高分子材料成型加工原理復(fù)習(xí)題及答案

高價(jià)子材料加工成型原理考試復(fù)習(xí)資料考試題型.填空題〔25*1〕.選擇題〔10*2〕.名詞解釋〔5*3〕.解答題〔5*6〕.論述題〔1*10〕可擠壓性是指聚合物通過擠壓作用是獲得形狀和保持形狀的能力?？蓴D壓性主要取決于熔體的剪切粘度和拉伸粕度。熔融指數(shù)是評(píng)價(jià)熱塑性聚合㈱特殊是聚烯煌的擠壓性的一抻簡(jiǎn)單而實(shí)用的方法，它是在熔融指數(shù)儀中涮定的?？赡Ｋ苄允侵覆牧显跍囟群蛪毫ψ饔孟滦巫兒驮谀＞咧心Ｖ瞥尚偷哪芰Α？赡Ｋ苄灾饕Q于材料的流變性，熱性質(zhì)和其它物理力學(xué)性質(zhì)。聚合物的可延性取決于材料產(chǎn)生塑性形變的能力和應(yīng)變硬化能力作肌由于松弛過程的存在，材料的形變必然落后于應(yīng)力的變化，聚合物對(duì)外力噌應(yīng)的這種滯后現(xiàn)象稱為滯后效應(yīng)或者彈性滯后。聚合物熔體的流變行為按作用力可分為剪切流動(dòng)、拉伸流丸均相成核又稱散現(xiàn)成核，是清純的聚合枷中由于熱起伏而自發(fā)的生成晶核的過程，過程中晶核的密度能連續(xù)上升。異相成核又稱瞬時(shí)成核是不清純的聚合物中*些物質(zhì)起晶核作用成為結(jié)晶中心，引起晶體生長過程，過程中晶核密度不發(fā)生變化。在Tg?Tm溫度圍，常對(duì)制品發(fā)展熱處理以加速聚合物的二次結(jié)晶或者后結(jié)晶的過程，熱處理為一松地過程，通過適當(dāng)?shù)募訜崮艽偈箖r(jià)子鏈段加速重排以提高結(jié)晶度和使晶體構(gòu)造趨于完善。通常熱處理的溫度控制在聚合物最大結(jié)晶速度的溫度Tma*o塑料成型加工普通包括原料的配制和準(zhǔn)備、成型及制品后加工等幾個(gè)過程?；旌线^程普通是靠擴(kuò)散、對(duì)流、剪切三種作用來完成。衡量其混合效果需從物料的分散程度和組成的均勻程度兩方面來考慮。最常見的螺桿直徑為45?150毫米。長徑比L/D普通為18?25o壓縮比是螺桿加料段最初一個(gè)螺槽容積于蚪化段最后一個(gè)螺槽容枳之比，表示塑料通過螺桿全長圍時(shí)被壓縮的倍數(shù),壓縮比愈大塑料受到的擠壓作用愈大。根據(jù)物料的變化特征可將螺桿分為加料段、壓縮段和現(xiàn)化段。鎖模機(jī)構(gòu)在啟閉模具的各階段的速度都不一樣的，閉合時(shí)應(yīng)

先快后慢，開啟時(shí)則應(yīng)先慢后快再轉(zhuǎn)慢。利用本身特定形狀，使塑料或者聚合物成型為具有一定形狀和尺寸的制品的工具稱模具。澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從噴嘴進(jìn)入型腔前的流道局部，包括主流道、分流道、澆口等。完成一次注射成型所需的時(shí)間稱注射周期或者稱總周期。壓制成型的加料方法可以分為分量法、容量法、計(jì)數(shù)法。別離力與輪筒的半徑、長度和速度成正比，而和松間距稱反比。通常可將輪筒設(shè)計(jì)和加工成略帶腰鼓型，或者調(diào)整兩機(jī)筒的軸，使其穿插一定角度或者加預(yù)應(yīng)力，就能在一定程度上抑制或者減輕制離力的有害作用，提高壓延制品厚度的均勻性。在壓延過程中，熱塑性塑料由于受到很大的剪切應(yīng)力的作用，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)械性能上浮現(xiàn)各向異性，這種現(xiàn)像稱18延效應(yīng)。壓延效應(yīng)的大小，受壓延溫度、轉(zhuǎn)速、供料厚度和枷料性能等的影響,升溫或者增加壓延時(shí)間，均可濾輕壓延效應(yīng)o壓延機(jī)的二輪用于橡膠或者pvc的塑煉，三粒用于橡膠，111塑料；固定倒數(shù)第二稅。111塑料；固定倒數(shù)第二稅。大造革就是以布或者紙為基體,在其上覆以聚氯乙烯糊的一大造革就是以布或者紙為基體,在其上覆以聚氯乙烯糊的一種復(fù)合材料。在一定條件下將片、板、棒等塑料型材通過再次加工成型為制品的方法，稱為二次成型法。二次成型包括：中空吹塑成型、熱成型、取向薄膜的拉伸等。中空收蟹成型是將擠出或者注射成型的塑料管壞或者型如趁熱于半熔融的類橡腋狀時(shí)，置于各種形狀的模具中，并即時(shí)在管壞人壓縮空氣將其吹脹，使其緊貼于模腔壁上成型,經(jīng)冷卻脫模后即得中空制品。拉幅薄膜熱定型的目的：⑴消除應(yīng)力〔2〕降低收縮率〔3〕改善性能。1、簡(jiǎn)述離模膨脹的含義、原因及主要戢響因素。笞：定義：被擠出的聚合枷熔體斷面積遠(yuǎn)比口模斷面積大的現(xiàn)象。離模膨脹比定義為充分松弛的擠出㈱直徑d與口模直徑D之比。圓形口模的離模膨脹比為：B=d/D或者B，=d2/D2=B2原即a、取向效應(yīng)b、彈性變形效應(yīng)c、正應(yīng)力效應(yīng)影響因素:1）長徑比一定，B隨剪切速率增加而增大。在熔體破裂臨界剪切速率之前有最大值Bma*,而后下降；2）低于出之下，B隨工增加而增大。高于出時(shí)，B值則下降3）在低于臨界xc的一定的剪切速率下，B隨溫度升高而降低；4）剪加速率恒定，B隨長徑比L/D的增大而降低。L/D超過*—數(shù)值時(shí)，B為常數(shù)。5）離模膨脹比隨熔體在口模停留時(shí)間呈指數(shù)關(guān)系地減少。6）離模膨脹比隨聚合物的品種和構(gòu)造不同而異。線性、柔性聚合物位阻低，松弛時(shí)間短，B值?。缓投却?，份子量高，分布窄,非牛頓性強(qiáng),松緩和慢，B值大。2、為什么要對(duì)一些成型㈱料發(fā)展〔枯燥〕預(yù)處理.舉例說明，并列出工藝條件。答：水分以色g它低價(jià)子物的存在，一方面因其在塑料的成型溫度下會(huì)揮發(fā)成氣體，從而造成制品外表缺乏光澤和出現(xiàn)氣泡與銀絲等外觀缺餡;另一方面有可能促使聚合物大現(xiàn)氣泡與銀絲等外觀缺餡;另一方面有可能促使聚合物大份子在高溫下發(fā)生降解或者交聯(lián)反響，其結(jié)果不僅會(huì)使塑料熔體的粕度改變，給成型工藝控制帶來艱難，而且對(duì)制品的力學(xué)性能和電性能等也會(huì)產(chǎn)生不利的影響。各種熱塑性塑料成型時(shí)的允許含水量很不一樣。普通來說，成型溫度較高而且在高溫下較容易發(fā)生水解的塑料，其允許含水量就比較低;反之，允許含水量就比較高。例如,PC的成型溫度高達(dá)30(rc,因大份子鋌中有酯鍵，高溫下的水解穩(wěn)定性差，粒料的含水量大于0.02%就很難成型，而且隨含水量的增加，其制品外觀和沖擊強(qiáng)度明顯下降;而PS由于成型溫度不超過200℃,且大份子鏈中無易水解基團(tuán)，故在其粒料含水量高達(dá)0.5%時(shí)仍可顏利成型。PC枯燥的工藝條件:循環(huán)鼓風(fēng)枯燥，溫度110。&時(shí)間:12h,料層厚度25?50mm。3、在生產(chǎn)硬聚氯乙烯管材時(shí)，物料經(jīng)擠出塑化后，由機(jī)頭擠出后，緊接著發(fā)展什么工序，說明此工序的作用，該工序是如何影響管材質(zhì)量的.答：緊接著發(fā)展冷卻定型工序，它的作用是將從口模擠出的物料的形狀和尺寸發(fā)展精整，并將它皿定下來，從而得到具有更為準(zhǔn)確的截面形狀、外表光亮的制品；影響:定型裝置的外表的粗糙度直接影響管材的外觀質(zhì)量,定型裝置徑尺寸決定了管材外徑尺寸精度。真空度太小，吸管不緊影響尺寸和外表，真空度太大，牽引艱難，不能正常生產(chǎn)。4、.什么說物料的初始溫度過高，對(duì)加料段的固體輸送能力不利.答：㈱料的初始溫度過高，易形成架橋，進(jìn)料不暢，嚴(yán)重時(shí)不能進(jìn)料。此外，高聚枷與金屬的磨擦因數(shù)是溫度的函數(shù)，過高降低了物料與料筒的磨擦因數(shù)，降低了固體輸送能力。5、為什么在一種設(shè)備上螺桿轉(zhuǎn)速〔n〕不能過高.并且靠增加轉(zhuǎn)速來提高生產(chǎn)率也是有限度的.答：隨著轉(zhuǎn)速的增加，㈱料所受到的剪切作用加大，即剪切速率增大，因?yàn)榇蠖鄶?shù)聚合枷都是假塑性流體，因此，iYt,nl,則漏流t,逆流t,所以，當(dāng)轉(zhuǎn)速高到一定程度時(shí)，漏流和逆流對(duì)產(chǎn)量的影響就不能忽略了。在實(shí)際生產(chǎn)中，也不能靠提高螺桿的轉(zhuǎn)速無限制的增加生產(chǎn)能力，隨n不斷提高，剪切速率到達(dá)一定圍后，就會(huì)浮現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象。也就是說，對(duì)n的提高，限制性的因素就是是否浮現(xiàn)了熔體破裂。經(jīng)以上可論，可知，隨n的提高，可以提高生產(chǎn)率，但n的提高是有限制的。6、在模壓成型過程中，為什么要采取預(yù)熱操作.預(yù)熱有哪些設(shè)備.咨：模壓前對(duì)塑料發(fā)展加熱具有預(yù)熱和枯燥兩個(gè)作用，前者為了提高料溫，后者為了去除水分和其他揮發(fā)物。作用：①能加快塑料成型時(shí)的固化速度，縮悔成型時(shí)間；②提高塑料流動(dòng)性，增進(jìn)固化的均勻性，提高制品質(zhì)量，降低廢品率；③可降低模壓壓力，可成型流動(dòng)性差的塑料或者較大的制品?！差A(yù)熱：15?20mpa,未預(yù)熱：30+5mpa]預(yù)熱段備：①電熱板加熱；②煥箱加熱；③紅外線加熱；④高速加熱等。7、在模壓成型過程中，為什么要采取預(yù)壓操作.預(yù)壓有那些設(shè)備.預(yù)壓就是在室溫下將松散的粉狀或者纖維狀的熱固性模塑料壓成價(jià)量一定，形狀規(guī)則的型環(huán)的工序。預(yù)壓作用：①加料快、準(zhǔn)確、無粉塵;②降低壓縮率，可減少模具裝料室和模具高度；③預(yù)壓料嚴(yán)密，空氣含量少，傳熱快，又可提高預(yù)熱溫度，從而縮短了預(yù)熱和固化的時(shí)間，制品也不易浮現(xiàn)氣泡；④便于成型較大或者帶有精細(xì)嵌件的制品o預(yù)壓的段備是預(yù)壓機(jī)和壓模。8、壓延效應(yīng)產(chǎn)生的原因及減小的方法是什么.答：產(chǎn)生的原因：在壓延過程中，熱塑性塑料由于受到很大的剪切應(yīng)力和拉伸應(yīng)力作用，因此高聚物大份子會(huì)沿著壓延方向作定向羅列，以至制品在物理機(jī)械性能上浮現(xiàn)各向異性，即壓延效應(yīng)。減小的方法：物料溫度適當(dāng)提高，可以提高其蟹性，加強(qiáng)大份子的運(yùn)前，破壞其定向羅列，可降低壓延效應(yīng)；降低粒筒轉(zhuǎn)速，則壓延時(shí)間增加，壓延效應(yīng)降低；粒筒存料量少，壓延效應(yīng)也降低；增加制品的厚度，可減小壓延效應(yīng)；盡量不使用各向異性的配合劑,壓延后緩慢冷卻,有利于取向份子松噌,也可降低壓延效應(yīng)。9.什么色大造革，簡(jiǎn)述其用壓延法生產(chǎn)的工藝流程，并用示意圖表示。I：大造革是以布、紙或者玻璃布為基材，在其上段以和流態(tài)塑料〔如PVC、PU〕的一種復(fù)合材料。以壓延法生產(chǎn)大造革時(shí)，基材應(yīng)先經(jīng)預(yù)熱，同時(shí)粕流態(tài)蟹料可先經(jīng)擠壓蟹化或者機(jī)壓塑化再隈于壓延機(jī)的進(jìn)料機(jī)上，通過混筒的擠壓和加熱作肌使塑料與基材嚴(yán)密結(jié)合，再經(jīng)壓花、冷卻、加邊和卷取而得制品。以下圖為四機(jī)壓延機(jī)生產(chǎn)人造革示意圖〔擦腋法〕。五、論述題1、論述注射成型的工藝過程。答:按其先后順序主要包括:1）成型前的準(zhǔn)備。①原料性能的了解，主要指熱性能、流變性能、壓縮率、吸濕性、細(xì)度、均勻度等；②原料的預(yù)處理，主要指原料的枯臊、著色等；③料筒的清洗，在更換原料、調(diào)換顏色或者發(fā)現(xiàn)正在加工中的塑料有一定降解現(xiàn)象浮現(xiàn)時(shí)，就需要對(duì)料筒發(fā)展清洗④前件預(yù)熱;⑤脫模劑的選擇,I.硬脂酸鋅：不合用于PA。II.白油〔液體石蠟］：對(duì)PA效果好,體石蠟］：對(duì)PA效果好,還可防止空隙。III.硅油:效果好，但價(jià)格高，使用麻煩〔需配甲未溶液〕。2）注射過程。具體過程為:①加料塑化塑料粒子參加到料筒中，通過加熱逐漸變成熔體〔柱塞式〕，或者沿螺桿槽向前挪移，通過料筒外的加熱及螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)塑料產(chǎn)生的磨擦熱逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿垠w。②充?！沧⑸洹持蛘咿抟坡輻U把塑料均勻的熔體推向料筒前端，經(jīng)過噴嘴及模具澆注系統(tǒng)注入并充滿模具的型腔。③保壓充滿之后，柱塞或者揶移螺桿仍保持施壓狀態(tài)，使噴嘴的熔體不斷充實(shí)型腔，以確保不缺料。另可使大份子進(jìn)一步松地〔因有滯后〕。④梃封在澆注系統(tǒng)里的熔體〔體積出制品小的多〕先行冷卻硬化，模腔還未冷卻固化的熔體就不會(huì)向噴嘴方向倒流，這一現(xiàn)象叫柵封。腐封則保壓完畢，可退螺桿和注塞。同時(shí)下一周期的加科塑化開場(chǎng)。⑤冷卻保壓完畢，同時(shí)對(duì)模具制品發(fā)展冷卻、固化，普通冷卻到塑料的玻璃態(tài)或者結(jié)晶態(tài)。⑥脫模3）制品的后處理。主要指退火和調(diào)濕處理。退火是將制品放在一定溫度的加熱介質(zhì)〔熱水、熱油等〕或者熱空氣循環(huán)箱中靜置一段時(shí)間，然后緩慢冷至室溫，消除制品在加工過程中產(chǎn)生的復(fù)雜應(yīng)力。調(diào)濕處理是將剛出模的熱制品放入熱水中放置一段時(shí)間。主要是為了防止氧化變色〔放入熱水中，嗝絕氧〕;加快得到吸濕平衡，穩(wěn)定制品尺寸；適量水分對(duì)PA等有增塑作用o可以改善柔性、韌性、拉伸強(qiáng)度等性能。2、論述塑料的一次成型和二次成型的聯(lián)系和區(qū)別，并舉例說明。答：一次成型是通過加熱使塑料處于枯流態(tài)的條件下，經(jīng)過流動(dòng)、成型和冷卻硬化〔或者交聯(lián)而將塑料制成各形狀的產(chǎn)品的方法。一次成型包括擠出成型、注射成型、流動(dòng)、成型和冷卻硬化〔或者交聯(lián)而將塑料制成各形狀的產(chǎn)品的方法。一次成型包括擠出成型、注射成型、模壓成型、壓延成型等，成型制品從簡(jiǎn)單到極復(fù)雜形狀和尺寸精細(xì)的制品，應(yīng)用廣泛，絕大多數(shù)塑料制品是從通過一次成型法制得的。二次成型是招一次成型所得的片、管、板等塑料型材，加熱使其處于類橡膠狀態(tài)，通過外力作用使其形變而成里為各抻簡(jiǎn)單形狀，再經(jīng)冷卻