第一篇：高分子材料加工成型原理題庫(kù)--最重要

高分子材料加工成型原理題庫(kù)

填空：

1． 聚合物具有一些特有的加工性質(zhì)，如有良好的__可模塑性__，__可擠壓性__，__可紡性__和__可延性__。正是這些加工性質(zhì)為聚合物材料提供了適于多種多樣加工技術(shù)的可能性。

2． __熔融指數(shù)__是評(píng)價(jià)聚合物材料的__可擠壓性__這一加工性質(zhì)的一種簡(jiǎn)單而又實(shí)用的方法，而__螺旋流動(dòng)試驗(yàn)__是評(píng)價(jià)聚合物材料的__可模塑性__這一加工性質(zhì)的一種簡(jiǎn)單而又實(shí)用的方法。3． 在通常的加工條件下，聚合物形變主要由__高彈形變__和__粘性形變__所組成。從形變性質(zhì)來(lái)看包括__可逆形變__和__不可逆形變__兩種成分，只是由于加工條件不同而存在著兩種成分的相對(duì)差異。

4． 聚合物的粘彈性行為與加工溫度T有密切關(guān)系，當(dāng)T>Tf時(shí)，主要發(fā)生__粘性形變__，也有彈性效應(yīng)，當(dāng)Tg

6． 假塑性流體在較寬的剪切速率范圍內(nèi)的流動(dòng)曲線(xiàn)，按照變化特征可以分為三個(gè)區(qū)域，分別是：__第一牛頓區(qū)__、__非牛頓區(qū)__和__第二牛頓區(qū)__。

7． 聚合物液體在管和槽中的流動(dòng)時(shí)，按照受力方式劃分可以分為_(kāi)_壓力流動(dòng)__、__收斂流動(dòng)__和__拖拽流動(dòng)__；

按流動(dòng)方向分布劃分：__一維流動(dòng)__、__二維流動(dòng)__和__三維流動(dòng)__。

8． 影響聚合物流變形為的的主要因素有：_溫度_、_壓力_、_應(yīng)變速率_和_聚合物結(jié)構(gòu)因素_以及_組成_等。

9． 聚合物流動(dòng)行為最常見(jiàn)的彈性行為是_端末效應(yīng)_和_不穩(wěn)定流動(dòng)，它們具體包括：_入口效應(yīng)_、出口膨脹效應(yīng)、__鯊魚(yú)皮現(xiàn)象__和__熔體破裂__。

10.聚合物加工過(guò)程中的主要的物理變化有：結(jié)晶_和_取向；主要化學(xué)變化有：降解_和_交聯(lián)。

11.加工成型過(guò)程中影響結(jié)晶的主要因素有：_冷卻速率_、_熔融溫度_、_熔融時(shí)間_、_應(yīng)力作用__以及__低分物和鏈結(jié)構(gòu)的影響__。

12.加工成型過(guò)程中取向按照流動(dòng)成因可分為：拉伸取向_和_流動(dòng)取向；按照取向方式可分為：?jiǎn)屋S取向_和__雙軸取向__。

13.聚合物在成型加工過(guò)程或長(zhǎng)期使用容易發(fā)生老化現(xiàn)象，有效方法之一是添加__防老劑__，按照功用的不同可將防老劑具體分為：__穩(wěn)定劑__、__光穩(wěn)定劑__、__抗氧劑__和__驅(qū)避劑__等。

14.聚合物在成型加工過(guò)程中物料的混合過(guò)程一般是靠__擴(kuò)散__、__對(duì)流__和__剪切__三種作用實(shí)現(xiàn)的。

15.單螺桿擠出機(jī)的基本結(jié)構(gòu)主要包括五個(gè)部分，它們分別是：傳動(dòng)裝置_、加料裝置_、料筒_、螺桿、機(jī)頭口模。16.根據(jù)物料在螺桿中的變化特征將螺桿分為三個(gè)部分：__加料段__、__壓縮段__、__均化段__。

17.擠出機(jī)的機(jī)頭與口模的組成部件包括：__過(guò)濾網(wǎng)_、多孔板_、_分流器__、__模芯__、__口模_和__機(jī)頸__等。18.注射機(jī)按照結(jié)構(gòu)特征劃分可以分為_(kāi)_柱塞式__和__螺桿式__。它們都主要由三個(gè)主要系統(tǒng)構(gòu)成，具體包括：__注射系統(tǒng)__、__鎖模系統(tǒng)__和__模具系統(tǒng)__。

19.注射機(jī)的螺桿的主要作用是：__送料__、__壓實(shí)__、__塑化__、__傳壓__。

20.塑料一次成型工藝有多種，其中用于最廣泛的四種分別有：擠出成型、注塑成型、模壓成型_和__壓延成型__。21.注射模具的結(jié)構(gòu)可以千變?nèi)f化，而且基本結(jié)構(gòu)都是一致的，主要由：澆注系統(tǒng)、成型零件__和__結(jié)構(gòu)零件__三大部分組成。

名詞解釋?zhuān)?/p>

一次成型：—次成型是通過(guò)加熱使塑料處于粘流態(tài)的條件下，經(jīng)過(guò)流動(dòng)、成型和冷卻硬化(或交聯(lián)固化)，而將塑料制成各種形狀的產(chǎn)品的方法

二次成型：在一定條件下將一次成型得到的片、板、棒等塑料成品，加熱使其處于類(lèi)橡膠狀態(tài)，通過(guò)外力作用使其形變而成型為各種較簡(jiǎn)單形狀，再經(jīng)冷卻定型而得新產(chǎn)品。

擠出成型：借助螺桿或柱塞的擠壓作用，使受熱融化的塑料在壓力推動(dòng)下，強(qiáng)行通過(guò)口模而成為具有恒定截面的連續(xù)型材的一種成型方法。

壓制成型：將粉狀或糊團(tuán)等形狀的熱固性樹(shù)脂加入加熱的模具型腔內(nèi)，然后閉合模具加壓加熱，使樹(shù)脂達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)，并充滿(mǎn)模具型腔的各個(gè)角落，同時(shí)，通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)固化定型，經(jīng)適當(dāng)?shù)墓袒瘯r(shí)間后，打開(kāi)模具取出制品。

壓延成型：先用各種塑煉設(shè)備將成型物料熔融塑化，然后使已塑化的熔體通過(guò)一系列相向旋轉(zhuǎn)的滾筒間隙，使之經(jīng)受擠壓與延展作用成為平面狀的連續(xù)塑性體，再經(jīng)過(guò)冷卻定型和適當(dāng)?shù)暮筇幚砑吹玫侥?、片?lèi)塑料制品。

注射周期：注射周期或稱(chēng)總周期，指完成一次注射成型所需的時(shí)間。

壓延效應(yīng)：在壓延過(guò)程中，熱塑性塑料由于受到很大的剪切應(yīng)力作用，因此大分子會(huì)順著薄膜前進(jìn)方向發(fā)生定向作用，使生成的薄膜在物理機(jī)械性能上出現(xiàn)各向異性，這種現(xiàn)象稱(chēng)為壓延效應(yīng)。

中空吹塑成型：將擠出或注射成型的塑料管坯(型坯)在高彈態(tài)時(shí)置于各種形狀的模具中，并即時(shí)在管坯中通入壓縮空氣將其吹脹，使其緊貼于模腔壁上成型，經(jīng)冷卻脫模后即得中空制品。

熱成型：利用熱塑性塑料的片材作為原料，夾在模具的框架上，讓其在Tg至Tf間的適宜溫度加熱軟化，施加壓力，使其緊貼模具的型面，取得與型面相仿的形狀尺寸，經(jīng)冷卻定型和修整后即得制品。

牛頓流體：在一維剪切流動(dòng)情況下，當(dāng)有剪切應(yīng)力于定溫下施加到兩個(gè)相距dr的流體平行層面并以相對(duì)速度dv運(yùn)動(dòng)，剪切應(yīng)力與剪切速率成線(xiàn)性關(guān)系的流體稱(chēng)為牛頓流體.非牛頓流體：不遵從牛頓流動(dòng)定律的流體統(tǒng)稱(chēng)為非牛頓流體。

粘度：又叫切變粘度系數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)粘度產(chǎn)生單位剪切速率（速度梯度）所必須的剪切應(yīng)力值

賓漢液體：與牛頓流體相同，剪切速率～ 剪切應(yīng)力的關(guān)系也是一條直線(xiàn)，不同處：它的流動(dòng)只有當(dāng) ? 高到一定程度后才開(kāi)始，需要使液體產(chǎn)生流動(dòng)的最小應(yīng)力?y稱(chēng)為屈服應(yīng)力。當(dāng)? ? ?y時(shí)，完全不流動(dòng)。

假塑性液體：流體的表觀粘度隨剪切應(yīng)力的增加而降低。也即切力變稀現(xiàn)象。

膨脹性液體：流體的表觀粘度隨剪切應(yīng)力的增加而增加，也即切力增稠現(xiàn)象。

剪切速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體所產(chǎn)生的剪切應(yīng)變

端末效應(yīng)：管子進(jìn)口端與出口端與聚合物液體彈性行為有關(guān)的現(xiàn)象稱(chēng)為端末效應(yīng)。

鯊魚(yú)皮癥：一般指“鯊魚(yú)皮癥”，是發(fā)生在擠出物熔體流柱表面上的一種缺陷現(xiàn)象，其特點(diǎn)是在擠出物表面形成很多細(xì)微的皺紋，類(lèi)似于鯊魚(yú)皮。

熔體破碎：也是一種不穩(wěn)定流動(dòng)現(xiàn)象，具體是擠出物表面出現(xiàn)凹凸不平，外形畸變支離斷裂，內(nèi)部和外部都產(chǎn)生破壞的現(xiàn)象。

結(jié)晶：是指晶體形成的具體過(guò)程。

取向：聚合物結(jié)構(gòu)單元或纖維狀填料在某種程度上順著流動(dòng)的方向作平行排列，這種排列常成為取向

降解：降解：聚合物分子量降低的作用。

交聯(lián)：聚合物的加工過(guò)程，形成三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的反應(yīng)稱(chēng)為交聯(lián)

熔融指數(shù)：是指在一定載荷下定溫下10分鐘內(nèi)聚合物從出料口擠出的重量，單位是克。

溫度敏感指標(biāo)：給定剪切速率下相差40℃的兩個(gè)溫度T1和T2的粘度比。

2、分別闡述聚合物在高彈態(tài)和粘流態(tài)時(shí)的粘彈性形變特點(diǎn)。

即使在較小的外力作用下，也能迅速產(chǎn)生很大的形變，并且當(dāng)外力除去后，形變又可逐漸恢復(fù)。這種受力能產(chǎn)生很大的形變，除去外力后能恢復(fù)原狀的性能稱(chēng)高彈性，相應(yīng)的力學(xué)狀態(tài)稱(chēng)高彈態(tài)。

當(dāng)溫度升到足夠高時(shí)，在外力作用下，由于鏈段運(yùn)動(dòng)劇烈，導(dǎo)致整個(gè)分子鏈質(zhì)量中心發(fā)生相對(duì)位移，聚合物完全變?yōu)檎承粤黧w，其形變不可逆，這種力學(xué)狀稱(chēng)為粘流態(tài)。

3、什么是聚合物的力學(xué)三態(tài)，各自的特點(diǎn)是什么？各適用于什么加工方法？

玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)稱(chēng)為聚合物的力學(xué)三態(tài)。

聚合物在外力作用下的形變小，具有虎克彈性行為：形變?cè)谒查g完成，當(dāng)外力除去后，形變又立即恢復(fù)，表現(xiàn)為質(zhì)硬而脆，這種力學(xué)狀態(tài)與無(wú)機(jī)玻璃相似，稱(chēng)為玻璃態(tài)。車(chē)、銑、刨、削等機(jī)械加工

這種受力能產(chǎn)生很大的形變，除去外力后能恢復(fù)原狀的性能稱(chēng)高彈性，相應(yīng)的力學(xué)狀態(tài)稱(chēng)高彈態(tài)。真空成型、壓力成型、壓延、彎曲成型等加工

聚合物完全變?yōu)檎承粤黧w，其形變不可逆，這種力學(xué)狀稱(chēng)為粘流態(tài)。熔融紡絲、注射、擠出、吹塑、貼合等加工

4、畫(huà)出幾種典型流體的剪切力-剪切速率流動(dòng)曲線(xiàn)，并簡(jiǎn)單說(shuō)明各自的流變行為特征。

賓漢流體：

與牛頓流體相同，剪切速率～ 剪切應(yīng)力的關(guān)系也是一條直線(xiàn)，不同處：它的流動(dòng)只有當(dāng) ? 高到一定程度后才開(kāi)

始，需要使液體產(chǎn)生流動(dòng)的最小應(yīng)力?y稱(chēng)為屈服應(yīng)力。當(dāng)? ? ?y時(shí)，完全不流動(dòng)。假塑性流體：

流體的表觀粘度隨剪切應(yīng)力的增加而降低。也即切力變稀現(xiàn)象。膨脹性流體：

流體的表觀粘度隨剪切應(yīng)力的增加而增加，也即切力增稠現(xiàn)象。牛頓流體：

在一維剪切流動(dòng)情況下，當(dāng)有剪切應(yīng)力于定溫下施加到兩個(gè)相距dr的流體平行層面并以相對(duì)速度dv運(yùn)動(dòng)，剪切應(yīng)力與剪切速率成線(xiàn)性關(guān)系的流體稱(chēng)為牛頓流體.6、影響聚合物粘度的因素分別有哪些？

對(duì)于高聚物熔體來(lái)說(shuō)，影響粘度的因素有許多，應(yīng)力、應(yīng)變速率、溫度、壓力、分子參數(shù)和結(jié)構(gòu)、相對(duì)分子質(zhì)量分布、支化和添加劑等。但歸結(jié)起來(lái)有兩個(gè)方面：

?(1)熔體內(nèi)的自由體積因素，自由體積? 粘度 ?

?(2)大分子長(zhǎng)鏈間的纏結(jié)，凡能減少纏結(jié)作用因素，都能加速分子運(yùn)動(dòng)，粘度?

7、壓力流動(dòng)、收斂流動(dòng)、拖拽流動(dòng)的定義及各自常見(jiàn)發(fā)生場(chǎng)合。

? 壓力流動(dòng)：在簡(jiǎn)單的形狀管道中因受壓力作用而產(chǎn)生的流動(dòng)。<受力:壓力、剪切力>；聚合物成型時(shí)在管內(nèi)的流動(dòng)多屬于壓力梯度引起的剪切流動(dòng)。如注射時(shí)流道內(nèi)熔體的流動(dòng)。

? 收斂流動(dòng)：在截面積逐漸減小的流道中的流動(dòng)。<受力:壓力、剪切力、拉伸力>；多發(fā)生在在錐形管或其他截面積逐漸變小的管道中。

? 拖拽流動(dòng)：在具有部分動(dòng)件的流道中的流動(dòng)。<受力：拉伸力、剪切力>，如在擠出機(jī)螺槽中的聚合物流動(dòng)以及線(xiàn)纜包覆物生產(chǎn)口模中。

8、牛頓流體及非牛頓流體在圓管中的流動(dòng)特征各是什么？

牛頓流體在圓管中的流動(dòng)特征: ? 剪切應(yīng)力：管壁處剪切應(yīng)力最大，中心處為零；剪切應(yīng)力在液體中的分布與半徑成正比，并呈直線(xiàn)關(guān)系。? 流體速度：液體在圓形管道中的流動(dòng)時(shí)具有拋物線(xiàn)型的速率分布；管中心處的速率最大，管壁處為零，圓管中的等速線(xiàn)為一些同心圓。非牛頓流體流動(dòng)的特征：

? 剪切應(yīng)力：管壁處剪切應(yīng)力最大，中心處為零；剪切應(yīng)力在液體中的分布與半徑成正比，并呈直線(xiàn)關(guān)系。（與牛頓流體相同）

? 流體速度：對(duì)于膨脹性非牛頓液體(n＞1)，速度分布曲線(xiàn)變得較為陡峭，n值愈大，愈接近于錐形；對(duì)假塑性非牛頓液體(n＜1)，分布曲線(xiàn)則較拋物線(xiàn)平坦；n愈小，管中心部分的速度分布愈平坦，曲線(xiàn)形狀類(lèi)似于柱塞。管中心處的速率最大，管壁處為零，圓管中的等速線(xiàn)為一些同心圓。

9、聚合物加工中，對(duì)于尺寸變化的管道中通常采用一段有收斂作用的管道來(lái)連接，是何原因？

答：避免任何死角的存在，減少聚合物因過(guò)久停留而引起的分解，同時(shí)有利于降低流動(dòng)過(guò)程因強(qiáng)烈擾動(dòng)帶來(lái)的總壓力降，減少能耗，減少流動(dòng)缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備生產(chǎn)能力。

10、入口效應(yīng)和出口效應(yīng)對(duì)聚合物加工有何不利？一般怎樣去降低？

1入口效應(yīng)和離膜膨脹效應(yīng)通常對(duì)聚合物加工來(lái)說(shuō)都是不利的，特別是在注射、擠出和纖維紡絲過(guò)程中，可能導(dǎo)○制產(chǎn)品變形和扭曲，降低制品尺寸穩(wěn)定做并可能在制品內(nèi)引入內(nèi)應(yīng)力，降低產(chǎn)品機(jī)械性能。

2增加管子長(zhǎng)度、增加管徑、L/D增加，減小入口端的收斂角，適當(dāng)降低加工應(yīng)力、增加加工溫度、給以牽伸力，○

減小彈性變形的不利因素。

11、什么是鯊魚(yú)皮癥？試總結(jié)產(chǎn)生的原因。

一般指“鯊魚(yú)皮癥”，是發(fā)生在擠出物熔體流柱表面上的一種缺陷現(xiàn)象，其特點(diǎn)是在擠出物表面形成很多細(xì)微的皺紋，類(lèi)似于鯊魚(yú)皮。

原因：

? 一方面主要是熔體在管壁上的滑移，熔體在管道中流動(dòng)時(shí)，管壁附近速度梯度最大，其大分子伸展變形程度比中心大，在流動(dòng)過(guò)程中因大分子伸展產(chǎn)生的彈性變形發(fā)生松弛，就會(huì)引起熔體流在管壁上出現(xiàn)周期性滑移。? 另一方面，流道出口對(duì)熔體的拉伸作用也是時(shí)大時(shí)小，隨著這種張力的周期性變化，熔體流柱表層的移動(dòng)速度也時(shí)快時(shí)慢，流柱表面上就會(huì)出現(xiàn)不同形狀的皺紋。

12、總結(jié)并簡(jiǎn)單分析加工成型過(guò)程中影響結(jié)晶的因素。

1、冷卻速度的影響

2、熔融溫度和熔融時(shí)間的影響

3、應(yīng)力作用的影響：

壓力影響球晶的大?。簤毫Φ湍苌纱蠖暾木w；高壓下形成小而形狀不規(guī)則的球晶。壓應(yīng)力會(huì)使聚合物的結(jié)晶溫度提高。

4、低分子物和固體雜質(zhì)的影響

14、聚合物成型加工過(guò)程中在管道或模具中取向結(jié)構(gòu)分布規(guī)律？

分子取向從澆口處起順著料流方向逐漸增加，達(dá)到最大點(diǎn)后逐漸減小，中心區(qū)和表面層取向程度不高，中心區(qū)四周取向程度高。

15、聚合物取向?qū)χ萍阅艿挠绊懹心男?？（詳?xì)在課本P82）

① 單軸取向：取向方向上制品的拉伸屈服強(qiáng)度↑，模量↑，壓縮屈服強(qiáng)度↓，非晶聚合物斷裂伸長(zhǎng)率↑，結(jié)晶聚合物斷裂伸長(zhǎng)率↓；非取向方向上性能變化和上述相反。

② 雙軸取向：兩個(gè)取向方向上制品的模量、抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率↑，但取向度小的取向方向上的性能變化程度低于另一個(gè)方向上的。

16、成型加工過(guò)程中如何避免聚合物的降解？(1)嚴(yán)格控制原材料技術(shù)指標(biāo)，使用合格原材料；(2)使用前對(duì)聚合物進(jìn)行嚴(yán)格干燥；

(3)確定合理的加工工藝和加工條件，使聚合物能在不易產(chǎn)生降解的條件下加工成型；(4)加工設(shè)備和模具應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)；

(5)在配方中考慮使用抗氧劑、穩(wěn)定劑等以加強(qiáng)聚合物對(duì)降解的抵抗能力。

17、塑料制品中有哪些原材料和添加劑？其各自的作用？ 聚合物是塑料的主要成分 主要添加劑有：

增塑劑

作用：降低塑料的軟化溫度范圍、提高其加工性、柔韌性或延展性

防老劑

防老劑的作用：

（1）抑制聚合物的降解作用：穩(wěn)定劑——去除聚合物中原有的和新形成的活性中心，以抑制聚合物繼續(xù)降

解。

（2）抑制聚合物的氧化作用：抗氧劑——能代替易受氧化分解的聚合物與氧反應(yīng)，防止或推遲氧對(duì)聚合物的影響，抑制聚合物的氧化。

填料

作用：

① 降低成本，減少聚合物消耗； ② 提高制品性能。

潤(rùn)滑劑

作用：是減少分子之間、聚合物粒子之間、樹(shù)脂和填料之間的摩擦，以及熔體和設(shè)備、制品和模具之間的摩擦，以改善加工流動(dòng)和脫模性。

著色劑作用：使制品獲得鮮艷的色彩，增進(jìn)美觀。

固化劑

使樹(shù)脂完成或加快交聯(lián)反應(yīng)的物質(zhì)。

18、常見(jiàn)的混合設(shè)備有哪些？并說(shuō)明每種設(shè)備主要采用什么作用實(shí)現(xiàn)混合的？（課本P112）

? 初混合：捏合機(jī)、高速混合機(jī)、管道式捏合機(jī)等； ? 混合塑煉：雙輥塑煉機(jī)、密煉機(jī)、擠出機(jī)等。作用：。。。。

19、簡(jiǎn)述單螺桿擠出機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，螺桿的基本參數(shù)，機(jī)頭和口模的組成部件。

基本結(jié)構(gòu)主要包括：傳動(dòng)裝置、加料裝置、料筒、螺桿、機(jī)頭與口模。

螺桿的主要參數(shù)：直徑、長(zhǎng)徑比、壓縮比、螺距螺槽深度、螺旋角、桿筒間隙 機(jī)頭與口模： 主要組成：濾網(wǎng)、多孔板、分流器、模芯、口模和機(jī)頸等。

20、分析主要螺桿參數(shù)對(duì)加工過(guò)程的影響。

直徑：D↑，加工能力↑。擠出機(jī)生產(chǎn)率∝D2，D通常為45~150mm； 長(zhǎng)徑比：L/D↑，改善物料溫度分布，有利于混合及塑化，生產(chǎn)能力↑；

但L/D過(guò)大，物料可能發(fā)生熱降解，螺桿也可能因自重而彎曲，功耗增大；L過(guò)小則塑化不良。L/D通常為18~25；

螺槽深度： 螺槽深度↓，剪切速率↑，傳熱效率↑，混合及塑化效率↑，生產(chǎn)率↓。故熱敏性塑料宜用深螺槽，而熔體粘度低且熱穩(wěn)定性好的塑料宜用淺螺槽。

螺旋角： 螺旋角↑，生產(chǎn)能力↑，對(duì)塑料的剪切作用和擠壓力↓。

21、根據(jù)物料的變化特征可將螺桿分為幾個(gè)階段，它們各自的作用是什么？

加料段（Ⅰ）、壓縮段（Ⅱ）、均化段（Ⅲ）

加料段（Ⅰ）作用：將料斗供給的料送往壓縮段，塑料在移動(dòng)過(guò)程中一般保持固體狀態(tài)由于受熱而部分熔化。壓縮段（Ⅱ）作用：壓實(shí)物料，使物料由固體轉(zhuǎn)化為熔體，并排除物料中的空氣。

均化段(計(jì)量段)的作用：是將熔融物料，定容(定量)定壓地送入機(jī)頭使其在口模中成型。均化段的螺槽容積與加料一樣恒定不變。

22、簡(jiǎn)單敘述擠出成型、注射成型、壓制成型、壓延成型各自的工藝過(guò)程。

1、擠出成型工藝主要程序：物料的干燥，成型，定型與冷卻，制品的牽引與卷取，制品的后處理。

2、注射過(guò)程：塑化→充模→保壓→冷卻→脫模

3、壓制成型過(guò)程主要包括：加料、閉模、排氣、固化、脫模與清理模具。

4、壓延工藝過(guò)程：

1供料階段：捏合 → 塑化 → 供料 ○2壓延階段：壓延 → 牽引 → 刻花 → 冷卻定型 → 輸送 → 切割、卷取 ○

23、比較注塑螺桿和擠出螺桿在結(jié)構(gòu)上的主要差別。注塑螺桿和擠出螺桿在結(jié)構(gòu)上的主要差別：

? 注塑螺桿長(zhǎng)徑比比擠出螺桿小；

? 注塑螺桿均化段螺槽深度比擠出螺桿深； ? 注塑螺桿壓縮比比擠出螺桿??；

? 注塑螺桿加料段長(zhǎng)度比擠出螺桿長(zhǎng)，而均化段長(zhǎng)度比擠出螺桿短； ? 擠出螺桿多為圓頭或錐頭，而注塑螺桿多為尖頭并帶有特殊結(jié)構(gòu)。

? 注塑螺桿只起預(yù)塑化和注射作用，對(duì)塑化能力、壓力穩(wěn)定性以及操作連續(xù)性和穩(wěn)定性沒(méi)有擠出螺桿要求高。

24、闡述注射機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。

注射系統(tǒng)——包括：加料裝置、料筒、螺桿（分流梭和柱塞）、噴嘴； 鎖模系統(tǒng)——是實(shí)現(xiàn)閉合模具、開(kāi)啟模具和頂出制品的機(jī)構(gòu)。

模具——包括：主流道、分流道、澆口、型腔、排氣孔、導(dǎo)向零件、脫模裝置、抽芯機(jī)構(gòu)、加熱或冷卻系統(tǒng)

25、分析在注射成型中確定料筒溫度的依據(jù)

? 料筒末端溫度要高于Tf或Tm，但不能超過(guò)分解溫度Td ? 一般地，螺桿式注射機(jī)的料筒溫度要比柱塞式的低10~20℃

? 薄制品采用較高料筒溫度，厚制品需要較低的料筒溫度，形狀復(fù)雜或有嵌件的制品采用較高溫度。

26、如何確定注射成型中的噴嘴溫度？

? 噴嘴溫度一般要稍低于料筒的最高溫度

27、注射制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的主要原因有哪些？

當(dāng)注射制件脫模時(shí)，大分子的形變并非已經(jīng)停止，在貯存和使用過(guò)程中，制件中大分子的進(jìn)一步形變能使制件變形。制品收縮的主要原因是熔體成型時(shí)驟冷使大分子堆積得較松散（即存在“自由體積”）之故。在貯存和使用過(guò)程中，大分子的重排運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，使堆積逐漸緊密，以致密度增加體積收縮。能結(jié)晶的聚合物則因逐漸形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)而使成型的制品體積收縮。

28、有哪些成型方法屬于一次成型？

1、擠出成型

2、注射成型

3、模壓成型

4、壓延成型

5、鑄塑成型

6、傳遞模塑成型

7、模壓燒結(jié)成型和泡沫塑料和成型

29、中空吹塑成型和熱成型各自主要的工藝方法有哪些？

1、中空吹塑的主要的工藝方法：擠出吹塑成型、注射吹塑成型、注射拉伸吹塑成型。

2、熱成型的主要的工藝方法：真空成型、壓力成型、覆蓋成型、柱塞輔助成型、推氣成型、對(duì)模成型。

30、對(duì)于一次成型和二次成型中常見(jiàn)的成型方法各有哪些？每種方法各舉出至少一例對(duì)應(yīng)的制

1、一次成型：

1擠出成型：管材、板材、薄膜、線(xiàn)纜包覆物 ○2注射成型： ○3模壓成型：塊狀模塑復(fù)合料BMC和片狀模塑復(fù)合料SMC。○4壓延成型品：管材、板材 ○

2、二次成型：

1中空吹塑成型：瓶、容器、兒童玩具、家電零部件辦公用品，還可以用于汽車(chē)保險(xiǎn)杠，燃油箱等汽車(chē)工業(yè)零部件，○叫做“工程吹塑”。

2熱成型：熱成型適應(yīng)性很廣，如一粒小藥片的包裝、一次性使用的飲料杯、各種商品的仿型包裝、冰箱內(nèi)膽、汽車(chē)○和游艇的外殼部件、化工容器直到一個(gè)室內(nèi)游泳池的成型，都可用熱成型方法制造。

○3拉幅薄膜的成型：薄膜

四、分析與論述

1.圖為注射過(guò)程過(guò)程柱塞、噴嘴和模具內(nèi)壓力的關(guān)系，請(qǐng)結(jié)合圖說(shuō)明注射過(guò)程可分為哪些階段？（課本P146）答：按時(shí)間次序，注射過(guò)程可分為以下幾個(gè)階段：

空載期(a)——充模期(b)——保壓期(c)——反料期(d)——凝封期(e)——繼冷期(f)

2.圖為典型的模具結(jié)構(gòu)圖，請(qǐng)指出圖中的數(shù)字標(biāo)示各指的是什么零件？

3.圖為圓管擠出機(jī)頭結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)指出圖中的數(shù)字標(biāo)示各指的是什么部件。

4.圖為螺桿結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的字母標(biāo)示了螺桿的主要參數(shù)，請(qǐng)分別指出它們是什么？這些參數(shù)是怎樣影響加工性能的？（課本P119）

螺桿的主要參數(shù)對(duì)加工的影響：

直徑：D↑，加工能力↑。擠出機(jī)生產(chǎn)率∝D2，D通常為45~150mm；

長(zhǎng)徑比：L/D↑，改善物料溫度分布，有利于混合及塑化，生產(chǎn)能力↑； 但L/D過(guò)大，物料可能發(fā)生熱降解，螺桿也可能因自重而彎曲，功耗增大；L過(guò)小則塑化不良。L/D通常為18~25；

螺槽深度： 螺槽深度↓，剪切速率↑，傳熱效率↑，混合及塑化效率↑，生產(chǎn)率↓。故熱敏性塑料宜用深螺槽，而熔體粘度低且熱穩(wěn)定性好的塑料宜用淺螺槽。

螺旋角： 螺旋角↑，生產(chǎn)能力↑，對(duì)塑料的剪切作用和擠壓力↓。

5.圖為典型的模塑面積圖，請(qǐng)結(jié)合該圖說(shuō)明注射產(chǎn)品質(zhì)量和溫度、注射壓力的關(guān)系。（課本P152）

第二篇：高分子材料加工成型原理作業(yè)

《高分子材料加工成型原理》主要習(xí)題

第二章 聚合物成型加工的理論基礎(chǔ)

1、名詞解釋?zhuān)号ｎD流體、非牛頓流體、假塑性流體、脹塑性流體、拉伸粘度、剪切粘度、滑移、端末效應(yīng)、鯊魚(yú)皮癥。

牛頓流體：流體的剪切應(yīng)力和剪切速率之間呈現(xiàn)線(xiàn)性關(guān)系的流體，服從牛頓黏性定律的流體稱(chēng)為非牛頓流體。

非牛頓流體：流體的剪切應(yīng)力和剪切速率之間呈現(xiàn)非線(xiàn)性關(guān)系的流體，凡不服從牛頓黏性定律的流體稱(chēng)為非牛頓流體。

假塑性流體：是指無(wú)屈服應(yīng)力,并具有黏度隨剪切速率或剪切應(yīng)力的增大而降低的流動(dòng)特性的流體，常稱(chēng)為“剪切變稀的流體”。

脹塑性流體：是指無(wú)屈服應(yīng)力,并具有黏度隨剪切速率或剪切應(yīng)力的增大而升高的流動(dòng)特性的流體，常稱(chēng)為“剪切增稠的流體”。P13 拉伸粘度：用拉伸應(yīng)力計(jì)算的粘度，稱(chēng)為拉伸粘度，表示流體對(duì)拉伸流動(dòng)的阻力。

剪切粘度：在剪切流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)產(chǎn)生的速度梯度的方向與流動(dòng)方向垂直，此時(shí)流體的粘度稱(chēng)為剪切粘度。

滑移：是指塑料熔體在高剪切應(yīng)力下流動(dòng)時(shí)，貼近管壁處的一層流體會(huì)發(fā)生間斷的流動(dòng)。P31 端末效應(yīng)：適當(dāng)增加長(zhǎng)徑比聚合物熔體在進(jìn)入噴絲孔喇叭口時(shí)，由于空間變小，熔體流速增大所損失的能量以彈性能貯存于體系之中，這種特征稱(chēng)為“入口效應(yīng)”也稱(chēng)“端末效應(yīng)”。

鯊魚(yú)皮癥：鯊魚(yú)皮癥是發(fā)生在擠出物表面上的一種缺陷，擠出物表面像鯊魚(yú)皮那樣,非常毛糙。如果用顯微鏡觀察,制品表面是細(xì)紋狀。它是不正常流動(dòng)引起的不良現(xiàn)象,只有當(dāng)擠出速度很大時(shí)才能看到。

6、大多數(shù)聚合物熔體表現(xiàn)出什么流體的流動(dòng)行為？為什么？P16 大多數(shù)聚合物熔體表現(xiàn)出假塑性流體的流動(dòng)行為。假塑性流體是非牛頓型流體中最常見(jiàn)的一種，聚合物熔體的一個(gè)顯著特征是具有非牛頓行為，其黏度隨剪切速率的增加而下降。此外，高聚物的細(xì)長(zhǎng)分子鏈，在流動(dòng)方向的取向粘度下降。

7、剪切流動(dòng)和拉伸流動(dòng)有什么區(qū)別？

拉伸流動(dòng)與剪切流動(dòng)是根據(jù)流體內(nèi)質(zhì)點(diǎn)速度分布與流動(dòng)方向的關(guān)系區(qū)分，拉伸流動(dòng)是一個(gè)平面兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的距離拉長(zhǎng)，剪切流動(dòng)是一個(gè)平面在另一個(gè)平面的滑動(dòng)。

8、影響粘度的因素有那些？是如何影響的？

剪切速率的影響：粘度隨剪切速率的增加而下降； 溫度的影響：隨溫度升高，粘度降低； 壓力的影響：壓力增加，粘度增加；

分子參數(shù)和結(jié)構(gòu)的影響：相對(duì)分子質(zhì)量大，粘度高；相對(duì)分子質(zhì)量分布寬，粘度低；支化程度高，粘度高；

添加劑的影響：加入增塑劑會(huì)降低成型過(guò)程中熔體的粘度；加入潤(rùn)滑劑，熔體的粘度降低；加入填料，粘度升高。

12、何謂熔體破裂？產(chǎn)生熔體破裂的原因是什么？如何避免？

高聚物熔體在擠出過(guò)程中，當(dāng)擠壓速率超過(guò)某一臨界值時(shí)擠出物表面出現(xiàn)眾多的不規(guī)則的結(jié)節(jié)、扭曲或竹節(jié)紋，甚至支離和斷裂成碎片或柱段，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熔體破裂。

原因：一種認(rèn)為是由于熔體流動(dòng)時(shí)，在口模壁上出現(xiàn)了滑移現(xiàn)象和熔體中彈性恢復(fù)所引起；另一種是認(rèn)為在口模內(nèi)由于熔體各處受應(yīng)力作用的歷史不盡相同，因而在離開(kāi)口模后所出現(xiàn)的彈性恢復(fù)就不可能一致，如果彈性恢復(fù)力不為熔體強(qiáng)度所容忍，就會(huì)引起熔體破裂。

避免熔體破裂需注意：控制剪切應(yīng)力與熔體溫度；設(shè)計(jì)口模模唇時(shí)，提供一個(gè)合適的入口角，使用流線(xiàn)型的結(jié)構(gòu)是防止聚合物熔體滯留并防止擠出物不穩(wěn)定的有效方法。

第三章 成型用的物料及其配制

4、簡(jiǎn)述增塑劑的增塑機(jī)理，如何選用增塑劑？

增塑劑在加入聚合物大分子后，增塑劑的分子因溶劑化及偶極力等作用而“插入”聚合物分子之間并于聚合物分子的活性中心發(fā)生時(shí)解時(shí)結(jié)的聯(lián)結(jié)點(diǎn)，由于有了增塑劑-聚合物的聯(lián)結(jié)點(diǎn)，聚合物之間原有的聯(lián)結(jié)點(diǎn)就會(huì)減少，從而使其分子間的力減弱，并導(dǎo)致聚合物一系列性能的改變。選用增塑劑要選擇與樹(shù)脂的相容性好、增速效率高、增塑效果持久、低溫柔韌性好、電絕緣性好、耐老化性好、阻燃性好、毒性低等。

5、何謂穩(wěn)定劑？簡(jiǎn)述熱穩(wěn)定劑的穩(wěn)定機(jī)理。

凡在成型加工和使用期間為有助于材料性能保持原始值或接近原始值而在塑料配方中加入的物質(zhì)稱(chēng)為穩(wěn)定劑。熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理歸納如下：（1）捕捉降解時(shí)放出的HCL。(2）置換不穩(wěn)定的氯原子（3）鈍化具有催化作用的金屬氯化物（4）防止自動(dòng)氧化（5）與共軛雙鍵結(jié)構(gòu)起加成作用（6）能與自由基起反應(yīng)。

8、何謂潤(rùn)滑劑？為什么潤(rùn)滑劑有內(nèi)、外之分？

為改進(jìn)塑料熔體的流動(dòng)性能，減少或避免對(duì)設(shè)備的摩擦和粘附以及改進(jìn)制品表面光亮度等，而加入的一類(lèi)助劑稱(chēng)為潤(rùn)滑劑。

潤(rùn)滑劑中有一類(lèi)與高聚物有一定的相容性，加入后可減少高聚物分子的內(nèi)聚力，降低其熔融粘度，從而減弱高聚物分子間的內(nèi)摩擦，此類(lèi)潤(rùn)滑劑為內(nèi)潤(rùn)滑劑。還有一類(lèi)與高聚物僅有很小的相容性，它在加工機(jī)械的金屬表面和高聚物表面的界面上形成一潤(rùn)滑層，以降低高聚物與加工設(shè)備之間的摩擦，此類(lèi)潤(rùn)滑劑為外潤(rùn)滑劑。不同的相容性讓潤(rùn)滑劑有了內(nèi)外之分。

第五章 擠出成型

2、普通螺桿在結(jié)構(gòu)上為何分段，分為幾段？各段的作用如何？

螺桿的主要功能包括輸送固體物料，壓緊和熔化固體物料，均化、計(jì)量和產(chǎn)生足夠的壓力以擠出熔融物料，所以根據(jù)物料在螺桿上運(yùn)轉(zhuǎn)的情況可將螺桿分為加料、壓縮和計(jì)量三段。

加料段是自物料入口向前延伸約4~8D的一段，主要功能是卷取加料斗內(nèi)物料并傳送給壓縮段，同時(shí)加熱物料；壓縮段（又稱(chēng)過(guò)渡段）是螺桿中部的一段，在這段中物料除受熱和前移外，主要是由粒狀固體逐漸被壓實(shí)并軟化為連續(xù)的熔體，同時(shí)還將夾帶的空氣排出；計(jì)量段是螺桿的最后一段，其長(zhǎng)度約為6~10D，主要的功能是使熔體進(jìn)一步塑化均勻，克服口模的阻力使物料定量、定壓的由機(jī)頭和口模流道中擠出，所以這一段也稱(chēng)為均化段。

3、根據(jù)固體輸送率的基本公式，分析當(dāng)螺桿的幾何參數(shù)確定之后，提高固體輸送率的途徑及工業(yè)實(shí)施方法。

提高固體輸送率可從擠出機(jī)結(jié)構(gòu)和擠出機(jī)擠出工藝兩個(gè)方面采取措施。從擠出機(jī)結(jié)構(gòu)角度來(lái)考慮，可增加螺槽深度；其次，可降低塑料與螺桿的摩擦系數(shù)，這就需要提高螺桿的表面光潔度；再者，可增大塑料與料筒的摩擦系數(shù)，料筒內(nèi)表面要盡量光潔。

從擠出工藝角度來(lái)考慮，關(guān)鍵是控制送料段料筒和螺桿的溫度。

9、何謂螺桿壓縮比？為什么要有壓縮比？在螺桿結(jié)構(gòu)上如何實(shí)現(xiàn)？

通常將加料段一個(gè)螺槽的溶劑與計(jì)量段一個(gè)螺槽容積之比稱(chēng)為螺桿的壓縮比。

壓縮比對(duì)塑料擠出成型工藝控制有重要影響。擠出不同的塑料，根據(jù)塑料的物理性能選擇螺桿的壓縮比。

實(shí)現(xiàn)壓縮比的途徑：變動(dòng)螺紋的高度或?qū)С?；螺桿根徑由小變大或外徑由大變小；螺紋的頭數(shù)由單頭變成二頭或三頭。

13、用方框圖表示出擠出成型工藝，并注明各工藝環(huán)節(jié)所用的設(shè)備。

各工藝環(huán)節(jié)所用的設(shè)備：

原料的預(yù)處理和混合：烘箱或烘房； 擠出成型：擠出機(jī)、擠出機(jī)機(jī)頭口模；

定性裝置：真空定徑（真空定徑套、冷卻水槽、真空泵等）和內(nèi)壓定徑； 冷卻裝置：浸浴式冷卻水箱或噴淋式冷卻水箱； 牽引裝置：滾輪式牽引機(jī)或履帶式牽引機(jī)；

切割裝置：圓盤(pán)鋸切割機(jī)或自動(dòng)星型鋸切割機(jī)。

第六章 注射模塑

1、名詞解釋?zhuān)核芑?、塑化壓力、注射壓?/p>

塑化是注射成型的準(zhǔn)備過(guò)程，是指物料在料筒內(nèi)受熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)并具有良好的可塑性的全過(guò)程。

塑化壓力：采用螺桿式注射機(jī)時(shí)，螺桿頂部熔料在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力稱(chēng)為塑化壓力，亦稱(chēng)背壓。

注射壓力：是指柱塞或螺桿頂部對(duì)塑料所施加的壓力，由油路壓力換算而來(lái)。

2、注射成型方法適合于何種制品的生產(chǎn)？為什么？請(qǐng)用框圖形式表示一個(gè)完整的注 射成型工藝過(guò)程。

適合于熱塑性塑料及多種熱固性塑料制品的生產(chǎn)。

注射成型的成型周期短、生產(chǎn)效率高，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精準(zhǔn)、帶有嵌件的制品；生產(chǎn)熱固性塑料時(shí)，不僅使其制品質(zhì)量穩(wěn)定、尺寸精準(zhǔn)和性能提高，而且使成型周期大大縮短，勞動(dòng)條件也得到改善。

6、與擠出機(jī)的螺桿相比，注射機(jī)的螺桿在結(jié)構(gòu)上、運(yùn)動(dòng)上及功能上有何特點(diǎn)？

（1）注射螺桿在旋轉(zhuǎn)時(shí)有軸向位移，因此螺桿的有效長(zhǎng)度是變化的；（2）注射螺桿的長(zhǎng)徑比較小，一般為10-15之間；（3）注射螺桿的壓縮比較小，一般為2-2.5之間；

（4）注射螺桿因有軸向位移，因此加料段應(yīng)該長(zhǎng)，約為螺桿長(zhǎng)度的一半，而壓縮段和計(jì)量段則各為螺桿長(zhǎng)度的四分之一；注射螺桿的螺槽較深以提高生產(chǎn)率；

（5）注射螺桿在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)只需要它能對(duì)物料進(jìn)行塑化，不需要它提供穩(wěn)定的壓力，塑化中物料承受的壓力是調(diào)整背壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的；

（6）為使注射時(shí)不致出現(xiàn)熔料積存或沿螺槽回流的現(xiàn)象，應(yīng)考慮螺桿頭部的結(jié)構(gòu)。

13、為什么要保壓？保壓對(duì)制品性能有何影響？

熔體注入模腔后，由于模具的低溫冷卻作用，使模腔中的熔體產(chǎn)生收縮。為了保證注射制品的致密性、尺寸精度和強(qiáng)度，必須使注射系統(tǒng)對(duì)模具施加一定的壓力（螺桿對(duì)熔體保持一定的壓力），對(duì)模腔塑件進(jìn)行補(bǔ)縮，直到澆注系統(tǒng)的塑料凍結(jié)為止。

對(duì)制品的密度、克服制品表面缺陷、制品的致密性、尺寸精度和強(qiáng)度都有一定的影響。

第七章 壓延成型 簡(jiǎn)述壓延機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。

各類(lèi)壓延機(jī)除輥筒數(shù)目及排列方式不同外，其基本結(jié)構(gòu)大致相同，主要由機(jī)座、機(jī)架、輥筒、輥距調(diào)節(jié)裝置、潤(rùn)滑系統(tǒng)、傳動(dòng)裝置、緊急停車(chē)裝置等部分組成。

壓延成型主要依靠輥筒異向旋轉(zhuǎn)，將熔融塑化的物料帶入輥筒間隙，由于輥筒間速比的存在，輥隙間有速度梯度，使料層間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。使熔料在輥筒間隙中受到輥筒擠壓延展、拉伸而成為具有一定規(guī)格尺寸連續(xù)片（膜）狀制品。

第三篇：材料成型原理 重點(diǎn)整理

液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)可以這樣描述：液態(tài)金屬由許多近程有序的原子集團(tuán)組成，這些原子集團(tuán)原子排列規(guī)則，有激烈的原子熱運(yùn)動(dòng)和大量空穴，存在較大的能量起伏。同時(shí)，這些原子集團(tuán)和空穴時(shí)聚時(shí)散，時(shí)大時(shí)小，處于瞬息萬(wàn)變的狀態(tài)。

液態(tài)金屬冷卻到冷卻到平衡結(jié)晶溫度Tm（熔點(diǎn)）時(shí)，并沒(méi)有開(kāi)始結(jié)晶，而是冷卻到低于Tm時(shí)，固相才開(kāi)始結(jié)晶析出（形核并長(zhǎng)大），這種現(xiàn)象叫做過(guò)冷

平衡結(jié)晶溫度Tm與實(shí)際結(jié)晶溫度T之間的溫度差稱(chēng)為過(guò)冷度（△T），△T= Tm –T。金屬凝固的驅(qū)動(dòng)力，主要取決于過(guò)冷度△T。過(guò)冷度越大，凝固的驅(qū)動(dòng)力越大。

液相內(nèi)部出現(xiàn)晶核時(shí)系統(tǒng)自由能對(duì)變化：

當(dāng)過(guò)冷液體中出現(xiàn)晶核時(shí)，系統(tǒng)自由能將產(chǎn)生變化。系統(tǒng)自由能的變化由兩部分組成，一部分是體積自由能變化，即固、液相之間的體積自由能差△GV。它使系統(tǒng)的自由能降低，它是相變的驅(qū)動(dòng)力；另一部分是界面能變化，由于晶核形成的同時(shí)，也形成了新的液一固相界面，因而產(chǎn)生了新的界面能△Gi。這部分能量將導(dǎo)致系統(tǒng)的自由能增大，它是相變的阻力。

圖為在三種曲率不同的表面上形核的示意圖，它們具有相同的潤(rùn)濕角和晶核曲率半徑，但是顯然包含的原子數(shù)不同。顯然在凸面上形成的晶核包含原子數(shù)最多，平面上次之，凹面上最少?？梢?jiàn)，即使是同一種物質(zhì)作為形核基底，起形核能力也不同，跟界面的曲率方向和大小有關(guān)，凹面的形核能力最強(qiáng)。

一般來(lái)說(shuō)形核劑應(yīng)該滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件：

1.失配度小、完全共格對(duì)應(yīng)，方式的界面能最低，促進(jìn)非自發(fā)形核的能

力最強(qiáng)，形核率也最大。

2.粗糙度大、在基底上存在凹坑時(shí)，形核能力較強(qiáng)。故表面粗糙不平的形核劑對(duì)促進(jìn)形核有利。

3.分散性好、若形核劑聚集成團(tuán)，大大降低了有效基底面積，對(duì)形核有

不利影響。

4.高溫穩(wěn)定性好，形核劑在高溫熔體中使用，如發(fā)生分解、氧化，或者

與熔體發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)，形核劑將發(fā)生變質(zhì)，不能起到促進(jìn)形核的作用。

金屬結(jié)晶為什么需要過(guò)冷度呢？結(jié)晶在什么條件下才能自發(fā)進(jìn)行呢？ 這是由結(jié)晶的熱力學(xué)條件所決定的。從熱力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，物質(zhì)狀態(tài)的穩(wěn)定性取決于該狀態(tài)的自由能高低：自由能越高，狀態(tài)越不穩(wěn)定；自由能越低，狀態(tài)越穩(wěn)定。物質(zhì)總是自發(fā)地從自由能較高的狀態(tài)向自由能較低的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。所以，只有伴隨著自由能降低的過(guò)程才能自發(fā)進(jìn)行。對(duì)于凝固而言，只有當(dāng)固態(tài)金屬的自由能低于液態(tài)金屬時(shí)，結(jié)晶過(guò)程才可能進(jìn)行。

液相和由它析出的固相具有不同的成分，這種由于合金在結(jié)晶過(guò)程中，析出固相的溶質(zhì)含量不同于液相，而使界面前沿溶質(zhì)富集或者貧化的現(xiàn)象，叫做溶質(zhì)再分配。

在一般凝固條件下，固—液界面前沿將發(fā)生溶質(zhì)富集（k0 <1時(shí)），這種溶質(zhì)富集，將導(dǎo)致液相凝固溫度TL發(fā)生變化，與界面前沿實(shí)際溫度Ta存在差別，從而引起過(guò)冷。引起這種凝固溫度變化是由相圖中的液相線(xiàn)決定的。相圖中的液相線(xiàn)就是合金的平衡結(jié)晶溫度（熔點(diǎn)），該溫度隨合金中溶質(zhì)的含量而變化，對(duì)于k0 <1的合金，界面前沿液相中的溶質(zhì)富集將引起液相線(xiàn)溫度的降低，若熔體溫度低于該合金的液相線(xiàn)溫度時(shí)，則處于過(guò)冷狀態(tài)，過(guò)冷度等于液相線(xiàn)溫度與實(shí)際溫度之差。

由溶質(zhì)再分配導(dǎo)致界面前沿平衡凝固溫度發(fā)生變化而引起過(guò)冷稱(chēng)為成分過(guò)冷。

成分過(guò)冷判據(jù)

宏觀偏析通常指整個(gè)鑄錠或鑄件范圍內(nèi)產(chǎn)生的成分不均勻現(xiàn)象。一般將宏觀偏析分為正偏析、逆偏析、比重偏析、V形偏析和逆V形偏析、帶狀偏析、區(qū)域偏析、層狀偏析等

在不同的合金體系中，由于共晶兩相在析出過(guò)程表現(xiàn)的相互關(guān)系不同，其結(jié)晶方式可分為共生生長(zhǎng)和離異生長(zhǎng)兩種。

砂型鑄造時(shí)，固、液邊界線(xiàn)的間距很寬，在很長(zhǎng)一段凝固時(shí)間內(nèi)，固液共存的兩相凝固區(qū)幾乎貫穿了整個(gè)鑄件斷面，這種凝固方式稱(chēng)為糊狀凝固； 金屬型鑄造時(shí)，固、液邊界線(xiàn)的間距很窄，整個(gè)凝固過(guò)程中，僅有很薄一層兩相共存區(qū)，凝固層由表面向中心逐漸加厚，這種方式稱(chēng)為逐層凝固。這兩種凝固方式?jīng)]有明顯的界限，介于兩者之間的稱(chēng)為中間凝固方式。

最初各枝晶的取向是很亂的，只有那些主干平行于熱流方向的枝晶才能向前延伸，而將取向不的枝晶逐漸淘汰，這樣柱狀晶的生長(zhǎng)方向越來(lái)越一致。晶體的這種相互競(jìng)爭(zhēng)、相互淘汰的生長(zhǎng)過(guò)程稱(chēng)為擇優(yōu)生長(zhǎng)；

欲控制獲得細(xì)等軸晶組織，采取的工藝措施有如下幾條：(1)適當(dāng)降低澆注溫度

(2)合理運(yùn)用鑄型對(duì)液態(tài)合金的強(qiáng)烈激冷作用(3)孕育處理(4）動(dòng)態(tài)晶粒細(xì)化

焊接過(guò)程中，改善凝固組織，防止粗晶產(chǎn)生的主要措施有：(1)變質(zhì)處理。(2)振動(dòng)結(jié)晶。(3)優(yōu)化焊接工藝參數(shù)。

焊接熱源有許多種，如電弧、氣體火焰、摩擦熱、電渣焊的熔渣電阻熱等等。熱源的性質(zhì)不同，焊接時(shí)的溫度場(chǎng)也不同。

在電弧焊條件下，25mm以上的鋼板焊接時(shí)，就可以認(rèn)為是點(diǎn)狀熱源；而100mm以上大厚度工件電渣焊時(shí)，只能認(rèn)為是線(xiàn)狀熱源。

塑性加工 利用金屬材料的塑性變形特性，用工模具加金屬材料施加機(jī)械作用，使其發(fā)生塑性變形，達(dá)到所要求的形狀、尺寸、精度和組織性能。該過(guò)程中尺寸形狀和組織性能都同時(shí)改變。主要有： 成材的塑性加工：如軋制、擠壓、拉拔等 成形的塑性加工：主要有鍛造、拉深、沖壓等 先進(jìn)的塑性成形：主要有超塑性成形、液壓脹形、電磁成形等

主應(yīng)力圖示

變形體某方向上一個(gè)線(xiàn)段(如長(zhǎng)、寬、高)的起點(diǎn)和終點(diǎn)在垂直于該方向上也可能有位移差(切變量)，與線(xiàn)段原始長(zhǎng)度之比，也是衡量變形程度的物理量。叫工程切應(yīng)變。

《材料成形技術(shù)基礎(chǔ)》第頁(yè)第9、11、14、17題

變形機(jī)制：滑移、孿生、晶界滑動(dòng)、擴(kuò)散蠕變 組織性能演變：冷變形-、熱變形-中 塑性與變形抗力：塑性與塑性變形、影響塑性的因素、超塑性、變形抗力的組成、應(yīng)力狀態(tài)對(duì)抗力的作用、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)

1.每個(gè)晶粒都處于不同位向的晶粒的包圍之中，晶粒在周?chē)?鄰居)的約束下變形，晶粒所受的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化；

2.各個(gè)晶粒的取向不同，受力狀態(tài)不同，造成各晶粒之間變形的不同

時(shí)性和不均勻性；

3.相鄰晶粒之間的變形在晶界上需要協(xié)調(diào)配合；造成晶界處多系滑移的提前開(kāi)始和晶界上變形困難，造成晶界和晶內(nèi)變形的不均勻。

孿生：晶體在外力的作用下，其一部分沿著一定的晶面和該晶面(孿生面)上的一定晶向(孿生方向)，產(chǎn)生均勻切變。孿生后，晶體的變形部分與未變形部分形成關(guān)于孿生面的鏡面對(duì)稱(chēng)。鏡面兩側(cè)晶體的相對(duì)位向發(fā)生了改變，但不改變晶體的晶格點(diǎn)陣類(lèi)型。孿生變形部分稱(chēng)為“機(jī)械孿晶”。

滑移 孿生 原子相對(duì)移動(dòng)距離： 等于 小于(變形方向上一個(gè)原子間距 金屬在其再結(jié)晶及其以上(通常>0.5Tm)溫度進(jìn)行的加工叫熱加工。其特點(diǎn)是：

生產(chǎn)變形的位錯(cuò)： 全位錯(cuò) 不全位錯(cuò) 原子移動(dòng)方向： 雙向 單向/有極性 變形均勻性： 集中在 在整個(gè)孿晶

滑移面上 帶上均勻

移動(dòng)部分晶體取向： 不變 改變/鏡面對(duì)稱(chēng) 開(kāi)動(dòng)應(yīng)力服從： H-P關(guān)系 H-P關(guān)系 開(kāi)動(dòng)條件服從： Schmid定律 Schmid定律

冷變形中金屬組織變化

一、形成纖維組織

二、產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷

三、產(chǎn)生晶體學(xué)擇優(yōu)取向

四、晶粒超細(xì)化、甚至非晶化，形成非平衡材料

冷變形中金屬性能變化

一、加工硬化(應(yīng)變強(qiáng)化)：隨著變形程度的增加，金屬的強(qiáng)度指標(biāo)上升，塑性指標(biāo)下降。這就是加工硬化。

二、各向異性

三、其他性能變化：冷加工還會(huì)造成：密度降低、導(dǎo)電性降低、導(dǎo)熱性降低、耐蝕性變差以及磁性變化等多種物理、化學(xué)性能的變化。

拉深：法蘭區(qū)坯料在切向壓應(yīng)力、徑向拉應(yīng)力作用下向直壁流動(dòng)，形成筒形或帶法蘭的筒形零件的板成形過(guò)程。

1.變形溫度高，加工硬化??； 2.變形抗力低、耗能少； 3.塑性好；加工變形量大； 4.不易產(chǎn)生裂紋等加工缺陷。

但：加工精度低；組織性能不均勻性大。

熱塑性變形過(guò)時(shí)的基本軟化過(guò)程包括：動(dòng)態(tài)回復(fù)、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、靜態(tài)回復(fù)、靜態(tài)再結(jié)晶、亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶等。

動(dòng)態(tài)回復(fù)、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶是發(fā)生在變形過(guò)程中的回復(fù)和再結(jié)晶過(guò)程； 而靜態(tài)回復(fù)和靜態(tài)再結(jié)晶則在變形的間歇期間或熱變形后發(fā)生。

熱變形時(shí)金屬組織性能變化：

1.消除缺陷：消除某些鑄造缺陷，如使氣孔、疏松鍛合；消除或減輕

鑄造偏析；

2.改善晶粒組織：均化和細(xì)化晶粒使性能(強(qiáng)度、塑性等)提高。3.改善第二相分布：破碎粗大第二相和化合物，改善夾雜物與脆性相的分布形態(tài)。

4.形成流線(xiàn)： 金屬中存在的不溶性物質(zhì)沿著主應(yīng)變方向拉長(zhǎng)，形成流線(xiàn)。沿著流線(xiàn)方向材料性能提高。5.形成帶狀組織：鑄錠中原來(lái)存在枝晶偏析——合金元素的貧區(qū)與富

區(qū)。熱加工時(shí)，這些沿主應(yīng)變方向擴(kuò)展，形成帶狀。合金元素含量的不同造成相變溫度的差別，如貧錳區(qū)比富錳區(qū)發(fā)生A——F轉(zhuǎn)變，將碳拋向富錳區(qū)，造成貧錳的帶狀區(qū)F比例大，而富錳的帶狀區(qū)P比例大，形成帶狀組織。塑性：材料在外力作用下能連續(xù)地生產(chǎn)塑性變形而不斷裂的能力

溶質(zhì)原子溶入溶劑點(diǎn)陣中，造成強(qiáng)度的提高，這就是固溶強(qiáng)化。

當(dāng)合金中含有細(xì)小彌散的顆粒時(shí)，就會(huì)對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)造成障礙。運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò)必須與其滑移面上的彌散顆粒交互作用，從而引起變形抗力的提高。這種作用叫作彌散強(qiáng)化。

手工電弧焊原理:用手工操作焊條進(jìn)行焊接的一種電弧焊方法。手工電弧焊特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）:手工電弧焊的簡(jiǎn)便靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，手工電弧焊特點(diǎn)（不足之處）: 手工電弧焊對(duì)焊工的操作技術(shù)要求較高，焊接質(zhì)量在一定程度上決定于焊工的操作技術(shù)。此外，手工電弧焊勞動(dòng)條件差，生產(chǎn)率低。因此，手工電弧焊適用于焊接單件或小批量產(chǎn)品，短的和不規(guī)則的、各種空間位置的以及其它不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化焊接的焊縫。

埋弧自動(dòng)焊特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）

(1)生產(chǎn)率高 由于可用較大焊接電流，加上焊劑與熔渣的隔熱作用熔深也大。不開(kāi)坡口單面一次焊，熔深可達(dá)20mm。(2)焊縫質(zhì)量高 熔渣隔絕空氣的保護(hù)效果好。熔池金屬與熔化的焊劑之間有較充分的時(shí)間進(jìn)行冶金反應(yīng)，較大限度地減少了焊縫中產(chǎn)生氣孔、裂紋的可能性。

(3)勞動(dòng)條件好 既無(wú)弧光輻射又無(wú)煙塵，勞動(dòng)環(huán)境好。埋弧自動(dòng)焊特點(diǎn)（不足之處）

埋弧自動(dòng)焊的主要缺點(diǎn)一是由于采用顆粒狀焊劑堆積形成保護(hù)條件，因此，一般只適用于平焊位置。其它焊接位置需采用特殊措施才能保證焊劑覆蓋焊接區(qū)。二是焊接設(shè)備比手工電弧焊設(shè)備復(fù)雜，靈活機(jī)動(dòng)性也較差，所以較適合于長(zhǎng)焊縫的焊接，短焊縫顯示不出生產(chǎn)率高的特點(diǎn)。

鎢極氬弧焊特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）

1)氬氣本身不和金屬產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)又不溶于金屬，且比空氣重25％，能有效地隔絕電弧周?chē)諝?。因而可成功地焊接易氧化、氮化及化學(xué)活潑性強(qiáng)的有色金屬、不銹鋼和各種合金。

2)直流正極性電弧(工件接直流電源正極，鎢電極接電源負(fù)極)穩(wěn)定，即使在很小的焊接電流(<10A)下仍可穩(wěn)定燃燒，特別適用于薄板，超薄板的焊接。

3)明弧無(wú)渣，熔池可見(jiàn)度好，便于控制，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化和全位置焊接。

4)電弧熱源與填充焊絲分別控制，易于實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形，并由于填充焊絲不通過(guò)電弧，故不會(huì)產(chǎn)生飛濺，焊縫成形美觀。鎢極氬弧焊特點(diǎn)（不足之處）

1)鎢電極承受電流能力有限，所以熔深淺，熔敷率小，生產(chǎn)率低。2)焊接所用惰性氣體(氬氣、氦氣)較貴，與其它電弧焊方法(手工電弧焊，埋弧焊，CO2氣體保護(hù)焊)相比，生產(chǎn)成本較高。

3)由于此焊接方法是依靠氬氣機(jī)械排開(kāi)空氣進(jìn)行保護(hù)，所以焊前對(duì)焊件表面的清理工作要求嚴(yán)格。鎢極氬弧焊用途

鎢極氬弧焊幾乎可以焊所有的金屬和合金，但由于生產(chǎn)成本較高，一般僅用于不銹鋼、耐熱鋼以及銅、鈦、鋁、鎂等有色金屬的焊接。對(duì)于低熔點(diǎn)(低沸點(diǎn))和易蒸發(fā)的鉛、錫、鋅等金屬則難以焊接。由于鎢電極承受電流能力有限，從生產(chǎn)率考慮所焊板材范圍以3mm以下為宜。對(duì)于某些厚壁重要構(gòu)件(壓力容器和管道)要求焊透的坡口打底焊、全位置焊和窄間隙焊也可采用鎢極氬弧焊。

熔化極氬弧焊的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）

1)與鎢極氬弧焊一樣，它幾乎可以焊接所有金屬，尤其適合于焊接鋁及鋁合金，銅合金以及不銹鋼等材料。

2)由于用焊絲作電極，電流密度大，因而焊接熔深大，填充金屬熔敷速度快，用于焊接厚板鋁、銅等金屬時(shí)生產(chǎn)率比鎢極氬弧焊高，焊件變形也小。3)常采用直流反接，焊接鋁及鋁合金時(shí)有良好的陰極霧化作用。

熔化極脈沖氬弧焊(MIGP)1)具有較寬的電流調(diào)節(jié)范圍

2)可用較小的平均電流進(jìn)行焊接，有利于實(shí)現(xiàn)全位置焊 3)可有效控制輸入熱量，改善接頭性能

CO2氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）

1)生產(chǎn)率高。2)成本低。3)能耗低 4)適用范圍廣。5)抗銹能力強(qiáng)。

6)明弧無(wú)渣，熔池便于監(jiān)視和控制，有利于實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的機(jī)械化和自動(dòng)化。

目前，CO2電弧焊由于有氧化性，合金元素易燒損主要用于低碳鋼及低合金鋼等黑色金屬的焊接。對(duì)于不銹鋼，由于對(duì)焊縫金屬有增碳現(xiàn)象，影響抗晶間腐蝕性能。因此，用于對(duì)焊縫性能要求不高的不銹鋼焊件。

熱軋鋼及正火鋼的焊接要點(diǎn)是： ①抗熱裂性比較好。②有一定的冷裂傾向。

③沉淀強(qiáng)化的鋼種(15MnTi、15MnVN、14MnMoV、18MnMoNb等)有產(chǎn)生再熱裂紋的傾向。

④熱軋鋼在制造厚大件時(shí)，有層狀撕裂的危險(xiǎn)

⑤這類(lèi)鋼不存在熱影響區(qū)軟化問(wèn)題，但有過(guò)熱區(qū)脆化問(wèn)題。

低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接要點(diǎn)是：

①一般含碳量低，而含錳量高，因此熱裂傾向小。高鎳低錳類(lèi)低合金高強(qiáng)鋼對(duì)液化裂紋比較敏感。

②冷裂紋傾向比較大，但只要工藝合適，冷裂紋是呵以避免的。

③有一定的再熱裂紋敏感性(如14MnMoNbB鋼中碳化物形成元素Mo、Nb、B共同作用結(jié)果使其易產(chǎn)生再熱裂紋)。④對(duì)層狀撕裂不敏感。

⑤有過(guò)熱區(qū)脆化和熱影響區(qū)軟化問(wèn)題。

以k0 <1的合金為例說(shuō)明成分過(guò)冷的形成原因

在一般凝固條件下，固—液界面前沿將發(fā)生溶質(zhì)富集（k0 <1時(shí)），這種溶質(zhì)富集，將導(dǎo)致液相凝固溫度TL發(fā)生變化，與界面前沿實(shí)際溫度Ta存在差別，從而引起過(guò)冷

對(duì)于k0 <1的合金，界面前沿液相中的溶質(zhì)富集將引起液相線(xiàn)溫度的降低，若熔體溫度低于該合金的液相線(xiàn)溫度時(shí)，則處于過(guò)冷狀態(tài)，過(guò)冷度等于液相線(xiàn)溫度與實(shí)際溫度之差。

由溶質(zhì)再分配導(dǎo)致界面前沿平衡凝固溫度發(fā)生變化而引起過(guò)冷稱(chēng)為成分過(guò)冷。石墨形態(tài)對(duì)灰口鑄鐵性能的影響

除微量溶于鐵素體以外，絕大部分以石墨形式存在，斷口呈灰色，是應(yīng)用最廣的鑄鐵。根據(jù)石墨形態(tài)不同又可分為普通灰口鑄鐵（片狀）、蠕墨鑄鐵（蠕蟲(chóng)狀）、可鍛鑄鐵（團(tuán)絮狀）、球墨鑄鐵（球狀）

普通灰口鑄鐵通常指具有片狀石墨的鑄鐵，顯微組織是由金屬基體（鐵素體及珠光體）與片狀石墨組成。其抗拉強(qiáng)度、彈性模量比鋼低，塑韌性接近于零，為脆性材料，不可鍛、沖和焊接成形。但具有優(yōu)良的鑄造性能和切削加工性能。

球墨鑄鐵不僅具有與鋼相近的力學(xué)性能，而且也具有良好的鑄造性、減摩性及低的缺口敏感性等。

蠕墨鑄鐵石墨呈短片狀，片端鈍而圓，類(lèi)似蠕蟲(chóng)，是介于片狀和球狀之間的一種過(guò)渡形態(tài)。承載時(shí)應(yīng)力集中比灰口鐵要小得多，但比球墨鑄鐵大。力學(xué)性能介于灰鐵和球鐵之間。導(dǎo)熱性、抗高溫生長(zhǎng)及抗氧化性比其它鑄鐵好。

可鍛鑄鐵石墨呈團(tuán)絮狀，大大減輕了石墨對(duì)基體的割裂及應(yīng)力集中作用，因此強(qiáng)度和韌性較灰口鑄鐵有了很大提高，其抗拉強(qiáng)度最高可達(dá)700MPa，伸長(zhǎng)率最高達(dá)12％，可鍛鑄鐵因此而得名。

形核劑條件（1）失配度?。?）粗糙度高（3）分散性好（4）高溫穩(wěn)定性好

在設(shè)計(jì)鑄件時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面。1.合理設(shè)計(jì)鑄件壁厚 2.鑄件壁厚應(yīng)盡可能均勻 3.鑄件的轉(zhuǎn)角應(yīng)采用圓角聯(lián)接 4.增設(shè)防裂筋

5.注意緩解收縮應(yīng)力

鑄造工藝圖是在零件圖上用各種工藝符號(hào)表示出工藝方案的圖紙，主要包括：鑄件的澆注位置、鑄型分型面、型芯的數(shù)量、形狀及其固定方法、加工余量、拔模斜度、收縮率、澆注系統(tǒng)、冒口、冷鐵的尺寸和布置等。

第四篇：高分子加工助劑名詞解釋

1助劑是某些材料和產(chǎn)品在生產(chǎn)或加工過(guò)程中所需要添加的各種輔助化學(xué)品用以改善生產(chǎn)工藝和提高產(chǎn)品性能,樹(shù)脂和生膠加工成塑料和橡膠制品這一過(guò)程中所需要的各種輔助化學(xué)品。

2噴聚:固體助劑的析出； 發(fā)汗:液體助劑的析出。

3焦燒現(xiàn)象：是指橡膠膠料在加工過(guò)程中產(chǎn)生的早期硫化的現(xiàn)象。

4促進(jìn)劑的后效應(yīng)：在硫化溫度以下,不會(huì)引起早期硫化達(dá)到硫化溫度時(shí)則硫化活性大的這種性質(zhì)。5色母粒:是一種把超常量的顏料或染料均勻載附于樹(shù)脂之中而制得的聚集體。

6增塑劑：是加進(jìn)塑料體系中增加塑性同時(shí)又不影響聚合物本質(zhì)特性的物質(zhì)。

外增塑劑：一般為外加到聚合體系中的高沸點(diǎn)的較難揮發(fā)的液體或低熔點(diǎn)固體物質(zhì)。

內(nèi)增塑劑：在聚合物的聚合過(guò)程中引入能降低了聚合物分子鏈的結(jié)晶度增加了塑料的塑性第二單體物質(zhì)。主增塑劑：分子既能插入聚合物的無(wú)定形區(qū)域同時(shí)又能插入結(jié)晶區(qū)域的增塑劑。

輔助增塑劑：分子僅能插入部分結(jié)晶的聚合物的無(wú)定形區(qū)域的增塑劑,此增塑劑又叫非溶劑型增塑劑。7相容性：增塑劑與樹(shù)脂相互混合時(shí)的溶解能力,是增塑劑最基本要求之一。

8聚能密度(CED)：?jiǎn)挝惑w積溶劑的蒸發(fā)能。9溶解度參數(shù)：?jiǎn)挝惑w積溶劑的蒸發(fā)能的平方根所得值。1濁點(diǎn)(Tc)：聚合物與增塑劑的稀均相溶液,在冷卻下變成渾濁時(shí)的溫度。

2塑化效率：使樹(shù)脂達(dá)到某一柔軟程度的增塑劑用量稱(chēng)為該增塑劑的塑化效率。

3聚合物的氧化是指隨著時(shí)間的增加聚合物的性能降低,又稱(chēng)為自動(dòng)氧化。分為誘導(dǎo)期、強(qiáng)烈氧化期。4抗氧劑：是指對(duì)高聚物受氧化并出現(xiàn)老化現(xiàn)象能起到延緩作用的一類(lèi)化學(xué)物質(zhì)。

主抗氧劑：主抗氧劑被認(rèn)為是一種自由基的清洗劑,它通過(guò)偶合反應(yīng)(即終止反應(yīng))或給出一個(gè)氫原子來(lái)阻止聚合物中的自由基的破壞作用。輔助抗氧劑：助抗氧劑的作用是可分解聚合物氧化所產(chǎn)生的過(guò)氧化物。5金屬離子鈍化劑：具有防止重金屬離子對(duì)聚合物產(chǎn)生引發(fā)氧化作用的物質(zhì)。

6穩(wěn)定劑：是防止或延緩聚合物在加工、貯藏和使用過(guò)程中老化變質(zhì)的化學(xué)藥品。

熱穩(wěn)定劑：主要用于PVC和其他含氯的聚合物,既不影響其加工與應(yīng)用,又能在一定程度上起到延緩其熱分解的作用的一類(lèi)助劑。光穩(wěn)定劑：凡能抑制或減緩光氧老化進(jìn)行的的物質(zhì)稱(chēng)為光穩(wěn)定劑或紫外光穩(wěn)定劑。7自由基捕獲劑：是一類(lèi)具有空間位阻效應(yīng)的哌啶衍生物類(lèi)光穩(wěn)定劑,簡(jiǎn)稱(chēng)為受阻胺類(lèi)光穩(wěn)定劑(HALS)。8光氧老化或光老化：分子材料長(zhǎng)期暴露在日光或短期置于強(qiáng)熒光下,由于吸收了紫外線(xiàn)能量,引起了自動(dòng)氧化反應(yīng),導(dǎo)致了聚合物的降解,使得制品變色、發(fā)脆、性能下降,以致無(wú)法再用。

9阻燃劑：能夠增加材料耐燃性的物質(zhì)叫阻燃劑。0燃燒速度：指試樣單位時(shí)間內(nèi)燃燒的長(zhǎng)度。1協(xié)同效應(yīng)：指兩種或兩種以上的助劑配合使用時(shí),其總效應(yīng)大于單獨(dú)使用時(shí)各個(gè)效應(yīng)的總和。

協(xié)同作用體系：阻燃劑的復(fù)配是利用阻燃劑之間的相互作用,從而提高阻燃效能,稱(chēng)為協(xié)同作用體系。2燃燒速度：是指試樣單位時(shí)間內(nèi)燃燒的長(zhǎng)度。燃燒速度是用水平燃燒法和垂直燃燒法等來(lái)測(cè)得。3氧指數(shù)：是指試樣像蠟燭狀持續(xù)燃燒時(shí),在氮-氧混合氣流中所必須的最低氧含量。

4外摩擦：高分子材料在成型加工時(shí),聚合物熔體與加工設(shè)備表面間的摩擦。內(nèi)摩擦：高分子材料在成型加工時(shí),熔融聚合物分子間存在的摩擦。5潤(rùn)滑劑：為減少高分子內(nèi)摩擦和外摩擦,改進(jìn)塑料熔體的流動(dòng)性,防止高分子材料在加工過(guò)程中對(duì)設(shè)備的粘附現(xiàn)象,保證制品表面光潔度而加入的物質(zhì)稱(chēng)為潤(rùn)滑劑。6脫模劑：對(duì)加工模具和被加工材料完全保持化學(xué)惰性的物質(zhì)稱(chēng)為脫模劑。

7發(fā)泡劑：是一類(lèi)能使處于一定粘度范圍內(nèi)的液態(tài)或塑性狀態(tài)的橡膠、塑料形成微孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。

發(fā)泡助劑：發(fā)泡過(guò)程中,能與發(fā)泡劑并用并能調(diào)節(jié)發(fā)泡劑分解溫度和分解速度的物質(zhì),或能改進(jìn)發(fā)泡工藝,穩(wěn)定泡沫結(jié)構(gòu)和提高發(fā)泡體質(zhì)量的物質(zhì)。物理發(fā)泡劑:依靠在發(fā)泡過(guò)程中本身物理狀態(tài)變化來(lái)達(dá)到發(fā)泡目地的一類(lèi)化合物；化學(xué)發(fā)泡劑:在一定溫度下會(huì)熱分解而產(chǎn)生一種或多種氣體,使聚合物發(fā)泡。

8抗靜電劑：添加在樹(shù)脂、燃料中或涂附在塑料制品、合成纖維表面的用以防止高分子材料和液體燃料靜電危害的一類(lèi)化學(xué)添加劑統(tǒng)稱(chēng)為抗靜電劑。外用抗靜電劑：采用涂布、噴霧、浸漬等方法使它附在塑料、纖維表面,耐久性較差,所以又叫做暫時(shí)性抗靜電劑。內(nèi)用型抗靜電劑(或混煉型抗靜電劑)：在樹(shù)脂加工過(guò)程中(或在單體聚合過(guò)程中)添加到樹(shù)脂組成中的抗靜電劑,因其有較好的耐久性,又稱(chēng)為永久性抗靜電劑。9偶聯(lián)劑：是能改善填料與高分子材料之間界面特性的一類(lèi)物質(zhì)。

0著色劑：在聚合物中加入的改變制品顏色,提高制品美觀性的助劑。

著色力：指顏料影響整個(gè)混合物料顏色的能力,著色力大,使用著色劑量就小,成本也低。

1遮蓋力：指著色劑阻止光線(xiàn)穿透著色制品的能力。2增透劑：能改善結(jié)晶聚合物透明性的助劑。3遷移性：指著色劑向介質(zhì)滲色或向接觸的物質(zhì)遷移的現(xiàn)象。一般地說(shuō),有機(jī)酸的無(wú)機(jī)鹽(色淀性顏料)遷移性比較??；分子量較高者比較低者遷移性小。4防霉劑:(生物抑制劑)有抑制霉菌生長(zhǎng)和殺滅霉菌的功能。5熒光增白劑：能增加塑料制品的白度、亮度使色彩更加鮮艷奪目的物質(zhì)。

6防霧劑：又稱(chēng)流滴劑,是防止透明材料霧害的一類(lèi)添加劑。

7老化：高分子材料在成型、貯存、使用過(guò)程中發(fā)生結(jié)構(gòu)變化,逐漸地失去使用價(jià)值的現(xiàn)象。

第五篇：高分子材料成型加工

第一章

1.高分子材料的定義

以高分子材料為主要組分的材料

2.高分子材料成型加工的定義

高分子材料是通過(guò)成型加工工藝得到具有實(shí)用性的材料或制品過(guò)程的工程技術(shù)

3.高分子材料工程特征的含義

高分子材料制品的性能既與材料本身的性質(zhì)有關(guān)，有很大程度上受成型加工過(guò)程所產(chǎn)生的附加性質(zhì)的影響

第三章

2.熱穩(wěn)定劑是一類(lèi)能夠防止高分子材料在成型加工或使用過(guò)程中因受熱而發(fā)生降解或交聯(lián)的添加劑

分類(lèi)： 鉛鹽類(lèi)穩(wěn)定劑，有機(jī)錫類(lèi)穩(wěn)定劑，有機(jī)銻類(lèi)穩(wěn)定劑，有機(jī)輔助穩(wěn)定劑，復(fù)合穩(wěn)定劑，稀土類(lèi)穩(wěn)定劑

用于食品： 有機(jī)錫類(lèi)穩(wěn)定劑，復(fù)合穩(wěn)定劑，稀土類(lèi)穩(wěn)定劑

3.Pvc塑料

因?yàn)镻VC是一種極現(xiàn)在高溫下的加工成型。

？？/、？性高分子，分子間的作用力很強(qiáng)，導(dǎo)致加工溫度超過(guò)其分解溫度，只有加入熱穩(wěn)定劑才能實(shí)

4.抗氧劑是指可抑制或延緩高分子材料自動(dòng)氧化速度，延長(zhǎng)其使用壽命的物質(zhì)。

抗臭氧劑是指可以阻止或延緩高分子材料發(fā)生臭氧破壞的化學(xué)物質(zhì)。

不同：抗氧劑是抑制擴(kuò)散到制品內(nèi)部的氧，而抗臭氧只是在制品表面上發(fā)揮作用。

5.光穩(wěn)定劑是可有效地抑制光致降解物理和化學(xué)過(guò)程的一類(lèi)添加劑。

？/、？/ 8.潤(rùn)滑劑是降低熔體與加工機(jī)械或成型模具之間以及熔體內(nèi)部相互直接按的摩擦和黏附，改善加工流動(dòng)性，提高生產(chǎn)能力和制品外觀質(zhì)量的一類(lèi)添加劑。

因?yàn)槠淇梢哉{(diào)節(jié)PVC樹(shù)脂熔化速率和降低熔體黏度 9.？？？

10.硫化促進(jìn)劑：提高硫化速度，縮短硫化時(shí)間，降低硫化溫度，減少了硫化劑用量，提高或改善硫化膠物理機(jī)械性能

硫化活性劑：提高膠料中硫化促進(jìn)劑的活性，減少硫化促進(jìn)劑的用量，縮短硫化時(shí)間 防焦劑：少量加入即可防止或延遲膠料在加工和貯存時(shí)產(chǎn)生焦燒 12.著色劑，發(fā)泡劑，阻燃劑，抗靜電劑，偶聯(lián)劑，防霉劑

第四章

1.高分子材料制品設(shè)計(jì)中，成型加工方法選擇的依據(jù)是什么？

制品形狀，產(chǎn)品尺寸，材料特征，公差精度，加工成本

2.？？ 3.？？ 4.高分子材料進(jìn)行配方設(shè)計(jì)的一般原則和依據(jù)各是什么？

制品的性能要求：抓住主要矛盾，用其所長(zhǎng)，避其所短，必要時(shí)可共混或復(fù)合改性

成型加工性能的要求：各種成型加工方法的工藝和設(shè)備各有其特點(diǎn)，對(duì)材料的要求也不同，故需充分考慮。

原材料的要求：材料的主體成分-高分子化合物決定了材料的基本性能，添加劑對(duì)材料及其制品的性能有很大的影響

產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)成本要求：在滿(mǎn)足使用性能的前提下，選用質(zhì)量穩(wěn)定可靠，價(jià)格低的原材料，調(diào)節(jié)配方，盡可能的減少成本

5.配方有哪幾種表示方法？各有何作用？相互關(guān)系是什么？

以質(zhì)量份數(shù)表示的配方：以高分子化合物為100份，計(jì)量容易，應(yīng)用廣泛，適于工業(yè)生產(chǎn)

以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示的配方：以混合料為100份，計(jì)算原材料消耗，定額指標(biāo)等方便，便于財(cái)務(wù)的成本核算及定價(jià)

以體積百分?jǐn)?shù)表示的配方：以混合體積為100份，便于計(jì)算體積成本及原材料倉(cāng)儲(chǔ)體積

生產(chǎn)配方：生產(chǎn)中實(shí)際使用的配方表示形式，便于直接計(jì)算，符合生產(chǎn)實(shí)際

相互關(guān)系：？/?、??？

第六章

1．物料的混合有哪三種基本運(yùn)動(dòng)形式？聚合物成型時(shí)熔融物料的混合以哪一種運(yùn)動(dòng)形式為主？為什么？

答：混合涉及到三種擴(kuò)散的基本運(yùn)動(dòng)形式，即分子擴(kuò)散、渦流擴(kuò)散和體積擴(kuò)散。

體積擴(kuò)散，即對(duì)流混合。是指流體質(zhì)點(diǎn)、液滴或固體粒子由系統(tǒng)的一個(gè)空間位臵向另一空間位臵的運(yùn)動(dòng)，兩種或多種組分在相互占有的空間內(nèi)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，以期達(dá)到各組分的均勻分布。在聚合物加工中，這種混合占支配地位。

2．什么是“非分散混合”，什么是“分散混合”，兩者各主要通過(guò)何種物料運(yùn)動(dòng)和混合操作來(lái)實(shí)現(xiàn)？ 答：非分散混合。在混合中僅增加粒子在混合物中分布均勻性而不減小粒子初始尺寸的過(guò)程稱(chēng)為非分散混合或簡(jiǎn)單混合。

這種混合的運(yùn)動(dòng)基本形式是通過(guò)對(duì)流來(lái)實(shí)現(xiàn)的，可通過(guò)包括塞形流動(dòng)和不需要物料連續(xù)變形的簡(jiǎn)單體積排列和臵換來(lái)達(dá)到。

分散混合。是指在混合過(guò)程中發(fā)生粒子尺寸減小到極限值，同時(shí)增加相界面和提高混合物組分均勻性的混合過(guò)程。分散混合的目的是把少數(shù)組分的固體顆粒和液滿(mǎn)分散開(kāi)來(lái)，成為最終粒子或允許的更小顆?；蛞旱危⒕鶆虻胤植嫉蕉嘟M分中，這就涉及少組分在變形粘性流體中的破裂問(wèn)題，這是靠強(qiáng)迫混合物通過(guò)窄間隙而形成的高剪切區(qū)來(lái)完成的。

3.為什么在評(píng)定固體物料的混合狀態(tài)時(shí)不僅要比較取樣中各組分的比率與總體比率的差異大小，而且還要考察混合料的分散程度？ 答：衡量混合效果需從物料的均勻程度和組分的分散程度兩方面來(lái)考慮。均勻程度指混入物所占物料的比率與理論或總體比率的差異。但就是相同比率的混合情況也是十分復(fù)雜的。在取樣分析組成時(shí)，若一次抽取的試樣的量足夠多，或者，一次取樣量雖不多，但取樣的次數(shù)足夠多，雖然每次抽取的試樣分析結(jié)果有所出入，但（取多個(gè)試樣分析結(jié)果的平均值時(shí)，）仍可得出混合情況相同的結(jié)論。然而從混合料中各組分的分散程度來(lái)看，則可能相差甚遠(yuǎn)。因此，在判定物料的混合狀態(tài)時(shí)，還必須考慮各組分的分散程度。

4.溫度對(duì)生膠塑煉有何影響？為什么天然橡膠在110℃時(shí)塑煉效果最差？ 答：低溫下，氧和橡膠大分子的直接引發(fā)氧化作用很小，但是低溫橡膠的粘度很高，機(jī)械剪切作用力大大提高，橡膠大分子鏈在機(jī)械力作用下的斷裂破壞是主要的，其斷裂生成的大分子游離基立即與周?chē)目諝庵械难跸嘟Y(jié)合，生成分子量較小的穩(wěn)定大分子，自由基活性得到終止。高溫時(shí)，氧和橡膠大分子的化學(xué)活潑性大大提高，氧可以直接引發(fā)大分子發(fā)生氧化裂解反應(yīng)，隨著溫度的升高反應(yīng)速度急劇加大，所以機(jī)械塑煉效果也隨之加大。當(dāng)天然橡膠在110攝氏度的時(shí)候，它的機(jī)械力作用是最小的時(shí)候，氧化裂解的作用也是最小的時(shí)候。5．天然橡膠的低溫機(jī)械塑煉的目的及其原理與聚氯乙烯塑料中添加鄰苯二甲酸二丁酯的目的及其原理有何異同？

答：天然橡膠的低溫機(jī)械塑煉的目的是提高天然橡膠的可塑性，便于配合劑在基體中的均勻分布，也有利于后續(xù)的成型加工；原理是在主要在機(jī)械力的作用下，使大分子鏈發(fā)生斷鏈。

聚氯乙烯塑料中添加鄰苯二甲酸二丁酯的目的是為了降低大分子鏈之間的作用下，提高鏈段的運(yùn)動(dòng)能力，使得玻璃化溫度降低，最終制品的韌性增強(qiáng)，柔性增大。

6．何謂橡膠的混煉？用開(kāi)煉機(jī)混煉時(shí)三階段及配合劑的加入次序？ 答：混煉就是將各種配合劑與可塑度合乎要求的生膠或塑煉膠在機(jī)械作用下混合均勻，制成混煉膠的過(guò)程。開(kāi)煉機(jī)混煉經(jīng)歷包輥、吃粉、翻搗三個(gè)階段。

配合劑加入順序是混煉主要的工藝條件，為了能在較短的混煉時(shí)間里得到質(zhì)量良好的混煉膠，應(yīng)根據(jù)配合劑的作用、用量及其混煉特性來(lái)合理安排加入順序。一般原則是；難分散的、量少的先加；易分散的、量多的后加；硫化劑和促進(jìn)劑分開(kāi)加，以免混在一起加入時(shí)因局部溫度過(guò)高而使膠料焦燒；硫黃最后加。所以通常配合劑加入順序?yàn)椋?生膠一固體軟化劑—促進(jìn)劑、活性劑、防老劑一補(bǔ)強(qiáng)劑、填充劑一液體軟化劑—硫黃及超促進(jìn)劑。

7．何謂膠料混煉過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)合橡膠？

答：生膠在塑煉時(shí)橡膠大分子斷鏈生成自由基，這種情況在混煉時(shí)同樣會(huì)發(fā)生。在混煉過(guò)程中，橡膠分子斷鏈生成大分子自由基可以與炭黑粒子表面的活性部位結(jié)合，也可以與發(fā)黑聚集體在混煉時(shí)被搓開(kāi)所產(chǎn)生的具有較高活性的新生面結(jié)合，或者已與炭黑結(jié)合的橡膠又通過(guò)纏結(jié)或交聯(lián)結(jié)合更多的橡膠，形成一種不溶于橡膠溶劑的產(chǎn)物--結(jié)合橡膠。

8.區(qū)分“簡(jiǎn)單組分高分子材料”和“復(fù)雜組分高分子材料”，并請(qǐng)各舉2-3例

答：簡(jiǎn)單組分高分子材料：主要由高聚物組成(含量很高，可達(dá)95%以上)，加入少量(或不加入)抗氧劑、潤(rùn)滑劑、著色劑等添加劑。如： PE、PP、PTFE。

復(fù)雜組分高分子材料：復(fù)雜組分塑料則是由合成樹(shù)脂與多種起不同作用的配合劑組成，如填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑等組成。如：PF、SPVC 9.成型用的塑料形態(tài)有哪幾種？各種形態(tài)的塑料有什么不同的特點(diǎn)？它們的應(yīng)用情況如何？

答：熱塑性塑料：熱塑性塑料分子結(jié)構(gòu)都是線(xiàn)型結(jié)構(gòu)，在受熱時(shí)發(fā)生軟化或熔化，可塑制成一定的形狀，冷卻后又變硬。在受熱到一定程度又重新軟化，冷卻后又變硬，這種過(guò)程能夠反復(fù)進(jìn)行多次。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。塑性塑料成型過(guò)程簡(jiǎn)單，能夠連續(xù)化生產(chǎn)，并且具有相當(dāng)高的機(jī)械強(qiáng)度，因此發(fā)展很快。

熱固性塑料：熱固性塑料的分子結(jié)構(gòu)是體型結(jié)構(gòu)，在受熱時(shí)也發(fā)生軟化，可以塑制成一定的形態(tài)，但是受熱到一定程度或加入少量固化劑后，就硬化定型，再加熱也不會(huì)變軟和改變形態(tài)了。熱固性塑料加工成型后，受熱不再軟化，因此不能回收再用，如酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹(shù)脂等都是屬于此類(lèi)塑料。熱固性塑料成型工藝過(guò)程比較復(fù)雜，所以連續(xù)生產(chǎn)有一定的困難，但其耐熱性好、不容易變形，而且價(jià)格比較低廉。

工程塑料：工程塑料是可作為工程結(jié)構(gòu)材料和代替金屬制造機(jī)器零部件等的塑料。例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS樹(shù)脂、聚四氟乙烯、聚酯、聚砜聚酰亞胺等。工程塑料具有密度小、化學(xué)穩(wěn)定性高、機(jī)械性能良好、電絕緣性?xún)?yōu)越、加工成型容易等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、電器、化工、機(jī)械、儀器、儀表等工業(yè)，也應(yīng)用于宇宙航行、火箭、導(dǎo)彈等方面。

通用塑料：是指產(chǎn)量大、價(jià)格低、應(yīng)用范圍廣的塑料，主要包括聚烯烴、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品種。人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫脑S多制品都是由這些通用塑料制成。10．什么叫塑料的混合和塑化，其主要區(qū)別在哪里？

答：這是物料的初混合，是一種簡(jiǎn)單混合，是在樹(shù)脂的流動(dòng)溫度以下和較低剪切作用下進(jìn)行的，在這一混合過(guò)程中，只是增加各組分微?？臻g的無(wú)規(guī)則排列程度，而不減小粒子的尺寸。一般是一個(gè)間歇操作過(guò)程。

塑化物料在初混合基礎(chǔ)上的再混合過(guò)程，是在高于樹(shù)脂流動(dòng)溫度和較強(qiáng)剪切作用下進(jìn)行的。塑化的目的是使物料在溫度和剪切力的作用下熔融，獲得剪切混合的作用，驅(qū)出其中的水分和揮發(fā)物，使各組分的分散更趨均勻，得到具有一定可塑性的均勻物料。11．哪些機(jī)械通常用于塑料的初混合？哪些機(jī)械用于塑煉？ 答：初混合：在大批量生產(chǎn)時(shí)，較多使用高速混合機(jī)，其適用于固態(tài)混合和固液混合。S型和Z型捏合機(jī)主要適用于固態(tài)和液態(tài)混合，對(duì)物料有較強(qiáng)的撕捏作用，另外還有轉(zhuǎn)鼓式混合機(jī)和螺帶式混合機(jī)。塑化常用的設(shè)備主要是開(kāi)放式塑煉機(jī)、密煉機(jī)和擠出機(jī)。12.塑料的塑化與橡膠的塑煉二者的目的和原理有何異同？

答：：塑化：再混合，是高一級(jí)的混合。在高于流動(dòng)溫度（Tf或Tm）和較強(qiáng)烈的剪切速率下進(jìn)行?；旌虾螅芰细鹘M份的物理和化學(xué)性質(zhì)有所變化。其目的是使物料在一定溫度和剪切力下熔融，驅(qū)出其中的水份和揮發(fā)物。使各組份的分散更趨均勻，得到具有一定可塑性的均勻物料。

塑煉：使生膠由強(qiáng)韌的彈性轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浀谋阌诩庸さ乃苄誀顟B(tài)的過(guò)程。目的是使生膠獲得一定的可塑性，使之適合于混煉、壓延、壓出、成型等工藝操作；使生膠的可塑性均勻化，以便得到質(zhì)量均勻的膠料。（目的是降低彈性，增加可塑性，獲得流動(dòng)性；混煉時(shí)配合劑易于分散均勻，便于操作；使生膠分子量分布變窄，膠料質(zhì)量均勻一致。）

13.什么是“生膠的塑煉”，什么是“塑料的塑煉”，為什么要分別對(duì)生膠和塑料進(jìn)行塑煉？?jī)烧叻謩e可采取哪些措施，提高塑煉效果？ 答：生膠的塑煉：使生膠由強(qiáng)韌的彈性轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浀谋阌诩庸さ乃苄誀顟B(tài)的過(guò)程。目的是使生膠獲得一定的可塑性，使之適合于混煉、壓延、壓出、成型等工藝操作；使生膠的可塑性均勻化，以便得到質(zhì)量均勻的膠料。（目的是降低彈性，增加可塑性，獲得流動(dòng)性；混煉時(shí)配合劑易于分散均勻，便于操作；使生膠分子量分布變窄，膠料質(zhì)量均勻一致。）

塑料的塑煉：再混合，是高一級(jí)的混合。在高于流動(dòng)溫度（Tf或Tm）和較強(qiáng)烈的剪切速率下進(jìn)行?；旌虾笏芰细鹘M份的物理和化學(xué)性質(zhì)有所變化。其目的是使物料在一定溫度和剪切力下熔融，驅(qū)出其中的水份和揮發(fā)物。使各組份的分散更趨均勻，得到具有一定可塑性的均勻物料。

14.聚氯乙烯粒狀塑料與酚醛壓塑粉在配臵過(guò)程中的塑化工序、目的、作用原理有何不同？

答：聚氯乙烯粒狀塑料：通過(guò)雙鍵聚合而成，經(jīng)過(guò)篩選、配料、混合、塑化成粒狀。

酚醛壓塑粉：過(guò)濾、配料、混合、塑化的粉狀塑料。目的：都是為了得到制品成型前的物料。

原理：使用的機(jī)械不同，他們的自身的物理化學(xué)性質(zhì)不同，致使他們得到的物料不同。

15、何謂塑料溶液和溶膠塑料？

答：塑料溶液的主要組成是作為溶質(zhì)的合成樹(shù)脂及各種配合劑和作為溶劑的有機(jī)溶劑。溶劑的作用是為了分散溶解樹(shù)脂，使得到的塑料溶液獲得流動(dòng)性。溶劑對(duì)制品是沒(méi)有作用的，只是為了加工而加入的一種助劑，在成型過(guò)程中必須予以排出。

溶膠塑料又稱(chēng)糊塑料，是固體樹(shù)脂穩(wěn)定地懸浮在非水液體介質(zhì)中形成的分散體(懸浮體)。在溶膠塑料中氯乙烯聚合物或共聚物應(yīng)用最廣，通常稱(chēng)聚氯乙烯糊。

溶膠塑料中的非水液體主要是在室溫下對(duì)樹(shù)脂溶劑化作用很小而在高溫下又很易增塑樹(shù)脂的增塑劑或溶劑，是分散劑。有時(shí)還可加入非溶劑性的稀釋劑，甚至有些加入熱因性樹(shù)脂或其單體。除此之外，溶膠塑料還因不同的要求加入膠凝劑、填充劑、表面活性劑、穩(wěn)定劑、著色劑等各種配合劑，因此，溶液塑料的組成是比較復(fù)雜的，其在室溫下是非牛頓液體，具有一定流動(dòng)性。16.簡(jiǎn)述聚合物共混的目的及原則

答：1.利用各聚合物組分的性能，取長(zhǎng)補(bǔ)短，消除各單一聚合物組分性能的缺點(diǎn)，保持各自的優(yōu)點(diǎn)，得到綜合性能優(yōu)異的聚合物材料。2.少量的某一聚合物作為另一個(gè)聚合物的改性劑，獲得顯著的改性效果。

3.通過(guò)共混改善聚合物的加工性能。

第七章

1．何謂熱固性塑料的固化速度？固化速率太慢或太快對(duì)制品有何影響？

答：這是熱固性塑料成型時(shí)特有的也是最重要的工藝性能，它是衡量熱固性塑料成型時(shí)化學(xué)反應(yīng)的速度。它是以熱固性塑料在一定的溫度和壓力下，壓制標(biāo)難試樣時(shí)，使制品的物理機(jī)械性能達(dá)到最佳值所需的時(shí)間與試件的厚度的比值(s/mm厚度)來(lái)表示，此值愈小，固化速率愈大。

固化速率應(yīng)當(dāng)適中，過(guò)小則生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，但過(guò)大則流動(dòng)性下降，會(huì)發(fā)止塑料尚未充滿(mǎn)模具型腔就已固化的現(xiàn)象，就不能適于成型薄壁和形狀復(fù)雜的制品。

2．簡(jiǎn)述熱固性塑料模壓成型的工藝步驟。

答：熱固性塑料模壓成型工藝過(guò)程通常由成型物料的準(zhǔn)備、成型和制品后處理三個(gè)階段組成。

1、計(jì)量；

2、預(yù)壓；

3、預(yù)熱；

4、嵌件安放；

5、加料；

6、閉模；

7、排氣；8．保壓固化；

9、脫模冷卻；

10、制品后處理；

3．試分析模壓溫度的高低對(duì)模壓成型工藝的影響。

答：模壓溫度是指成型時(shí)所規(guī)定的模具溫度，對(duì)塑料的熔觸、流動(dòng)和樹(shù)脂的交聯(lián)反應(yīng)速度有決定性的影響。

在一定的溫度范圍內(nèi)，模溫升高、物料流動(dòng)性提高，充模順利，交聯(lián)固化速度增加，模壓周期縮短，生產(chǎn)效率高。但過(guò)高的模壓溫度會(huì)使塑料的交聯(lián)反應(yīng)過(guò)早開(kāi)始和固化速度太快而使塑料的熔融粘度增加，流動(dòng)性下降，造成充模不全。另外一方面，由于塑料是熱的不良導(dǎo)體，模溫高，固化速度快，會(huì)造成模腔內(nèi)物料內(nèi)外層固化不一，表層先行硬化，內(nèi)層固化時(shí)交聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生的低分子物難以向外揮發(fā)，會(huì)使制品發(fā)生腫脹、開(kāi)裂和翹曲變形，而且內(nèi)層固化完成時(shí)，制品表面可能已過(guò)熱，引起樹(shù)脂和有機(jī)填料等分解，會(huì)降低制品的機(jī)械性能。因此模壓形狀復(fù)雜、壁薄、深度大的制品，不宜選用高模溫，但經(jīng)過(guò)預(yù)熱的塑料進(jìn)行模壓時(shí)，由于內(nèi)外層溫度較均勻，流動(dòng)性好，可選用較高模溫。

模壓溫度過(guò)低時(shí)，不僅物料流動(dòng)性差，而且固化速度慢，交聯(lián)反應(yīng)難以充分進(jìn)行，會(huì)造成制品強(qiáng)度低，無(wú)光澤，甚至制品表面出現(xiàn)腫脹，這是由于低溫下固化不完全的表層承受不住內(nèi)部低分子物揮發(fā)而產(chǎn)生的壓力的緣故。

4.在熱固性塑料模壓成型中，提高模溫應(yīng)相應(yīng)地降低還是升高模壓壓力才對(duì)模壓成型工藝有利？為什么？

答：在熱固性塑料模壓成型中，提高模溫一般應(yīng)相應(yīng)地升高模壓壓力才對(duì)模壓成型工藝有利。在一定范圍內(nèi)模溫提高能增加塑料的流動(dòng)性，模壓壓力可降低；但模溫提高也會(huì)使塑料的交聯(lián)反應(yīng)速度加速，從而導(dǎo)致熔融物料的粘度迅速增高，因而需更高的模壓壓力。綜合以 上因素，提高模溫一般應(yīng)相應(yīng)地提高模壓壓力。

5.熱固性塑料模壓成型中物料的預(yù)熱溫度對(duì)模壓壓力有何影響？為什么？

答：進(jìn)行預(yù)熱可以使物料熔化速度加快，黏度下降，流動(dòng)性提高，模壓壓力降低；但如果預(yù)熱溫度過(guò)高會(huì)使塑料在預(yù)熱過(guò)程中有部分固化，會(huì)抵消預(yù)熱增大流動(dòng)性效果，模壓時(shí)需更高的壓力來(lái)保證物料充滿(mǎn)型腔。在預(yù)熱時(shí)軟化傾向>交聯(lián)傾向，一般經(jīng)過(guò)預(yù)熱的物料可使用較低的模壓壓力。

6．在高分子材料成型加工中，哪些地方要求交聯(lián)？交聯(lián)能賦予高聚物制品哪些性能？

答：未硫化的橡膠Tg 在室溫以下，常溫下發(fā)黏，強(qiáng)度很低，基本無(wú)使用價(jià)值。通過(guò)硫化(交聯(lián))，才能使用。酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯等是具有活性官能團(tuán)的低分子量的齊聚物，也只有通過(guò)交聯(lián)，才能充分發(fā)揮它們的特性。在聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等泡沫塑料生產(chǎn)中，交聯(lián)也是極為重要的工藝技術(shù)，交聯(lián)有助于提高泡孔壁的強(qiáng)度。交聯(lián)后的性能取決于交聯(lián)密度。交聯(lián)密度高，相鄰交聯(lián)點(diǎn)之間相對(duì)分子質(zhì)量小，鏈段活動(dòng)性受到限制，Tg 隨之增高。交聯(lián)改善了高分子材料的力學(xué)性能、耐熱性能、化學(xué)穩(wěn)定性能和使用性能。

7．試述天然橡膠以硫磺硫化后的制品大分子結(jié)構(gòu)特征。

答：硫化后，橡膠大分子結(jié)構(gòu)中各部位已程度不同地形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，大分子鏈之間有主價(jià)鍵力的作用，使大分子鏈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)受到一定的限制，在外力作用下，不易發(fā)生較大的位移，變形減小，強(qiáng)度增大，失去可溶性，只能有限溶脹。

8．試述橡膠硫化后的物理性能的變化，并解釋之。

答：天然橡膠在硫化過(guò)程中，隨著線(xiàn)型大分子逐漸變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可塑性減小，拉伸強(qiáng)度、定伸強(qiáng)度、硬度、彈性增加，而伸長(zhǎng)率、永久變形、疲勞生熱等相應(yīng)減小，但若繼續(xù)硫化，則出現(xiàn)拉伸強(qiáng)度、彈性逐漸下降，伸長(zhǎng)率、永久變形反而會(huì)上升的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象都是線(xiàn)形大分子轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特征。

9．生膠和硫化膠在分子結(jié)構(gòu)及性能上有何不同？

答：硫化前：結(jié)構(gòu)：線(xiàn)性大分子，分子與分子之間無(wú)價(jià)鍵力；

性能：可塑性大，伸長(zhǎng)率高，具可溶性。

硫化后：結(jié)構(gòu)：1）化學(xué)鍵；2）交聯(lián)鍵的位臵；3）交聯(lián)程度；

4）交聯(lián)

性能：1）力學(xué)性能（定伸強(qiáng)度、硬度、拉伸強(qiáng)度、伸

長(zhǎng)率、彈性）；2）物理性能；3）化學(xué)穩(wěn)定性 10.橡膠的硫化歷程分為幾個(gè)階段？各階段的實(shí)質(zhì)和意義是什么？ 答：橡膠在硫化過(guò)程中，其各種性能隨硫化時(shí)間增加而變化。將與橡膠交聯(lián)程度成正比的某一些性能(如定伸強(qiáng)度)的變化與對(duì)應(yīng)的硫化時(shí)間作曲線(xiàn)圖，可得到硫化歷程圖。橡膠的硫化歷程可分為四個(gè)階段：焦燒階段、預(yù)硫階段、正硫化階段和過(guò)硫階段。

焦燒階段。又稱(chēng)硫化誘導(dǎo)期，是指橡膠在硫化開(kāi)始前的延遲作用時(shí)間，在此階段膠料尚未開(kāi)始交聯(lián)，膠料在模型內(nèi)有良好的流動(dòng)性。對(duì)于模型硫化制品，膠料的流動(dòng)、充模必須在此階段完成，否則就發(fā)生焦燒，出現(xiàn)制品花紋不清，缺膠等缺陷。

預(yù)硫階段。焦燒期以后橡膠開(kāi)始交聯(lián)的階段。在此階段，隨著交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行，橡膠的交聯(lián)程度逐漸增加，并形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，橡膠的物理機(jī)械性能逐漸上升，但尚未達(dá)到預(yù)期的水平，但有些性能如抗撕裂性、耐磨性等卻優(yōu)于正硫化階段時(shí)的膠料。預(yù)硫階段的長(zhǎng)短反映了橡膠硫化反應(yīng)速度的快慢，主要取決于膠料的配方。

正硫化階段。橡膠的交聯(lián)反應(yīng)達(dá)到一定的程度，此時(shí)的各項(xiàng)物理機(jī)械性能均達(dá)到或接近最佳值，其綜合性能最佳。此時(shí)交聯(lián)鍵發(fā)生重排、裂解等反應(yīng)，膠料的物理機(jī)械性能在這個(gè)階段基本上保持恒定或變化很少．所以該階段也稱(chēng)為平坦硫化階段。

過(guò)硫階段。正硫化以后繼續(xù)硫化便進(jìn)入過(guò)硫階段。交聯(lián)反應(yīng)和氧化及熱斷鏈反應(yīng)貫穿于橡膠硫化過(guò)程的始終，只是在不同的階段，這兩種反應(yīng)所占的地位不同，在過(guò)硫階段中往往氧化及熱斷鏈反應(yīng)占主導(dǎo)地位，因此膠料出現(xiàn)物理機(jī)械性能下降的現(xiàn)象。

11．橡膠制品生產(chǎn)過(guò)程中，剩余焦燒時(shí)間的長(zhǎng)短與橡膠制品的類(lèi)型有什么關(guān)系？

答：不同的硫化方法和制品，對(duì)焦燒時(shí)間的長(zhǎng)短亦有不同要求。在硫化模壓制品時(shí)，總是希望有較長(zhǎng)的焦燒期，使膠料有充分時(shí)間在模型內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)，而不致使制品出現(xiàn)花紋不清晰或缺膠等缺陷。在非模型硫化中，則應(yīng)要求硫化起步應(yīng)盡可能早一些，因?yàn)槟z料起步快而迅速變硬，有利于防止制品因受熱變軟而發(fā)生變形。不過(guò)在大多數(shù)情況下，仍希望有較長(zhǎng)的焦燒時(shí)間以保證操作的安全性。12.何謂返原性膠料和非返原性膠料？

答：在過(guò)硫階段中不同的橡膠出現(xiàn)的情況是不同的。天然橡膠、丁苯橡膠等主鏈為線(xiàn)型大分子結(jié)構(gòu)，在過(guò)硫階段斷鏈多于交聯(lián)而出現(xiàn)硫化返原現(xiàn)象；而對(duì)于大部分合成橡膠，如丁苯、丁腈橡膠，在過(guò)硫階段中易產(chǎn)生氧化支化反應(yīng)和環(huán)化結(jié)構(gòu)，膠料的物理機(jī)械性能變化很小，甚至保持恒定，這種膠料稱(chēng)硫化非返原性膠料。

13.何謂硫化三要素？對(duì)硫化三要素控制不當(dāng)會(huì)造成什么后果？ 答：硫化溫度、硫化壓力和硫化時(shí)間。

硫化溫度是促進(jìn)硫化反應(yīng)的主要因素，提高硫化溫度可以加快硫化速度，縮短硫化時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

硫化壓力的選取主要根據(jù)膠料的性質(zhì)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和其他工藝條件等決定的。對(duì)流動(dòng)性較差的，產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的，或者產(chǎn)品較厚、層數(shù)多的宜選用較大的硫化壓力。硫化溫度提高，硫化壓力也應(yīng)高一些。但過(guò)高壓力對(duì)橡膠的性能也不利，高壓會(huì)對(duì)橡膠分子鏈的熱降解有加速作用；對(duì)于含纖維織物的膠料，高壓會(huì)使織物材料的結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致耐屈撓性能下降。

橡膠在硫化過(guò)程中，性能在不斷變化，所以選取恰當(dāng)?shù)牧蚧瘯r(shí)間對(duì)保證制品質(zhì)量十分重要。在一定的硫化溫度和壓力下，橡膠有一最宜的硫化時(shí)間，時(shí)間太長(zhǎng)則過(guò)硫，時(shí)間太短則欠硫，對(duì)產(chǎn)品性能都不利。14.何謂正硫化和正硫化時(shí)間？正硫化時(shí)間的測(cè)定方法有哪幾種？各有何特點(diǎn)？

答：正硫化是一個(gè)階段，在正硫化階段中，膠料的各項(xiàng)物理機(jī)械性能保持最高值，但橡膠的各項(xiàng)性能指標(biāo)往往不會(huì)在同一時(shí)間達(dá)到最佳值。

橡膠處在正硫化時(shí)，其物理機(jī)械性能或綜合性能達(dá)到最佳值，預(yù)硫或過(guò)硫階段膠料性能均不好。達(dá)到正硫化所需的時(shí)間為正硫化時(shí)間。測(cè)定正硫化點(diǎn)的方法很多，主要有物理機(jī)械性能法、化學(xué)法和專(zhuān)用儀器法。

(1)物理機(jī)械性能法。此法的缺點(diǎn)是麻煩，不經(jīng)濟(jì)。

(2)化學(xué)法。測(cè)定橡膠在硫化過(guò)程中游離硫的含量，以及用溶脹法測(cè)定硫化膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的變化來(lái)確定正硫化點(diǎn)。此法誤差較大，適應(yīng)性不廣，有一定限制。

(3)專(zhuān)用儀器法。這是用專(zhuān)門(mén)的測(cè)試儀器來(lái)測(cè)定橡膠硫化特性并確定正硫化點(diǎn)的方法。目前主要有門(mén)尼粘度計(jì)和各類(lèi)硫化儀，其中轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)振蕩式硫化儀用得最為廣泛。

15．某一膠料的硫化溫度系數(shù)為2，當(dāng)硫化溫度為137℃時(shí)，測(cè)出其硫化時(shí)間為80min，若將硫化溫度提高到143℃，求該膠料達(dá)正硫化所需要的時(shí)間？上述膠料的硫化溫度時(shí)間縮短到60min時(shí)，求所選取的硫化溫度是多少？

t答：1?Kt280?2t2143?13710T2?T110

t2=52min 80?260T2?13710

1.249=0.3010(T2-137)

T2=141.2℃

16.某膠料的硫化溫度系數(shù)為2，在實(shí)驗(yàn)室中用試片測(cè)定，當(dāng)硫化溫度為143℃時(shí)，硫化平坦時(shí)間為20---80min，該膠料在140℃下于模型中硫化了70min,問(wèn)是否達(dá)到正硫化？

解：由范特霍夫方程得 t1/t2=KT2-T1/10 得

t1/70=2140-143/10 解得 t1=56.9min ∵t1=56.9min在硫化平坦時(shí)間20---80min范圍內(nèi)

∴該膠料已達(dá)到正硫化

17．繪出增強(qiáng)熱固性塑料層壓板成型時(shí)熱壓過(guò)程五個(gè)時(shí)期的溫度和壓力與時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)，并說(shuō)明各時(shí)期的溫度和壓力在成型中的作用。答：壓制的溫度控制一般分為五個(gè)階段

預(yù)熱階段：板坯的溫度由室溫升至樹(shù)脂開(kāi)始交聯(lián)反應(yīng)的溫度，使樹(shù)脂開(kāi)始熔化，并進(jìn)一步滲入增強(qiáng)材料中，同時(shí)排出部分揮發(fā)物。此時(shí)的壓力＝最高壓力的1/3～1/2。

中間保溫階段：樹(shù)脂在較低的反應(yīng)速度下進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)，直至溢料不能拉成絲，然后開(kāi)始升溫升壓。

升溫階段：將溫度和壓力升至最高，加快交聯(lián)反應(yīng)。（此時(shí)樹(shù)脂的流動(dòng)性已下降，高溫高壓不會(huì)造成膠料流失）

熱壓保溫階段：在規(guī)定的溫度和壓力下，保持一定時(shí)間，使樹(shù)脂充分交聯(lián)固化。

冷卻階段：樹(shù)脂在充分交聯(lián)后，使溫度逐漸降低，進(jìn)行降溫冷卻。

第八章

1．?dāng)D出機(jī)螺桿在結(jié)構(gòu)上為何分段？分段的根據(jù)是什么？

答：根據(jù)物料在螺桿中的溫度、壓力、黏度等的變化特征，可將螺桿分為加料段、壓縮段、均化段三段。

2．?dāng)D出螺桿一般分為哪幾段？每段各有什么作用？對(duì)于晶態(tài)塑料的擠出成型，應(yīng)選擇何種螺桿？其L2 的長(zhǎng)度有何特征，為什么？ 答：根據(jù)物料在螺桿中的溫度、壓力、粘度等的變化特征，可將螺桿分為加料段、壓縮段和均化段三段。

加料段：加料段的作用是對(duì)料斗送來(lái)的塑料進(jìn)行加熱，同時(shí)輸送到壓縮段。塑料在該段螺槽始終保持固體狀態(tài)。壓縮段：又叫相遷移段，其作用是對(duì)加料段送來(lái)的料起擠壓和剪切作用，同時(shí)使物料繼續(xù)受熱，由固體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴隗w，趕走塑料中的空氣及其他揮發(fā)成分，增大塑料的密度，塑料通過(guò)壓縮段后，應(yīng)該成為完全塑化的粘流狀態(tài)。

均化段：又叫計(jì)量段，其作用是將塑化均勻的物料在均化段螺槽和機(jī)頭回壓作用下進(jìn)一步攪拌塑化均勻，并定量定壓地通過(guò)機(jī)頭口模擠出成型。

對(duì)于晶態(tài)塑料的擠出成型：擠出結(jié)晶型熱塑性塑料的加料段要求較長(zhǎng)，使塑料有足夠的停留時(shí)間，慢慢軟化，該段約占螺桿全長(zhǎng)的60% 65%；結(jié)晶型塑料，熔融溫度范圍較窄，壓縮段較短，為3 5Ds；為了穩(wěn)定料流，均化段應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度，通常是螺桿全長(zhǎng)的20% 25%。

其L2 的長(zhǎng)度較短，因?yàn)槠淙廴跍囟确秶^窄。

3．什么叫壓縮比？擠出機(jī)螺桿設(shè)計(jì)中的壓縮比根據(jù)什么來(lái)確定？ 答：螺桿的壓縮比A：指螺桿加料段第一個(gè)螺槽的容積與均化段最后一個(gè)螺槽的容積之它表示塑料通過(guò)螺桿的全過(guò)程被壓縮的程度。A愈大，塑料受到擠壓的作用也就愈大，排除物料中所含空氣的能力就大。但A太大，螺桿本身的機(jī)械強(qiáng)度下降。壓縮比一般在2 5之間。

壓縮比的大小取決于擠出塑料的種類(lèi)和形態(tài)，粉狀塑料的相對(duì)密度小，夾帶空氣多，其壓縮比應(yīng)大于粒狀塑料。另外擠出薄壁狀制品時(shí)，壓縮比應(yīng)比擠出厚壁制品大。壓縮比的獲得主要采用等距變深螺槽、等深度變距螺槽和變深變距螺槽等方法，其中等距變深螺槽是最常用的方法。

4．什么是擠出機(jī)螺桿的長(zhǎng)徑比？長(zhǎng)徑比的大小對(duì)塑料擠出成型有什么影響？長(zhǎng)徑比太大又會(huì)造成什么后果？

答：螺桿的長(zhǎng)徑比L/Ds：指螺桿工作部分的有效長(zhǎng)度L與直徑Ds之比，此值通常為15 25，但近年來(lái)發(fā)展的擠出機(jī)有達(dá)40的，甚至更大。

L/Ds大，能改善塑料的溫度分布，混合更均勻，并可減少擠出時(shí)的逆流和漏流，提高擠出機(jī)的生產(chǎn)能力。L/Ds過(guò)小，對(duì)塑料的混合和塑化都不利。因此，對(duì)于硬塑料、粉狀塑料或結(jié)晶型塑料要求塑化時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)選較大的L/Ds。L/Ds大的螺桿適應(yīng)性強(qiáng)，可用于多種塑料的擠出。

但L/Ds大大，對(duì)熱敏性塑料會(huì)因受熱時(shí)間大長(zhǎng)而易分解，同時(shí)螺桿的自重增加，制造和安裝都困難，也增大了擠出機(jī)的功率消耗。目前，L/Ds以25居多。

5．漸變型和突變型螺桿有何區(qū)別？它們各適合哪類(lèi)塑料的擠出？為什么？

答：等距變深螺桿按其螺槽深度變化的快慢(即壓縮段的長(zhǎng)短)又可分為等距漸變形螺桿和等距突變形螺桿。非晶型塑料宜選用漸變形螺桿，結(jié)晶型塑料宜選用突變形螺桿。

6．如欲提高擠出機(jī)加料段固體輸送能力，應(yīng)對(duì)設(shè)備采取什么措施？指出其理論依據(jù)。答：固體塞的移動(dòng)情況是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)還是軸向運(yùn)動(dòng)占優(yōu)勢(shì)，主要決定于螺桿表面和料筒表面與物料之間的摩擦力的大小。只有物料與螺桿之間的摩擦力小于物料與料筒之間的摩擦力時(shí)，物料才沿軸向前進(jìn)；否則物料將與螺桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，因此只要能正確控制物料與螺桿及物料與料筒之間的靜摩擦因數(shù)，即可提高固體輸送能力。

為了提高固體輸送速率，應(yīng)降低物料與螺桿的靜摩擦因數(shù)，提高物料與料筒的徑向靜摩擦因數(shù)。要求螺桿表面有很高的光潔度，在螺桿中心通入冷卻水，適當(dāng)降低螺桿的表面溫度，因?yàn)楣腆w物料對(duì)金屬的靜摩擦因數(shù)是隨溫度的降低而減小的。

7．塑料在擠出機(jī)中的熔化長(zhǎng)度的意義是什么？

答：擠出過(guò)程中，在加料段內(nèi)是充滿(mǎn)未熔融的固體粒子，在均化段內(nèi)則充滿(mǎn)著已熔化的物料，而在螺桿中間的壓縮段內(nèi)固體粒子與熔融物共存，物料的熔化過(guò)程就是在此區(qū)段內(nèi)進(jìn)行的，故壓縮段又稱(chēng)為熔化區(qū)。在熔化區(qū)，物料的熔融過(guò)程是逐漸進(jìn)行的，自熔化區(qū)始點(diǎn)A開(kāi)始，固體床的寬度將逐漸減小，熔池的寬度逐漸增加，直到熔化區(qū)終點(diǎn)B，固體床的寬度下降到零，進(jìn)入均化段，固體床消失，螺槽全部充滿(mǎn)熔體。從熔化開(kāi)始到固體床的寬度降到零為止的總長(zhǎng)度，稱(chēng)為熔化長(zhǎng)度。

8．塑料熔體在擠出機(jī)螺槽內(nèi)有幾種流動(dòng)形式？造成這幾種流動(dòng)的主要原因是什么？

答：從壓縮段送入均化段的物料是具有恒定密度的粘流態(tài)物料，在該段物料的流動(dòng)已成為粘性流體的流動(dòng)，物料不僅受到旋轉(zhuǎn)螺桿的擠壓作用，同時(shí)受到由于機(jī)頭口模的阻力所造成的反壓作用，物料的流動(dòng)情況很復(fù)雜。

通常把物料在螺槽中的流動(dòng)看成由下面四種類(lèi)型的流動(dòng)所組成：(1)正流：是物料沿螺槽方向向機(jī)頭的流動(dòng)，這是均化段熔體的主流，是由于螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)螺棱的推擠作用所引起的，從理論分析上來(lái)說(shuō)，這種流動(dòng)是由物料在深槽中受機(jī)筒摩擦拖曳作用而產(chǎn)生的，故也稱(chēng)為拖曳流動(dòng)，它起擠出物料的作用。

(2)逆流：沿螺槽與正流方向相反的流動(dòng)，它是由機(jī)頭口模、過(guò)濾網(wǎng)等對(duì)料流的阻礙所引起的反壓流動(dòng)，故又稱(chēng)壓力流動(dòng)，它將引起擠出生產(chǎn)能力的損失。

(3)橫流：物料沿x軸和y軸兩方向在螺槽內(nèi)往復(fù)流動(dòng)，也是螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)螺棱的推擠作用和阻擋作用所造成的，僅限于在每個(gè)螺槽內(nèi)的環(huán)流，對(duì)總的擠出生產(chǎn)率影響不大，但對(duì)于物料的熱交換、混合和進(jìn)一步的均勻塑化影響很大。

(4)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)頭和口模等對(duì)物料的阻力所產(chǎn)生的反壓流功。9.分析擠出成型時(shí)，螺桿均化段末端黏流態(tài)物料的壓力與哪些因素有關(guān)？

10.各種擠出成型制品的生產(chǎn)線(xiàn)由各自的主、輔機(jī)組成，請(qǐng)歸納它們的工藝過(guò)程，用框圖表示

11.塑料薄膜擠出生產(chǎn)工藝方法有哪幾種？簡(jiǎn)要分析各種方法的工藝特點(diǎn)。不同成型方法所得的塑料薄膜性能有何不同的特點(diǎn)及應(yīng)用情況如何？

12．管材擠出的工藝過(guò)程是什么？擠出管材如何定徑？

答：管材擠出的基本工藝是：由擠出機(jī)均化段出來(lái)的塑化均勻的塑料，經(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)、粗濾器而達(dá)分流器，并為分流器文架分為若干支流，離開(kāi)分流器文架后再重新匯合起來(lái)，進(jìn)入管芯口模間的環(huán)形通道，最后通過(guò)口模到擠出機(jī)外而成管子，接著經(jīng)過(guò)定徑套定徑和初步冷卻，再進(jìn)入冷卻水槽或具有噴淋裝臵的冷卻水箱，進(jìn)一步冷卻成為具有一定口徑的管材，最后經(jīng)由牽引裝臵引出并根據(jù)規(guī)定的長(zhǎng)度要求而切割得到所需的制品。

管材擠出裝臵由擠出機(jī)、機(jī)頭口模、定型裝臵、冷卻水槽、牽引及切割裝臵等組成，其中擠出機(jī)的機(jī)頭口模和定型裝臵是管材擠出的關(guān)鍵部件。

管材擠出后，溫度仍然很高，為了得到準(zhǔn)確的尺寸和幾何形狀以及表面光潔的管子，應(yīng)立即進(jìn)行定徑和冷卻，以使其定型。

外徑定型是使擠出的管子的外壁與定徑套的內(nèi)壁相接觸而起定型作用的，為此，可用向管內(nèi)通入壓縮空氣的內(nèi)壓法或在管子外壁抽真空法來(lái)實(shí)現(xiàn)外徑定型。

內(nèi)壓法進(jìn)行外徑定型的定徑套如圖所示。定型時(shí)，可通過(guò)分料筋的孔道通入一定壓力的壓縮空氣(一般為0.05--0.3MPa表壓)。并在擠出的管端或管內(nèi)封塞。定徑套的外壁為夾套，內(nèi)通冷卻水以冷卻管子，經(jīng)定徑后的管子離開(kāi)定徑套時(shí)不再變形。

第九章

1.何謂注射成型，它有何特點(diǎn)？請(qǐng)用框圖表示一個(gè)完整的注射成型工藝過(guò)程。

答：塑料的注射成型又稱(chēng)注射模塑，或簡(jiǎn)稱(chēng)注塑，是塑料制品成型的重要方法。目前注射制品約占塑料制品總量的30%。在工程塑料中有80%是采用注射成型。

注射成型是間歇生產(chǎn)過(guò)程，除了很大的管、棒、板等型材不能用此法生產(chǎn)外，其他各種形狀、尺寸的塑料制品都可以用這種方法生產(chǎn)。它不但常用于樹(shù)脂的直接注射，也可用于復(fù)合材料、增強(qiáng)塑料及泡沫塑料的成型，也可同其他工藝結(jié)合起來(lái)，如與吹脹相互配合而組成注射—吹塑成型。

塑料的注射成型是將粒狀成粉狀塑料加入到注射機(jī)的料筒，經(jīng)加熱熔化呈流動(dòng)狀態(tài)，然后在注射機(jī)的柱塞或移動(dòng)螺桿快速而又連續(xù)的壓力下，從料簡(jiǎn)前端的噴嘴中以很高的壓力和很快的速度注入到閉合的模具內(nèi)。充滿(mǎn)模腔的熔體在受壓的情況下，經(jīng)冷卻（熱塑性塑料）或加熱(熱固性塑料)固化后，開(kāi)模得到與摸具型腔相應(yīng)的制品。

2.塑料擠出機(jī)的螺桿與移動(dòng)螺桿式注射機(jī)的螺桿在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和各自的成型作用上有何異同？

答：注射螺桿與擠出螺桿在結(jié)構(gòu)上有如下區(qū)別： 1)注射螺桿的長(zhǎng)徑比較小，在10 15之間。2)注射螺桿壓縮比較小，在2 2.5之間。

3)注射螺桿均化段長(zhǎng)度較短，但螺槽深度較深，以提高生產(chǎn)率。為了提高塑化量，加料段較長(zhǎng)，約為螺桿長(zhǎng)度的一半。4)注射螺桿的頭部呈尖頭型，與噴嘴能很好的吻合。

注射螺桿起預(yù)塑化和注射作用，是間歇操作過(guò)程，它對(duì)物料的塑化能力、穩(wěn)定以及操作連續(xù)性等要求沒(méi)有擠出螺桿那么嚴(yán)格。

注射機(jī)的螺桿功能為加料、輸送、塑化和注射；而擠出機(jī)的螺桿功能則是加料、輸送、塑化和擠出。

注射機(jī)螺桿的運(yùn)動(dòng)方式為：旋轉(zhuǎn)、軸向運(yùn)動(dòng)；而擠出機(jī)的螺桿運(yùn)動(dòng)方式為旋轉(zhuǎn)。

注射機(jī)的螺桿頭部為尖頭；而擠出機(jī)的螺桿頭部為圓頭、平頭。3.請(qǐng)從加熱效率出發(fā)，分析柱塞式注射機(jī)上必須使用分流梭的原因。

答：分流梭裝在料筒前的中心部分，是兩端錐形的金屬圓錐體，形如魚(yú)雷，因此也叫魚(yú)雷頭。分流梭的作用是將料筒內(nèi)流經(jīng)該處的料成為薄層，使塑料流體產(chǎn)生分流和收斂流動(dòng)，以縮短傳熱導(dǎo)程。既加快了熱傳導(dǎo)，也有利于減少或避免塑料過(guò)熱而引起的熱分解現(xiàn)象。同時(shí)，塑料熔體分流后，在分流梭與料簡(jiǎn)間隙中流速增加，剪切速度增大，從而產(chǎn)生較大的摩擦熱，料溫升高，粘度下降，使塑料得到進(jìn)一步的混合塑化，有效提高柱塞式注射機(jī)的生產(chǎn)率及制品質(zhì)量。

柱塞式注射機(jī)必須采用分流梭，移動(dòng)螺桿式注射機(jī)的塑化效果好，不采用分流梭。

4.注射機(jī)的噴嘴有哪幾種類(lèi)型？各適合何種聚合物材料的注射成型？

答：在料筒的前部，是連接料筒和塑模的通道，其作用是引導(dǎo)塑化料從料筒進(jìn)入棋具，并使有一定的射程。噴嘴的內(nèi)徑一般都是自進(jìn)口逐漸向出口收斂，以便與模具緊密接觸，由于噴嘴的內(nèi)徑不大，當(dāng)塑料通過(guò)時(shí)，流速增大，剪切速度增加，能使塑料進(jìn)一步塑化。熱塑性塑料的注射噴嘴類(lèi)型很多，結(jié)構(gòu)各異，使用最普遍的有如下三種形式：

1)通用式噴嘴：是最普遍的形式，制造方便，無(wú)加熱裝臵，注射壓力損失小，常用于聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯及纖維素等的注射成型。2)延伸式噴嘴：是通用式噴嘴的改進(jìn)型，制造方便，有加熱裝臵，注射壓力降較小，適用于有機(jī)玻璃、聚甲醛、聚砜、聚碳酸酯等高粘度樹(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，注射壓力降較大，較適用于尼龍、滌綸等熔體粘度較低的塑料注射。

5.以柱塞式注射機(jī)成型聚丙烯制品時(shí)，注射機(jī)料筒的加熱效率為0.8，如果聚丙烯預(yù)熱溫度50℃，注射料溫230℃，注射機(jī)的料筒最高溫度應(yīng)控制幾度？ 答：

T?TOE?,TO?50℃,T?230,E?0.8,代入得TW?275℃Tw?TO

6.試分析注射成型中物料溫度和注射壓力之間的關(guān)系，并繪制成型區(qū)域示意圖。

答：在同一塑料的摩擦因數(shù)和熔融黏度是隨料筒溫度和模具溫度而變動(dòng)的，故注射壓力與料溫是相互制約的，料溫高時(shí)，注射壓力減??；反之，所需注射壓力加大。

7.保壓在熱塑性塑料注射成型過(guò)程中的作用是什么？保壓應(yīng)有多少時(shí)間？何謂凝封？

答：保壓階段。是熔體充滿(mǎn)模腔時(shí)起至柱塞或螺桿撤回時(shí)為止的一段時(shí)間。在這段時(shí)間內(nèi)，塑料熔體會(huì)因受到冷卻而發(fā)生收縮，柱塞或螺桿需保持對(duì)塑料的壓力，使模腔中的塑料進(jìn)一步得到壓實(shí)，同時(shí)料筒內(nèi)的熔體會(huì)向模腔中繼續(xù)流入以補(bǔ)足因塑料冷卻收縮而留出的空隙。隨模腔內(nèi)料溫下降，模內(nèi)壓力也因塑料冷卻收縮而開(kāi)始下降。保壓時(shí)間一般約20-100s，大型和厚制品可達(dá)2-5min。塑料注射充模保壓時(shí)，澆注系統(tǒng)的熔體先行冷卻硬化的現(xiàn)象叫“凝封”，凝封可防止模腔內(nèi)尚未冷卻的熔體向噴嘴方向倒流。8.試述晶態(tài)聚合物注射成型時(shí)溫度（包括料溫和模溫）對(duì)其結(jié)晶性能和力學(xué)性能的影響。

答：料筒的溫度的高低主要決定與塑料的性質(zhì)，必須把塑料加熱到黏流溫度（Tf）或熔點(diǎn)以上，但必須低于其分解溫度。？？？？？不會(huì) 模具溫度不但影響塑料充模時(shí)的流動(dòng)行為，而且影響制品的物理機(jī)械性能和表觀質(zhì)量。實(shí)際上冷卻速度的大小取決于塑料熔體溫度(Tm)與冷卻介質(zhì)溫度(Tc)的溫差；當(dāng)Tc＜Tg為驟冷，Tc≈Tg為中速冷，Tc＞Tg為緩冷。結(jié)晶型塑料注射入模具后，將發(fā)生相轉(zhuǎn)變，冷卻速率將影響塑料的結(jié)晶速率。緩冷，即模溫高，結(jié)晶速率大，有利結(jié)晶，能提高制品的密度和結(jié)品度，制品成型收縮性較大，剛度大，大多數(shù)力學(xué)性能較高，但伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度下降；反過(guò)來(lái)，驟冷所得制品的結(jié)晶度下降，韌性較好。但驟冷不利于大分子的松弛過(guò)程，分子取向作用和內(nèi)應(yīng)力較大。中速冷塑料的結(jié)晶和取向較適中，是用得最多的條件。實(shí)際生產(chǎn)中用何種冷卻速度，還應(yīng)按具體的塑料性質(zhì)利制品的使用性能要求來(lái)決定。、9．聚丙烯和聚苯乙烯注射成型時(shí)，考慮到產(chǎn)品的性能和生產(chǎn)效率，它們的模具溫度應(yīng)分別控制在哪個(gè)溫度范圍最適宜？為什么？（PP：Tg＝－10℃左右，PS：Tg＝80℃左右）

答：聚丙烯的結(jié)晶能力較強(qiáng)，提高模具溫度有助于改善熔體在模內(nèi)的流動(dòng)性，減小內(nèi)應(yīng)力和分子的定向作用，增強(qiáng)制件的密度和結(jié)晶度甚至能夠提前脫模；但制件的冷卻時(shí)間、收縮率和脫模后的翹曲變形將增大。制品結(jié)晶度的增加，制件的表面粗糙度值也會(huì)隨之減小。綜合考慮PP 模具溫度Tc>Tg，生產(chǎn)上常用溫度為40-90℃

無(wú)定形塑料注射充模后無(wú)相轉(zhuǎn)變，故模溫高低主要影響充模時(shí)間長(zhǎng)短，較低的模溫，冷卻快，生產(chǎn)效率提高。PS 熔融黏度較低，采用偏低的模溫Tc

11．試分析注射成型過(guò)程中快速充模和慢速充模各有什么利弊。

答：充模速度↑，物料受剪切↑，生熱↑，T ↑，黏度下降，充模壓力↑，充模順利，能提高制品的熔接縫強(qiáng)度，生產(chǎn)周期縮短；但速度↑↑，料流為湍流，嚴(yán)重時(shí)引起噴射用，卷入空氣，可引起塑料局部燒傷及分解，使制品不均勻，內(nèi)應(yīng)力較大表面常有裂紋。慢速充模時(shí)，熔體以層流狀態(tài)流動(dòng)，順利將模腔內(nèi)的空氣排出，制品質(zhì)量較均勻；但充模過(guò)慢，會(huì)使熔體在流道中冷卻降溫，引起黏度提高，流動(dòng)性下降，引起充模不全，并出現(xiàn)分層和結(jié)合不好的熔接痕，影響制品強(qiáng)度和表面質(zhì)量。

12.簡(jiǎn)述熱固性塑料和橡膠的注射成型原理。答：熱固性塑料注射成型原理：其主要組分是線(xiàn)型或帶有支鏈的低分子量聚合物，而且聚合物分子鏈上存在可反應(yīng)的活性基團(tuán)，因此，熱固性塑料受熱成型過(guò)程中不僅發(fā)生物理狀態(tài)的變化，而且還發(fā)生不可逆的化學(xué)變化。加進(jìn)料筒內(nèi)的熱固性塑料受熱轉(zhuǎn)變?yōu)轲ち鲬B(tài)，而成為具有一定流動(dòng)性的熔體，但有可能因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使黏度升高，甚至交聯(lián)硬化為固體。所以為了便于注射成型能順利進(jìn)行，要求成型物料首先在溫度相對(duì)較低的料筒內(nèi)預(yù)塑化到半熔融狀態(tài)，注入高溫模腔后繼續(xù)加熱，物料就通過(guò)自身反應(yīng)基團(tuán)或反應(yīng)活性點(diǎn)與加入的固化劑作用，經(jīng)一定時(shí)間的交聯(lián)固化反應(yīng)，使線(xiàn)性樹(shù)脂逐漸變成體型結(jié)構(gòu)。

橡膠的注射成型原理：橡膠注射成型是將膠料通過(guò)注射機(jī)進(jìn)行加熱，然后在壓力作用下從機(jī)筒注入密閉的模型中，經(jīng)熱壓硫化而成為制品的生產(chǎn)方法，其注射模具是直接裝在注射機(jī)上，生產(chǎn)時(shí)將帶狀膠料喂入加料口，經(jīng)預(yù)熱、塑化后由注射機(jī)的螺桿或柱塞直接注入模型就地硫化。