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成型加工原理


1 全国注册建筑师、建造师考试 备考资料历年真题考试心得模拟试题 高分子材料加工成型原理考试复习资料 2 中空吹塑成型 、 热成型 、 取向薄膜的拉伸 等。 中空吹塑成型 是将挤出或注射成型的塑料管坯或型坯趁热于半熔融的类橡胶状时, 置于各种形状的模具中, 并即时在管坯中通入压缩空气将其吹胀, 使其紧贴于模腔壁上成型, 经冷却脱模后即得中空 制品。 拉幅薄膜热定型的目的: ( 1 ) 消除内应力 ( 2 ) 降低收缩率 ( 3 ) 改善性能 。 1 、简述离模膨胀的含义、原因及主要影响因素。 答:定义:被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大的现象。 离模膨胀比定义为充分松弛的挤出物直径 d 与口模直径 D 之比。圆形口模的离模膨 胀比为: B = d/D 或 B’ = d2/D2= B2 原因: a

、取向效应 b 、弹性变形效应 c 、正应力效应 影响因素: 1) 长径比一定, B 随剪切速率增加而增大。在熔体破裂临界剪切速率之前有最大值 Bmax ,而后下降; 2) 低于 τ c 之下, B 随 τ 增加而增大。高于 τ c 时, B 值则下降; 3) 在低于临界 ? c 的一定的剪切速率下, B 随温度升高而降低; 4) 剪切速率恒定, B 随长径比 L/D 的增大而降低。 L/D 超过某一数值时, B 为常数。 5)

离模膨胀比随熔体在口模内停留时间呈指数关系地减少。 6) 离模膨胀比随聚合物的品种和结构不同而异。线性、柔性聚合物位阻低,松弛时间短, B 值小;粘度大, 分子量高,分布窄,非牛顿性强,松弛缓慢, B 值大。 2 、为什么要对一些成型物料进行(干燥)预处理?举例说明,并列出工艺条件。 答: 水分以及其它低分子物的存在, 一方面因其在塑料的成型温度下会挥发成气体, 从而造成制品表面缺 乏光泽和出现气泡与银丝等外观缺陷; 另一方面有可能促使聚合物大分子在高温下发生降解或交联反应, 其结果不仅会使塑料熔体的粘度改变, 给成型工艺控制带来困难, 而且对制品的力学性能和 电性能等也会 产生不利的影响。 各种热塑性塑料成型时的允许含水量很不相同。 一般来说, 成型温度较高而且在高温下较容 易发生水解的 塑料,其允许含水量就比较低;反之,允许含水量就比较高。例如, PC 的成型温度高达 300℃,因大分子 链中有酯键,高温下的水解稳定性差,粒料的含水量大于 0.02 %就很难成型,而且随含水量的增加,其制 品外观和冲击强度明显下降;而 PS 由于成型温度不超过 200℃,且大分子链中无易水解基团,故在其粒料 含水量高达 0.5 %时仍可顺利成型。 PC 干燥的工艺条件 : 循环鼓风干燥 , 温度 110℃,时间 :12h ,料层厚度

25 ~ 50mm 。 3 、在生产硬聚氯乙烯管材时,物料经挤出塑化后,由机头挤出后,紧接着进行什么工序,说 明此工序的作 用,该工序是如何影响管材质量的? 答: 紧接着进行冷却定型工序, 它的作用是将从口模挤出的物料的形状和尺寸进行精整, 并将它们固定下 来,从而得到具有更为精确的截面形状、表面光亮的制品; 影响: 定型装置的内表面的粗糙度直接影响管材的外观质量, 定型装置内径尺寸决定了管材外径尺寸精度。 真空度太小,吸管不紧影响尺寸和表面,真空度太大,牵引困难,不能正常生产。 4 、为什么说物料的初始温度过高,对加料段的固体输送能力不利? 高分子材料加工成型原理考试复习资料 3 答:物料的初始温度过高,易形成架桥,进料不畅,严重时不能进料。 另外, 高聚物与金属的摩擦因数是温度的函数, 过高降低了物料与料筒的摩擦因数, 降低了固体输送能力。 5 、为什么在一种设备上螺杆转速( n )不能过高?并且靠增加转速来提高生产率也是有限度的? 答: 随着转速的增加, 物料所受到的剪切作用加大, 即剪切速率增大, 因为大多数聚合物都是假塑性流体, 因此,随 γ ↑, η ↓,则漏流↑,逆流↑,所以,当转速高到一定程度时,漏流和逆流对产量的影响就不 能忽略了。 在实际生产中,也不能靠提高螺杆的转速无限制的增加生产能力,随 n 不断提高,剪切速率达到一定范围

后,就会出现熔体破裂现象。也就是说,对 n 的提高,限制性的因素就是是否出现了熔体破裂。经以上讨 论,可知,随 n 的提高,可以提高生产率,但 n 的提高是有限制的。 6 、在模压成型过程中,为什么要采取预热操作?预热有哪些设备? 答:模压前对塑料进行加热具有预热和干燥两个作用,前者为了提高料温,后者为了去除水 分和其他挥发 物。 作用: ① 能加快塑料成型时的固化速度,缩短成型时间; ② 提高塑料流动性,增进固化的均匀性,提高制品质量,降低废品率; ③ 可降低模压压力,可成型流动性差的塑料或较大的制品。 (预热: 15 ~ 20 mpa ,未预热: 30 ± 5 mpa ) 预热设备:① 电热板加热;② 烘箱加热;③ 红外线加热;④ 高频加热等。 7 、在模压成型过程中,为什么要采取预压操作?预压有那些设备? 预压就是在室温下将松散的粉状或纤维状的热固性模塑料压成重量一定, 形状规则的型坯的 工序。 预压作用: ① 加料快、准确、无粉尘; ② 降低压缩率,可减少模具装料室和模具高度; ③ 预压料紧密,空气含量少,传热快,又可提高预热温度,从而缩短了预热和固化的时间,制 品也不易出 现气泡; ④

便于成型较大或带有精细嵌件的制品。 预压的设备是预压机和压模。 8 、压延效应产生的原因及减小的方法是什么? 答:产生的原因: 在压延过程中, 热塑性塑料由于受到很大的剪切应力和拉伸应力作用, 因此高聚物大分子会 沿着压延方向 作定向排列,以至制品在物理机械性能上出现各向异性,即压延效应。 减小的方法: 物料温度适当提高,可以提高其塑性,加强大分子的运动,破坏其定向排列,可降低压延效 应;降低辊筒 转速, 则压延时间增加, 压延效应降低; 辊筒存料量少, 压延效应也降低; 增加制品的厚度, 可减小压延 效应;尽量不使用各向异性的配合剂,压延后缓慢冷却,有利于取向分子松弛,也可降低压 延效应。 高分子材料加工成型原理考试复习资料 4 9 、什么是人造革,简述其用压延法生产的工艺流程,并用示意图表示。 答:人造革是以布、纸或玻璃布为基材,在其上覆以粘流态塑料(如 PVC 、 PU )的一种复合材料。 以压延法生产人造革时, 基材应先经预热, 同时粘流态塑料可先经挤压塑化或辊压塑化再喂 于压延机的进 料辊上,通过辊筒的挤压和加热作用,使塑料与基材紧密结合,再经压花、冷却、切边和卷 取而得制品。 下图为四辊压延机生产人造革示意图(擦胶法) 。 五、论述题 1 、论述注射成型的工艺过程。 答:按其先后顺序主要包括: 1) 成型前的准备。 ① 原料性能的了解,主要指热性能、流变性能、压缩率、吸湿性、细度、均匀度等; ② 原料的预处理,主要指原料的干燥、着色等; ③ 料筒的清洗,在更换原料、调换颜色或发现正在加工中的塑料有一定降解现象出现时,就需 要对料筒 进行清洗;

④ 嵌件预热; ⑤ 脱模剂的选择,Ⅰ . 硬脂酸锌:不适用于 PA 。Ⅱ . 白油(液体石蜡) :对 PA 效果好,还可防止空隙。 Ⅲ . 硅油:虽效果好,但价格高,使用麻烦(需配甲苯溶液) 。 2) 注射过程。 具体过程为: 高分子材料加工成型原理考试复习资料 5 ① 加料塑化 塑料粒子加入到料筒中,通过加热逐渐变成熔体(柱塞式) ,或沿螺杆槽向前移动,通过料筒外的加 热及螺杆转动时塑料产生的摩擦热逐渐转变为熔体。 ② 充模(注射) 柱塞或移动螺杆把塑料均匀的熔体推向料筒前端, 经过喷嘴及模具浇注系统注入并充满模具的型腔。 ③ 保压 充满之后,柱塞或移动螺杆仍保持施压状态,使喷嘴的熔体不断充实型腔,以确保不缺料。 另可 使大分子进一步松弛(因有滞后) 。 ④ 凝封 在浇注系统里的熔体(体积比制品小的多)先行冷却硬化,模腔内还未冷却固化的熔体就不 会向 喷嘴方向倒流,这一现象叫凝封。凝封则保压结束,可退螺杆和注塞。同时下一周期的加料 塑化开始。 ⑤

冷却 保压结束,同时对模具内制品进行冷却、固化,一般冷却到塑料的玻璃态或结晶态。 ⑥ 脱模 3) 制品的后处理。主要指退火和调湿处理。 退火是将制品放在一定温度的加热介质(热水、热油等)或热空气循环箱中静置一段时间, 然后缓慢冷至 室温,消除制品在加工过程中产生的复杂内应力。 调湿处理是将刚出模的热制品放入热水中放置一段时间。 主要是为了避免氧化变色 (放入热水中, 隔绝氧) ; 加快得到吸湿平衡, 稳定制品尺寸; 适量水分对 PA 等有增塑作用。 可以改善柔性、 韧性、 拉伸强度等性能。 2 、论述塑料的一次成型和二次成型的联系和区别,并举例说明。 答:一次成型是通过加热使塑料处于粘流态的条件下,经过流动、成型和冷却硬化(或交联 固化) ,而将塑 料制成各种形状的产品的方法。 一次成型包括挤出成型、 注射成型、 模压成型、 压延成型等, 成型制品从 简单到极复杂形状和尺寸精密的制品, 应用广泛, 绝大多数塑料制品是从通过一次成型法制 得的。 二次成型是将一次成型所得的片、管、板等塑料型材,加热使其处于类橡胶状态,通过外力 作用使其形变 而成型为各种简单形状,再经冷却定型而得制品。二次成型包括中空吹塑成型、热成型、拉 幅薄膜的成型 等方法, 仅适用于热塑性塑料的成型。 二次成型是在一次成型的基础上进行成型的一种方法。 区别: 成型对象 成型温度 形变 一次成型 粉料、粒料 Tf 或

Tm 以上 粘流态 流动或塑性形变 二次成型 热塑性塑料的型材 Tg ~ Tf 或 Tm 间 类橡胶状 推迟高弹形变 如 PVC 挤出吹塑成型过程: 高分子材料加工成型原理考试复习资料 6 挤出管坯→合模→送入压缩空气,吹胀型坯→保压、冷却定型后脱模 挤出管坯应属于一次成型,后面的成型过程属于二次成型,具体从成型对象、成型温度、形 变来具体说明 二者联系和区别。 《聚合物加工工程》复习知识点 二、名词解释 1 、熔融指数:热塑性塑料在一定温度和压力下,熔体在 10 钟内通过标准毛细管的重量值,以( g/10min ) 来表示。 2 、自由体积:聚合物中未被聚合物占领的空隙,它是大分子链段进行扩散运动的场所。 3 、 注射机的注射周期:是指完成一次注射成型所需的时间, 由注射、保压时间、 冷却和加料时间以及开模、 辅助作业和闭模时间组成。 4 、硫化:使橡胶由线型长链分子转变为网状大分子的物质得转变过程。 5

、塑化:指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可塑性的全过程。 1. 滞后效应:由于松弛过程的存在,材料的形变必然落后于应力的变化,聚合物对外力响应的 滞后现象叫 滞后效应。 3. 压缩比: 是螺杆加料段最初一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比, 压缩比愈大塑料 受到的挤压 作用愈大。 4. 熔化长度:从熔化开始到固体的宽度降到零为止的螺槽总长。 5. 一次成型: 通过加热使塑料处于粘流态的条件下, 经过流动、 成型和冷却硬化 (或交联固化) ,而将塑料 制成各种形状产品的方法。 注射周期:完成一次注射成型所需的时间称注射周期或称总周期。它由注射、保压时间、冷 却和加料时间 以及开模、辅助作业和闭模时间组成。 门尼粘度:表征试样于一定温度、压力和时间的情况下,在活动面与固定面之间变形时所受 的扭力。 1--(热电偶测温管) 2--(料筒) 3---(出料孔) 4--(保温层) 5--(加热器) 6--(柱塞) 7--(重锤) Material Science & Technology Department, Major: Polymer Science & Engineering, Class: 2008-2. 3 The principle of polymer manufacture 滞后效应(或弹性滞后) :由于松弛过程的存在,材料的形变必然落后于应力的变化,聚合物对外力响应的 滞后现象称为滞后效应。 切力变稀:如果因为剪切作用使液体原有结构破坏,液体的流动阻力减小,以致引起液体表 观粘度随剪切 速率增大而降低,这种现象称为

“ 切力变稀 ” 。 2 、熔化长度:从熔化开始到固体的宽度降到零为止的螺槽总长。 3 、中空吹塑成型:将挤出或注射成型的塑料管坯(型坯)趁热于半融的类橡胶状时,置于各 种形状的模具 中,并及时在管坯中通入压缩空气将其吹张,将其紧贴于模腔壁上成型,经冷却脱模后即得 中空制品。 1. 应力松弛: 是指在指定温度和形变保持不变的情况下, 聚合物内部的应力随时间增加而逐渐 衰减的现象。 5. 定伸强度:橡胶拉伸到一定长度后所需的外力。 2. 注射周期:完成一次注射成型所需的时间称注射周期。它由注射(充模) 、保压时间、冷却和加料(包括 预塑化)时间以及开模(取出制品) 、辅助作业(如涂擦脱模、安装嵌件等)和闭模时间组成。 2 、切力增稠:若因新结构形成而导致表观粘度随剪切速率增大而增加的现象则称为 “ 切力增稠 ” 。 5 、塑化:指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可塑性的全过程。 3 、晶核的生长:晶核一旦生产,熔体种的高分子链,通过链段运动向晶核扩散做规整排列, 使晶粒生长。 1. 拉伸流动:聚合物在加工过程中受到拉应力作用引起的流动称为拉伸流动。 3. 末端效应 (入口效应或模口膨化效应或巴拉斯效应) : 管子进口端与出口端这种与出口端这种与聚合物液 体弹性行为有紧密关系的现象 4. 可延性: 表示无定形或半结晶固体聚合物在一个方向或二个方向上受到压延或拉伸时变形的 能力 3.

收敛流动: 聚合物在具有截面尺寸逐渐变小的锥形管或其它形状管道中的流动称为收敛流动。 1. 聚合物加工:是将聚合物转变成实用材料或制品的一种工程技术 三、选择 一, 名词解释 1、分散性、均匀性、分散相、连续相 分散性:指分散相的破碎程度,用分散相的平均尺寸及其分布表示。尺 寸越小,分布越窄,则分散度越高。均匀性:是指被分散物在共混体中的浓度分布均一性, 反应在共混物不同部位取样,分散物含量的差异程度。主要取决于混炼效率和混炼时间。分 散相:共混物中,间断地分散 在连续相中(岛相) 。连续相:共混物中,连续而不间断的相称为连续相(海相) 。 2、混炼胶:将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程,其产物叫混炼胶。 塑化料:将各种添加剂混入并均匀分散在塑料熔体中的过程,其产物叫塑化料。 3、橡胶的塑炼:使弹性材料由弹性状态转变为可塑性状态的工艺过程。 4、塑料的塑化:是借助加热和剪切作用使无聊熔化、剪切变形、进一步混合,使树脂及各 种配合剂组分分散均匀。 5、压延成型 p315: 压延成型是生产高聚物薄膜和片材的主要方法, 它是将接近粘流温度的物料通过几个相向旋 转着的平行辊筒的间隙,使其受到挤压和延展作用,得到表面光洁的薄片状连续制品。 6、螺杆的长径比 p115:螺杆长径比 L/D : 指工作部分有效长度与直径之比。L/D 大,温度分布好。混合均匀,减少逆流和漏流,生产 能力提高。 7、几何压缩比 p116:指加料段第一螺槽的容积与均化段最后一个螺槽容积之比。一般为 2~5,压缩比愈大,挤压作用愈大,排气能力愈强。 8、挤出工作点 p104:螺杆特性线 AB 与口模特性线 OK1 的交点 C,称为挤出机的工作点。 9、塑化能力 p233:是指注射机塑化装置在 1h 内所能塑化物料的质量(以标准塑料聚苯乙 烯为准) ,它是衡量注射机性能优劣的重要参数。 10*注射量 p231: 注射量—注射机的最大注射量或称公称注射量,指注射机在对空注射(无模具)条件下,注 射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时,注射系统所能达到的最大注射量。 11、注射过程 p240:塑化良好的聚合物熔体,在柱塞或螺杆的压力作 用下,由料筒经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模腔这一复 杂而又重要的过程称为注射过程。 12、保压过程 p256: 模腔充满之后,柱塞或移动螺杆仍保持施压状态,使喷嘴的熔体不断充实模腔,以确保不缺 料。这一阶段称为保压阶段。 13、背压 p273:螺杆顶部熔体在螺杆后退时受到的压力,又称塑化压力,通常小于 2MPa。 14、注射压力 p273:在注射过程中螺杆对塑料熔体所施加的压力。 15、退火、调湿: 16、热定型: 目的是消除纤维的内应力,提高纤维的尺寸稳定性,并且进一步改善其物理学性能。 17、*硫化

——线型聚合物在化学或物理作用下,通过化学键的连接,成为空间网状结构的化学变化过 程称为硫化(交联) 。 18、*压延效应 p339:物料在压延过程中,在通过压延辊筒间隙时受剪切力作用,大分子作 定向排列,以致制品物理力学性能会出现纵、横方向差异的现象,即沿片材纵向(沿着压方 向)的拉伸强度大、伸长率小、收缩率大;而沿片材横向(垂直于压延方向)的拉伸强度小、伸 长率大、收缩率小。这种纵横方向性能差异的现象就叫做压延效应。 19、注射吹塑成型 p362:注射机用注射法先在模具内将塑料制成有底型坯,接着开模再将 型坯移到吹塑模内,进行吹塑成型,冷却开模脱出制品。 4 到最终 产品 ,如压 延过 久得 到最终 产品 ,如 压延过 久就 会导 致 。 72 、 一般热成型工艺操作均包括 、 、 、 和 等五个工序。 73 、 泡沫塑料按弹性模量的范围分类原则是:软质 、半硬 质 、硬质 。 74 、 * 泡 沫 塑 料

成 型 的 发 泡 方 法 有 、 和 三种。 75 、 泡沫塑料成型的三个阶段是 、 和 。 76 、 浇铸分为 、 、 、 、 、 和旋转成 型等。 简答题 76 、 画出单头螺杆简图,并在图上标注主要参数。 P69 螺杆直径 D 、螺杆长径比 L/D 、螺杆压缩比 A 、螺槽深度 H1 和 H3 、螺 旋角

θ 、 螺纹棱宽度 E 、 螺杆与料筒的间隙 δ 、 螺距 S 、 螺槽轴向宽度 B 、 螺纹头数 i 、螺纹轴向宽度 e 、螺旋升角 、螺纹长度 L 。 77 、 普通螺杆在结构上分为几段,各段的作用如何? 螺杆三段:加料段 ; 压缩段 ; 计量段 78 、 螺杆挤出机生产率的影响因素有哪些?这些因素是如何影响生产 率的? 答: 1 )机头压力:压力增加,生产率减小,但有利于混合和塑化。有时 增大口模尺寸,挤出量虽然增加,但对制品质量不利。 2 )螺杆转速:转速增大,生产率提高,但要适度。 3 )螺杆几何尺寸:① 螺槽深度增大,生产率下降;② 均化段长度增加, 生产率增大;③ 螺杆直径增大,生产率增大;④ 螺杆与机筒间隙增大, 生产率变小

79 、 * 注射成型制品内应力的产生来自哪几个方面?怎样 消除内应 力? P267 由于温度梯度产生的体积温差应力:壳层→凝封→内部收缩→应力 由于分子解取向受到阻滞而产生取向应力:流动取向→凝结 结晶聚合物产生的内应力:结晶→体积收缩→冷却凝固 由金属嵌件和脱模顶出时的内应力 降低和消除制品内应力的方法: 制品在 Tg 以上温度, 通过热处理, 可以 使高聚物分子由不平衡构象向平衡构象转变,使强迫冻结的不稳定的高 弹形变获得能量而进行热松弛,从而降低或基本上消除内应力。 80 、 用方框图来表示一个完整的注射成型工艺过程。 81 、 画出模腔压力随时间变化的曲线,并解释说明。 82 、 * 何谓压延效应?产生的原因及减小方法有哪些? P339 物料压延时,受到剪切力和一些拉伸应力,而使高聚物或填料粒子 5 沿着压延方向做定向排列,以至制品在物理力学性能上出现各向异性, 这种效应称为压延效应。 产生这种现象的原因主要是由于高分子链及针状或片状的填料粒 子,经压延后产生了取向排列。压延效应消除的方法是提高温度、降低 压延速度 。 83 、 什么是中空吹塑成型?分哪两种工艺?简述操作过程。 P362 吹塑技术成型塑料中空制品的基本过程是:借助气体的压力,使闭 合在模腔内尚处于半熔融状的型坯膨胀直至紧贴模腔壁,取得模腔形状

的吹胀物,经冷却定形后即可启模脱出制品。 挤出吹塑: 生产方法简单,产量高,精度低,应用较多。用挤出法 先将塑料制成管状型坯,接着再将型坯移到吹塑模中吹制成中空制品。 注射吹塑:精度高,质量好,价高,适于批量大产品。用注射法先 将塑料制成有底型坯,接着再将型坯移到吹塑模中吹制成中空制品。 84 、 * 简述热成型的制造过程,其加工温度范围怎样? P376( 教案 ) 制造过程,是先将塑料片材裁成一定尺寸和形状,把它夹持在框架 上,用加热装置将片材加热,使其软化达到高弹态( Tg~Tf ) ,然后对片 材施加压力,使其覆贴于模具型面上,取得与模具型面相仿的形状,经 冷却定型,从模具脱出再经修整或二次加工,即成制品。 热成型工艺操作包括五个工序,即片材的夹持、片材的加热、片材 成型、制品的冷却以及制品脱模。其中加热、成型和冷却、脱模是影响 质量的关键。温度范围 Tg~Tf ,最低以不出现牵伸泛白为下限,最高以 片材不降解或过分下垂为上限。 85 、 泡沫塑料成型的有哪些发泡方法? ( 一 ) 物理发泡法是指利用物理原理发泡的方法,包括以下三种: ① 在加压下把惰性气体压入熔融聚合物或糊状复合物中,然后降低压 力,升高温度,使溶解的气体释放膨胀而发泡。 ② 利用低沸点液体蒸发气化而发泡。 ③ 引入气体的物理方法还有溶出法、中空微球法等。 (二)化学发泡法 发泡气体是由混合原料中的某些组分在成型过 程中发生的化学作用而产生的。包括以下两种。 (1

) 发泡气体是由加入的热分解型发泡剂受热分解而产生的, 这种发泡 剂称为化学发泡剂。 (2)发泡组分间相互作用产生气体的化学发泡法。 ( 三 ) 机械发泡法,此法是采用强烈地机械搅拌使空气卷入树脂乳液、悬 浮液或溶液中成为均匀的泡沫体, 然后再经过物理或化学变化使之胶凝, 固化成为泡沫塑科。 为缩短时间可通入空气和加入乳化剂或表面活性剂。 常用该法生产的有脲醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯、聚氯乙烯 溶胶等泡沫塑料。 86 、 在注射保压过程中,实现保压补料的必要条件是什么?影响保压 补料的主要因素是什么?怎样影响的? ( 教案 )P256 实现保压补料的必要条件:模腔充满后,料筒前端应当还剩有一定 量的熔体,而且从料筒到模腔之间的流道里的熔体尚未凝固。 影响保压补料的主要因素是: 保压压力的高低决定了模腔内聚合物被压缩的程度。保压压力高、 补料多,不仅使制品增密、成型收缩率低,而且由于持续的压缩作用能 促进制品内各部分熔体更好的熔合, 因而对提高制品的力学强度也有利。 保压时间是指柱塞或螺杆停留在前进位置并对模腔内塑料压实的时 间。保压时间长,则在保压期内补料充足,那么当浇口凝封时,模腔中 的剩余压力就比较大,会使脱模困难。此外制品中的取向程度也随保压 时间延长而提高。 保压压力的影响: P ↑时,增密好、强度↑,但应力和取向↑、易变 形; P ↓时,补料不足、制品缺陷。保压时间的影响: t ↑时,相当于 P ↑,但过长,模腔残余压力大,造成脱模困难; t

↓时,产生倒流。 聚合物成型加工主要研究内容 p5 聚合物的加工工程研究制品成型加工过程中的工艺流程、 设备配型、 加工原理、工艺实施条件,加工过程的投入产出比等。 87 、 * 高分子材料制品生产三大要素是 适宜的材料组成;正确的加工方法;配套的成型机械和成型模具。 88 、 * 聚合物混炼的三要素是什么? 置换 D 、 剪切 S 、 压缩 P 。 混炼的三要素: 剪切、 分流、 分配置换。 89 、 橡胶塑炼过程的目的和实质是什么? 塑炼过程的目的是获得合适加工要求的可塑性,实质是使橡胶 6 的大分子链断裂,大分子链由长变短的过程。 90 、 影响塑炼的主要因素有哪些? 机械力作用、氧的作用、温度的作用、静电作用和化学降解作用 91 、 共混方法有哪些? 机械共混法、 液体共混法、 共聚

共混法和互穿网络聚合物 ( IPN ) 制 备技术 92 、 常用的间歇式混合与混炼设备有哪些? Z 形捏合机、高速混合机、开炼机、密炼机 93 、 常用的连续式混合与混炼设备有哪些? 单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。 94 、 * 共混的目的目的是什么?各举一个例子说明。 1 )提高聚合物的使用性能 这是共混的主要目的。 a. 多种聚合物共混能综合均衡各组分的性能,取长补短,获得综 合性能较好的材料。 b. 聚合物加入不同功能助剂共混,以增加或改善聚合物的综合通 用性。 2 )改善聚合物的加工性能 3 )降低生产成本 . 在不影响性能的前提下混入一些比主体聚合 物价廉的材料。 95 、 * 共混有哪些方法? 1 ) 机械共混法 是借助机械力作用制备出分散度高,

均匀性好的聚 合物共混物的过程。 2 ) 液体共混法 将聚合物溶液或乳液混合后, 再干燥或沉析得到聚 合物共混物的过程。 3 )共聚 共混法 分为接枝共聚 共混和嵌段共聚 共混法。过程:聚 合物→溶于另一种单体→聚合物溶液→引发接枝共聚→聚合物共混 物。 4 )互穿网络聚合物( IPN )制备技术 过程:交联聚合物→在第二 聚合物单体中溶胀→引发→聚合→交联→互穿网络聚合物。 96 、另:双螺杆挤出机有同向、异向转动之分,若分别加工不同产品: ① 用于共混造粒,② 用于异型材成型请选择双螺杆的类型,并陈述理 由。 P139 ① 当螺杆同向旋转时, 物料基本上不能由该螺槽继续进入到邻近的螺 槽中去,而只能被迫地由一根螺杆的螺槽流到另一螺杆的螺槽中 ( 一 根螺杆要把物料拉入啮合间隙,而另一根螺杆把物料从间隙中推出, 结果使物料从一根螺杆转到另一根螺杆,呈∞形前进,料流方向改 变。 ) 。由于螺杆继续转动而反复强迫物料转向的结果,使物料受到 较好的剪切混合效果。 这种螺杆具有很好的自洁作用,

一般用于混料 造粒。 ② 异向旋转时,由于两根螺杆的旋转方向不同,故不能形成“∞”运 动。物料进入挤出机后,被两根螺杆分成与螺距相等的密闭 C 型室, 物料在 C 型室中, 受到啮合螺棱旋转的推力, 沿螺槽呈螺旋形向前运 动。 螺杆旋转一周, 物料沿轴向运动一个导程, 所以在异向旋转双螺 杆中, 物料是以正位移原理向前强制输送, 与螺杆与物料的摩擦系数 无关,因此输送效率极高。 物料通过两根螺杆之间的间隙时, 犹如通过两辊的辊隙, 所受的剪切、 搅拌作用极强烈。因剪切作用强烈,物料塑化好,多用于加工制品, 适用于 PVC 制品。 97 、简述热固性塑料注射成型过程和原理。 P285 成型过程: 热固性塑料的注射过程包括塑化、 注射充模和固化三个阶 段。 固体物料在注射机中在加热和剪切作用下而熔融; 熔体以最好的流动 状态通过喷嘴注射入模具; 在模腔中加热, 熔体通过自身反应基团或 硬化剂的作用下发生交联反应, 及时排出小分子, 经过保压固化, 得 到所需的制品。 原理:

松散的粉状或碎屑状热固性塑料从注射剂料斗进入料筒内, 通 过对料筒外加热机螺杆旋转时对物料的摩擦热, 对物料进行加热, 是 指熔融而且有流动性, 借助螺杆或柱塞前移, 熔体在螺杆或柱塞的推 动力作用下经喷嘴以很高的速度注入模具的六道而充满模腔。 98 、简述橡胶的注射成型过程和原理。 P290 流程:原料→预热→塑化→注射→硫化→脱模→制品 原理: 99 、 * 纺织物挂胶压延工艺分为贴胶和擦胶。 什么是贴胶和擦胶?各自的 7 优缺点和应用场合如何? ( 教案 )P346 贴胶, 是使纺织物和胶片通过压延机等速旋转的两个辊简之间, 在辊 筒的挤压力作用下贴合在一起, 制成胶布的挂胶方法; 贴胶压延法的 优点是压延速度快, 生产效率高, 由于两辊间摩擦力小, 对纺织物损 坏小, 胶布表面附胶厚而均匀。 缺点是渗透性差附着力小, 易产生汽 泡。适用于薄的纺织物或经纬线密度稀的纺织物(如帘布) 。不适于 未经涂胶或浸胶处理的直接挂胶压延。 擦胶, 是压延时利用辊简之间速比的作用将胶料挤擦进入纺织物缝隙 中的挂胶方法。

擦胶的胶料浸透程度大, 胶料与织物附着力较高, 但 易擦损坏织物,适用于密度大的纺织物,如白坯帆布;擦胶法,提高 了胶料对纺织物的渗透力与结合速度, 适于纺织结构比较紧密的帆布 挂胶, 但容易损伤纺织物, 不适于帘布挂胶, 主要用于白坯帆布的压 延挂胶。 100 、制造聚发性 PS 泡沫塑料的主要原料是什么?简述生产工艺,并用 框图表示。 ( 教案 )P395 制造聚发性 PS 泡沫塑料的主要原料是悬浮聚合的聚苯乙烯珠粒为起始 原料; 发泡剂 苯乙烯珠粒 低沸点液体浸渍 冲洗 滤水 吹干 可发性 珠粒 预发泡 熟化 成型 制品 助剂 101 、 浇铸成型方法有哪几种?各举一个加工产品实例。 ( 教案 ) 静态浇铸(聚己内酰胺) 、离心浇铸、流延浇铸、搪塑、嵌铸、滚

塑和旋转成型。 102 、 * 聚合物间的共混原则: 相容性原则 、流变学原则 、表面张力相近原则 、分子链段 渗透相近原则。 分析论述 1 、 * 何谓注射成型,它有何特点?请用框图表示一个完整的注射成型工 艺过程。 P314 注射成型是将固体聚合物加热塑化成熔融体,并高压、高速注射入 模具中,赋予模腔的形状,经冷却(或交联、硫化)成型的过程。注射 成型又叫注塑成型(注射 + 模塑) 。 注射成型特点:生产周期短、适应性强、生产率高和易于实现自动 化。 2 、 * 讨论分析排气挤出机稳定工作条件及调节方法。 ( 教案 ) P133 , 135 答:排气式螺杆挤出机的稳定工作条件是前后两段螺杆的生产率必 须相等,即 Q1=Q2 。若 Q1>Q2 ,必然有多余的熔体从排气口逸出,这就是 所谓的“冒料”现象;若 Q1<Q2 ,则第二计量段无法全面充满,此时挤

出过程由于“缺料”而不稳定,产生压力波动和产量波动的现象,使制 品能否成型以及尺寸精度受到很大影响。 Q 1 =Q 2 时的机头压力为稳定工作压力,称作最大机头压力 Pmax 。 图 (a) 表示当机头压力大于 Pmax ,通过调压阀 v1 将第一计量段末压 力增大到 P1 ,实现了产量平衡;图( b )表示当机头压力小于 Pmax , 通过调节阀 v2 将机头压力增大到 Pmax ,实现了产量平衡。 3 、叙述 PVC 人造革的压延成型工艺及框图。 P351 4* 叙述硬管材挤出成型工艺过程,并用框图表示生产工艺流程。 P61 聚合物熔融 ( 挤出机 ) 成型 ( 口模 )

定型 ( 定型装置 ) 冷却(水 或风冷装置) 牵引 ( 牵引机) 切割 ( 切割机 ) 堆放 ( 堆放装置 ) 5* 在用阿基米德螺线模具测定充模流动长度实验中(图 3-35 ) ,聚苯乙 烯的实验结果如图 3-38 ,指出实验结果并分析原因。 (课件第四章 P47 , 50 ) 答:图中反映了 190 ℃、 210 ℃、 230 ℃三种料筒温度下聚苯乙烯充模流 动长度与注射压力的关系。从图中可以看出:① 相同的注射压力下,料 筒温度越高充模流动长度越长,这是因为提高料筒温度可以降低熔体粘 度,改善熔体的流动性,导致流动长度增长。② 随着注射压力的增加, 8 充模流动长度呈线性上升趋势,这是因为增大注射压力既能提高流体的 动能,又能有助于克服流体在模腔中的流动阻力。所以随注射压力的增 大充模流动长度增长。

6 画出挤出机压缩段熔融理论的物理模型,并文字叙述之。 ( 教案 )P85 7 图解说明注射成型中熔体流动的运动机理。 P245 8* 图解压延成型过程物料受力分布及速度分布。 ( 教案 )P330 9 、 ** 注射成型过程和特点, 并用框图表示一个完整的注射成型工艺过程 10 、 * 分析说明压延机辊简间隙的压力和速度分布


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