高分子課后習(xí)題答案

1、文檔從網(wǎng)絡(luò)中收集，己重新整理排版.word版本可編輯.歡迎下載支持.高分子材料加工成型原理課后練習(xí)題參考答案2015-1-4整理：二專業(yè)O學(xué)渣Oword版本可編輯.歡迎下載支持.材料科學(xué)與工程學(xué)院文檔從網(wǎng)絡(luò)中收集，己重新整理排版.word版本可編輯.歡迎下載支持.第一章1、請用粘彈性的滯后效應(yīng)相關(guān)理論解釋塑料注射成型制品的變形收 縮現(xiàn)象以及熱處理的作用。答：（1）粘彈性滯后效應(yīng)是指在外作用力下，聚合物分子鏈由于跟不上外力作用速 度而造成的形變總是落后于外力作用速度的效應(yīng)。（2）當注射制件脫模時大分子的形變并非已經(jīng)停止，在貯存和使用過程中，大 分子重排運動的發(fā)展，以致密度增加，體積收縮。（3）在

2、TgTf溫度范圍對成型制品進行熱處理，可以縮短大分子形變的松弛時 間，加速結(jié)晶聚合物的結(jié)晶速度，使制品的形狀能加快的穩(wěn)定下來。2、比較塑性形變和粘彈性形變的異同點。答：同：都是不可逆變形。異：（1）溫度區(qū)間不同，塑性形變溫度區(qū)間為TgTf；粘性形變溫度區(qū)間為 Tf以上。（2）作用力和時間不同，塑性形變需較大外力和較長時間；粘性形變要 很小的外力和瞬時。塑性形變粘性形變溫度區(qū)間Tg TfTf以上作用力和時間較大外力和較長 時間很小的外力和瞬 時3、什么是聚合物的力學(xué)三態(tài)，各自的特點是什么？各適用于什么加工方法？答：玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)稱為聚合物的力學(xué)三態(tài)。（1）玻璃態(tài)：聚合物模量高，形變小，故

3、不宜進行大形變的成型加工。適用： 二次加工（2）高彈態(tài)：產(chǎn)生較大的可逆形變；聚合物粘性大，且具有一定的強度。適用： 較大變形的成型工藝。（3）粘流態(tài)：很大的不可逆形變；熔體黏度低。適用：流動性要求較高的成型 加工技術(shù)。2word版本可編輯,歡迎下載支持.文檔從網(wǎng)絡(luò)中收集，己重新整理排版.word版本可編輯.歡迎下載支持.第二章1、的流變行為特征。公)圖2-3不同類型流體的流動曲線答：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, 不同處：它的流動只有當工高到一定程度后才開始。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

4、的增加而增加。也即切力增稠現(xiàn)象。2、怎么樣根據(jù)聚合物粘度的溫敏特性以及切敏特性選擇加工條件?答：（1）根據(jù)聚合物粘度的溫敏特性，當聚合物處于粘流溫度以上不寬的溫度范圍內(nèi)時，m的溫度作為加工條件。inlnAEJRT Andrade公式：選擇盡可能打當溫度包括從玻璃化溫度到熔點這樣打的溫度范圍時,用W.L.F方程:log 2 = log皿I膽總曲2般迎下載支持.+ （7 - 乙）文檔從網(wǎng)絡(luò)中收集，己重新整理排版.word版本可編輯.歡迎下載支持.計算溫度T時的年度選擇加工條件。（2）根據(jù)切敏特性，加工過程中，通過調(diào)整敏感參數(shù)來實現(xiàn)對粘度的有效控制。 對于粘度對剪切速率敏感的一類聚合物，通過調(diào)整熔體

5、剪切速率（或剪切力）來 改變?nèi)垠w粘度。3、影響聚合物粘度的因素分別有哪些？答：影響聚合物流變形為的主要因素有應(yīng)力、應(yīng)變速率、溫度、壓力和分子參數(shù) 和結(jié)構(gòu)、相對分子質(zhì)量及其分布、添加劑等。溫度對粘度的影響一般來講，Tt ,鏈段活動能力T ,自由體積T ,分子間相互作用J ,聚合物 熔體,流動性增大。壓力對粘度的影響一般來說：壓力T粘度T第三章1 .壓力流動、收斂流動、拖曳流動的定義及各自常見發(fā)生場合。壓力流動：在簡單的形狀管道中因受壓力作用而產(chǎn)生的流動。受力:壓力、剪切 力；聚合物成型時在管內(nèi)的流動多屬于壓力梯度引起的剪切流動。如注射時流 道內(nèi)熔體的流動。收斂流動：在截面積逐漸減小的流道中的流動

6、。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：在具有部分動件的流道中的流動。受力：拉伸力、剪切力，如在擠 出機螺槽中的聚合物流動以及線纜包覆物生產(chǎn)口模中。2 .用簡圖表示牛頓流體及非牛頓流體在圓管中的流動特征各是什么？答：牛頓流體在圓管中流動特征: 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，并呈直線關(guān)系。速住速度液體在圓形管道中的流動時具有拋物線型的速率分布；管中心處的速 率最大，管壁處為零，圓管中的等速線為一些同心圓。非牛頓流體流動的特征：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

7、正比，并呈直線關(guān)系。（與牛頓流體相同） 流體速度：對于膨脹性非牛頓液體速度分布曲線變得較為陡峭，n值愈 大，愈接近于錐形；對假塑性非牛頓液體（nVl）,分布曲線則較拋物線平坦；n 愈小，管中心部分的速度分布愈平坦，曲線形狀類似于柱塞。管中心處的速率最 大，管壁處為零，圓管中的等速線為一些同心圓。牛頓流體:非牛頓流體:（1）n值不同的流體在圓管的流速分布:lSword版本可編輯.歡迎下載支持.（2） n值不同的流體在圓管的剪切速率分布:（3） n值不同的流體在圓管的剪切力分布:文檔從網(wǎng)絡(luò)中收集，己重新整理排版.word版本可編輯.歡迎下載支持.強度下降、斷裂伸長率等韌性指標下降。b.結(jié)晶形態(tài)、晶

8、粒尺寸和數(shù)量也對制品的力學(xué)性能產(chǎn)生影響。細小而均勻的晶粒 結(jié)構(gòu)，制品綜合力學(xué)性能好。(3)結(jié)晶對熱及其它方面的影響a、結(jié)晶有利于提高制品的耐熱性，結(jié)晶度提高，耐熱性提高。b、結(jié)晶性聚合物，分子鏈排列規(guī)整、緊密，與無定形聚合物相比，能更好地阻 擋各種試劑的滲入，所以結(jié)晶度提高，耐溶劑性提高。c、結(jié)晶度提高，產(chǎn)品收縮率增加。3 .聚合物取向?qū)χ萍阅艿挠绊懹心男?？答：力學(xué)性能 單軸取向：取向方向上制品的拉伸屈服強度t,模量f,壓縮屈服強度I, 非晶聚合物斷裂伸長率t,結(jié)晶聚合物斷裂伸長率I;非取向方向上性能變化和 上述相反。 雙軸取向：兩個取向方向上制品的模量、抗拉強度和斷裂伸長率t,但取向 度小

9、的取向方向上的性能變化程度低于另一個方向上的。4.成型加工過程中如何避免聚合物的降解?答：嚴格控制原材料技術(shù)指標，使用合格原材料；(2)使用前對聚合物進行嚴格干燥；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)；在配方中考慮使用抗氧劑、穩(wěn)定劑等以加強聚合物對降解的抵抗能力。第五章9word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔從網(wǎng)絡(luò)中收集，己重新整理排版.word版本可編輯.歡迎下載支持.1、塑料制品中有哪些原材料和添加劑？其各自的作用？答：（1）原材料：聚合物或樹脂。添加劑：增塑劑、防老劑、填料、潤滑劑、著色劑、固化劑（2）作用增塑劑作用

10、: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作用:（1）抑制聚合物的降解作用：穩(wěn)定劑一一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 氧劑一一能代替易受氧化分解的聚合物與氧反應(yīng)，防止或推遲氧對聚合物的影響, 抑制聚合物的氧化。填料作用: 降低成本，減少聚合物消耗； 提高制品性能。潤滑劑作用:是減少分子之間、聚合物粒子之間、樹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，以改善加工流動和脫模性。著色劑作用:使制品獲得鮮艷的色彩，增進美觀。固化劑作用:使樹脂完成或加快交聯(lián)反應(yīng)的物質(zhì)。2、一般如何區(qū)分混合、捏合、塑煉這三種

11、混合過程?答：三個基本概念：混合：指粉狀固體物的混合。捏和：是指液體和粉狀（纖維狀）固體物料的浸漬與混合。塑煉：指塑性物料與液體或固體物料的混合?；旌虾湍蠛褪窃诘陀诰酆衔锏牧鲃訙囟群洼^緩和的剪切速率下進行的，混合 后的物料各組分本質(zhì)基本上沒有什么變化，而塑煉是在高于流動溫度和較強的剪 切速率下進行的，塑煉后的物料中各組分在化學(xué)性質(zhì)（分子量I、交聯(lián)）或物理 性質(zhì)上（粒度）會有所改變。3.分別指出理想的增塑劑和防老劑所具有的性質(zhì)。1、理想增塑劑：增塑劑和聚合物有良好的相容性2、塑化效率高3、低揮發(fā)性4、耐寒性好5、耐老化性好6、耐久性好7、電結(jié)緣性好8、具有難燃性能9、要求盡可能是無色、無臭、無味

12、、無毒10、耐霉菌性好11、配置增 塑劑糊的黏度穩(wěn)定性好12、良好耐化學(xué)藥品和耐污染性好13、價格低廉2、理想防老劑：防老效果高無著色性和污染性對硫化無影響揮發(fā)性小分散 性好、無水解性無毒、無臭第六章作業(yè)11 .簡述單螺桿擠出機的基本結(jié)構(gòu)，機頭和口模的組成部件。基本結(jié)構(gòu)主要包括：傳動裝置、加料裝置、料筒、螺桿、機頭與口模。螺桿的 主要參數(shù)：直徑、長徑比、壓縮比、螺距螺槽深度、螺旋角、桿筒間隙 機頭與 口模：主要組成：濾網(wǎng)、多孔板、分流器、模芯、口模和機頸等。2 .分析擠出機主要螺桿參數(shù)對加工過程的影響。（1）直徑（D）D t ,加工能力t o擠出機生產(chǎn)率8D2, D通常為30200mm；（2）

13、長徑比（L/D）（螺桿工作部分有效長度/直徑）：L/Dt ,改善物料溫度分布，有利于混合及 塑化，生產(chǎn)能力1;但L/D過大，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過小則塑化不良。L/D通常為1825：壓縮比A （螺桿加料段第一個螺槽與均化段最后一個螺槽的容積比）：壓縮比f,塑料受到的擠壓作用f; A通常為25；（4）螺旋角4 （螺紋與螺桿軸線的垂直面的夾角4）f ,生產(chǎn)能力f ,對塑料的剪切作用和擠壓力I。通常6=1030oo若用等距螺桿，螺距=直徑，則”=170414 螺槽深度（h）：hI ,剪切速率t ,傳熱效率t ,混合及塑化效率3生產(chǎn)率Io螺槽深度與物料的穩(wěn)定性有關(guān)

14、。對剪切比較敏感的塑料如PE, PA適合選擇 較淺的螺槽，對剪切速率不太敏感的塑料如PVC, PC等，應(yīng)選擇較深螺槽。3 .根據(jù)物料的變化特征可將螺桿分為幾個階段,它們各自的作用是什么？答：根據(jù)物料在螺桿中的變化特征將螺桿分為三個部分：加料段（I ）、壓縮段（H ）、均化段（1H）（1）加料段的作用：將料斗供給的料送往壓縮段，塑料在移動過程中一般保持 固體狀態(tài)，由于受熱而部分熔化。（2）壓縮段（遷移段）的作用：是壓實物料，使物料由固體轉(zhuǎn)化為熔融體，并排 除物科中的空氣。（3）均化段（計量段）的作用：是將熔融物料，定容（定量）定壓地送入機頭使其 在口模中成型。均化段的螺槽容積與加料一樣恒定不變。

15、4 .比較注塑螺桿和擠出螺桿在結(jié)構(gòu)上的主要差別。答：注塑螺桿和擠出螺桿在結(jié)構(gòu)上的主要差別：（1）注塑螺桿長徑比比擠出螺桿小;（2）注塑螺桿均化段螺槽深度比擠出螺桿深；（3）注塑螺桿壓縮比比擠出螺桿小;（4）注塑螺桿加料段長度比擠出螺桿長,而均化段長度比擠出螺桿短；（5）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)。（6）注塑螺桿只起預(yù)塑化和注射作用,對塑化能力、壓力穩(wěn)定性以及操作連續(xù) 性和穩(wěn)定性沒有擠出螺桿要求高。5 .分析注射壓力和速度對加工性能和制品性能的影響。（1）注射壓力：注射P t f充模速度3充模順利，p 1 ,性能3但內(nèi)應(yīng)力t o圖6-43注射壓力對塑料某些成型性能的

16、影響（2）注射速度：慢速注射順利排出空氣。速度過慢，產(chǎn)生熔接痕。低溫流動和較高的剪切應(yīng)力產(chǎn)生流動取向，影響制品強度和熱穩(wěn)定性?？焖俪淠?nèi)應(yīng)力小，制品的熔接強度同。充模過快，產(chǎn)生湍流、噴射，材料燒傷及分解，使制品質(zhì)量不均勻，表面 常有裂紋。作業(yè)2L壓延成型的原理是什么？答：將模塑料在已加熱到指定溫度的模具中，然后閉合模具加壓加熱，使物料熔 融流動并均勻地充滿模腔，在加熱加壓下經(jīng)過一定時間，使其發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)而變成 具有三維體型結(jié)構(gòu)的熱固性塑料制品。2.什么是壓延效應(yīng)？答：物料在壓延過程中，在通過壓延*昆筒間隙時受剪切力作用，大分子作定向排 列，以致制品物理力學(xué)性能會出現(xiàn)縱、橫方向差異的現(xiàn)象，即沿片材縱向（沿著 壓延方向）的拉伸強度大、伸長率小、收縮率大；而沿片材橫向（垂直于壓延方向） 的拉伸強度小、伸長率大、收縮率小。這種縱橫方向性能差異的現(xiàn)象就叫做壓延效應(yīng)。（壓延效應(yīng)產(chǎn)生的原因及消除方法產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要是由于高分子鏈及針狀或片狀的填料粒子，經(jīng)壓 延后產(chǎn)生了取向排列。壓延效應(yīng)消除的方法是提高溫度、降低壓延速度O）第七章1 .分析一次成型和二次成型的異同。一次成型：通過加熱使塑料處于粘流態(tài)的條件下，經(jīng)過流動、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：將一次成型所得的片、管、板等塑料成品，加熱使其處于