擠出吹塑工藝過(guò)程。①管坯直接由擠出機(jī)擠出，并垂掛在安裝于機(jī)頭正下方的預(yù)先分開(kāi)的型腔中；

②當(dāng)下垂的型坯達(dá)到規(guī)定長(zhǎng)度后立即合模，并靠模具的切口將管坯切斷； ③從模具分型面上的小孔送入壓縮空氣，使型坯吹脹緊貼模壁而成型； ④保持充氣壓力使制品在型腔中冷卻定型后開(kāi)模脫出制品。

以尼龍6制備的汽車(chē)油杯的成型為例，說(shuō)明擠出吹塑的工藝過(guò)程，并分析原料的選擇和成型各階段的工藝條件控制中應(yīng)注意的問(wèn)題。

– 汽車(chē)油杯的成型過(guò)程包括原料的選擇和干燥，擠出型坯，閉模，吹塑，冷卻脫模等幾個(gè)過(guò)程。由于尼龍粘度相對(duì)較低型坯易下垂，原料的選擇應(yīng)特別注意選擇高粘尼龍作為基礎(chǔ)原料；同時(shí)，由于尼龍粘度對(duì)溫度敏感性大，擠出吹塑過(guò)程應(yīng)特別注意溫度控制。熱成型的定義。

熱成型是一種以熱塑性塑料板材和片材為成型對(duì)象的二次成型技術(shù)，其法一般是先將板材裁切成一定形狀和尺寸的坯件，再將坯件在一定溫度下加熱到彈塑性狀態(tài)，然后施加壓力使坯件彎曲與延伸，在達(dá)到預(yù)定的型樣后使其冷卻定型，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)男拚?，即成為制品。熱成型過(guò)程中對(duì)坯件施加的壓力，在大多數(shù)情況下是靠真空和引進(jìn)壓縮空氣在坯件兩面形成氣壓差，有時(shí)也借助于機(jī)械壓力或液壓力。

要制作一直徑達(dá)2米、高5米、厚15毫米的大型聚乙烯圓筒，可以采用哪些方法？

– 對(duì)于這種大尺寸的圓筒，很難采用擠出法生產(chǎn)，可以采用熱成型法生產(chǎn)。如可以用機(jī)械 加壓法生產(chǎn)兩、三塊弧形板，通過(guò)熱熔連接成一個(gè)完整筒體。也可以采用加熱后卷繞的辦法直接卷繞成型。其他成型工藝

鑄塑成型有哪幾種方式？

鑄塑技術(shù)包括靜態(tài)鑄塑、嵌鑄、離心澆鑄以及流延鑄塑、搪塑和滾塑等。請(qǐng)分別寫(xiě)出以下制品最多可以用哪些成型加工方法來(lái)生產(chǎn)：

– 線纜包覆層：擠出成型– 沙灘鞋底：壓延成型、注射成型 – 橡膠的胎面：壓出成型、模型硫化

– 小型兒童玩具：熱成型、注射成型、擠出成型、搪塑成型 – 尼龍薄膜：壓延成型、擠出成型、吹塑成型 – 礦泉水瓶：注射成型、擠出成型 – 塑料水桶：注射成型 – 醫(yī)用標(biāo)本：嵌鑄成型

簡(jiǎn)述PTFE成型加工方法原理并說(shuō)明如何調(diào)節(jié)其制品性能？ – 原理：PTFE 室溫下冷壓成型坯后再燒結(jié)，經(jīng)冷卻后得到制品。（可用圖示說(shuō)明）– 措施：控制冷卻速度，調(diào)整結(jié)晶程度來(lái)調(diào)節(jié)其制品性能。

下列哪些參數(shù)與擠出機(jī)的產(chǎn)量無(wú)關(guān)？ D A.螺桿直徑 B.螺桿長(zhǎng)度 C.螺桿轉(zhuǎn)速 D.切粒機(jī)轉(zhuǎn)速 當(dāng)雙螺桿擠出機(jī)機(jī)頭壓力過(guò)高時(shí)應(yīng)該調(diào)整 B A．喂料量 B。螺桿轉(zhuǎn)速 C。機(jī)筒溫度 D。螺桿組合 擠出機(jī)的測(cè)溫裝置熱電偶的作用是 A A．測(cè)量溫度 B?？刂茰囟?C.加熱 D。冷卻 擠出過(guò)程中料條表面粗糙是因?yàn)?D A．塑料水分太大 B。熔體溫度太高 C。擠出速度太低 D。擠出速率太高 擠出過(guò)程中料條帶有黑點(diǎn)是因?yàn)?AB A．?dāng)D出溫度太高 B.機(jī)頭口模處有不干凈的地方 C。擠出溫度太低 D。原料太臟 物料塑化時(shí)的熱量來(lái)源為 AB A．料筒傳熱 B。物料內(nèi)部摩擦 C。物料反應(yīng)熱 D。環(huán)境熱量 擠出成型的控制系統(tǒng)不包括 D A．電氣傳動(dòng)系統(tǒng) B。溫度控制 C。壓力控制 D。喂料控制 雙螺桿有清除機(jī)筒、螺桿表面物料的能力，這種能力稱(chēng)為 A A．自潔 B。自轉(zhuǎn) C。掃堂 D。振動(dòng) 塑料熔體指數(shù)越大，其流動(dòng)就越容易，所以擠出量隨塑料熔體指數(shù)的增加而 B A．降低 B。增加 C。無(wú)影響 D。以上都錯(cuò)

結(jié)晶會(huì)提高制品的許多重要性能，也會(huì)使（D）性能下降。A．密度 B。拉伸強(qiáng)度 C。剛度 D。透明

在加工過(guò)程中影響熔體的熱穩(wěn)定性及制品的耐化學(xué)試劑性和滲透性等的聚合物結(jié)構(gòu)是 A A．聚合物分子中的單個(gè)原子與官能團(tuán) B。分子量 C。分子柔性 D。分子間鍵合 在中空吹塑成型過(guò)程中，可確定型坯成型難易程度的聚合物結(jié)構(gòu)是 B A．分子柔性 B。分子量 C。結(jié)晶與取向 D。分子間鍵合 不管是哪類(lèi)添加劑，在選用時(shí)應(yīng)注意 ABCD A．相容性 B。協(xié)同性 C。功能性 D。經(jīng)濟(jì)性 外潤(rùn)滑劑加入分子中是為了 ABD A．降低塑化熔料溫度 B。減少熔料與設(shè)備表面的摩擦力 C．減少熔料間的摩擦 D。阻止熔料粘在設(shè)備金屬表面上 在吹塑制品過(guò)程中，若型坯的壁厚膨脹太大會(huì)造成 D A．過(guò)多的飛邊 B。制品上出現(xiàn)褶皺 C。制品壁會(huì)太薄 D。原料的浪費(fèi) 在擠出成型中會(huì)產(chǎn)生熔體破裂現(xiàn)象的因素有 D A．?dāng)D出速率 B。熔體溫度 C。機(jī)頭結(jié)構(gòu) D。以上都是 通過(guò)（）可消除擠出過(guò)程中出現(xiàn)的熔體破裂現(xiàn)象。AD A．提高機(jī)頭溫度 B。降低機(jī)頭溫度 C。提高擠出速度 D。降低擠出速度 在中空吹塑成型制品中，影響制品收縮率的因素有 ABCD A．塑料的種類(lèi) B。型坯的熔體溫度 C。制品的壁厚 D。模具的溫度 吹塑容器的底部為（），可以很好的補(bǔ)償收縮率。

A．凹形 B。凸形 C。平形 D。以上三種均可