高分子加工小结自己修改

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1、3 绪论1. 高分子材料分为哪几类？ 可分为塑料、橡胶弹性体和纤维；按所用原料类别分类（起始材料或单体的来源） ，按反应 类型分类（加成聚合物、缩聚物） ，按热行为分类（热塑性高分子材料、热固性高分子材料） 。 2. 名词解释：工程塑料 通用塑料 特种塑料 化学纤维 合成纤维 工程塑料：指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬 度及抗老化性均优的塑料（PA、PC、POM、PPO、PTFE） 通用塑料：一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料 （PE、PP、PVC、PS、PMMA） 特种塑料：一般是指具有特种功能，可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料 化学纤维

2、：用天然或合成的高分子化合物经过化学加工而得到的纤维 合成纤维：用石油、天然气、煤及农副产品为原料，经一系列的化学反应，制成合成高分 子化合物，再经加工而制得的纤维 3. 生产塑料制品的完整工序有哪五个？ 原料准备、成型、机械加工、修饰和后处理（后三者合称后加工） 。 4. 热塑性高分子材料和热固性高分子材料的物理性质及加工性能比较。项目热塑性高分子材料热固性高分子材料物理性质受热可融化，冷却又变硬，可反复此过程； 可溶于特定溶剂，溶剂挥发后，又回复原 有状态，多数能制成透明制品不溶不熔，仅在某些溶剂 中溶胀，制品几乎不透明加工性能再次受热，仍可软化，熔融，可反复多次 加工，可用注射、挤出、压

3、延、热成型等 方法加工，也可用机械加工的方法加工， 大多数可回收再次利用受热不熔融，达到一定温 度分解破坏，不能反复加 工；可用模压、层压成型 及机械加工等方法加工， 不能回收再次使用 高分子材料成型原理1. 高分子材料的熔融性能（聚合物的加热与冷却） 。 高分子材料的熔融方法 无熔体移走的传导熔融；有强制熔体移走(由拖曳或压力引起)的传导熔融；耗散混合 熔融 ；利用电的、化学的或其它能源的耗散熔融方法；压缩熔融。 热扩散系数及其影响因素 =k/Cp 聚合物在成型加工中为使流动和成型，必须加热和冷却。任何物料加热与冷却的难易是由 温度或热量在物料中的传递速度决定的，而传递速度又取决于物料的固有

4、性能热扩散 系数 ；各种聚合物的热扩散系数相差几乎不大，但数值小，冷却与加热都不容易；黏流 态聚合物黏度高，对流传热速率小，成型过程为使各部分温度短时间内一致，需要复杂设 备与很大消耗；加大温差可提高传热速率，但可能导致冷却过程产生内应力而是制品物理 力学性能变差。 聚合物的摩擦热对流动的影响 聚合物熔体的粘度大，熔体流动时，会因内摩擦而产生显著的热量。用摩擦热加热塑料是 通过挤出机或注射机的螺杆与料筒的相对旋转运动等途径来实现的。由于聚合物的表观粘度随摩擦升温而降低，使物料熔体烧焦的可能性不大，而且塑化效率高，塑化均匀。 2. 聚合物的流动和流变性能 拉伸流动和剪切流动，各类型流体的流动曲线

5、，影响高聚物熔体粘度的因素， 粘度、流动稠度、流动指数、流动性的关系， 熔体流动速率 拉伸流动 流体流动时，流体内质点速度仅沿流动方向发生变化的流动类型。 （合成纤维的熔融纺丝与 拉伸粘度密切相关；在中空吹塑、热成型和薄膜生产中，与双轴拉伸粘度有关；拉伸流动 常寓于高聚物熔体各种成型流动之中。 ） 剪切流动 流体流动时，流体内质点速度仅沿与流动方向垂直的方向发生变化的流动类型。 各类型流体的流动曲线a-宾汉流体；b, e-假塑性流体；c-膨胀性流体；d-牛顿型流体 影响高聚物熔体粘度的因素 = F (，T，P，M，) 为剪切速率 T 为温度 P 为静压力 M 为聚合物的分子参数 增塑剂、润滑剂

6、、填料 粘度、流动稠度、流动指数、流动性的关系 黏度随剪切速率的增加而下降；随着温度升高，黏度降低，流动性增大；静压力增大，流 体黏度增加；相对分子量越大，流动性越差，黏度较高相对分子量分布宽，流动性好，黏 度低，易于加工；合成橡胶支化程度高，流动性差；聚烯烃支化度高，黏度小；低于临界 相对分子质量，长支链聚合物黏度低，高于临界相对分子质量，长支链聚合物低剪切速率 下黏度高，高剪切速率黏度低。 熔体流动速率 规定的温度、压力（21609.8110-3N）下，每 10min 内通过国标指定尺寸（书 P76 装料筒 直径 9.550.025mm, 出料口直径 2.0950.005mm）毛细管的试样

7、总质量（克数）单位： g/10min 3. 聚合物的熔体的弹性 在中空吹塑以及单丝、薄膜的热拉伸时，成型过程中外力、温度、作用时间对聚合物在弹 性形变的影响增大成型时的外力，固然可以增大弹性变形，但外力的增大更能迅速增加粘性变形。 以较大外力或较长外力作用时间施加予高弹态材料，能使可逆变形部分转变为不可逆变形。当成型温度上升，导致高弹形变与黏性形变的增加且随时间延伸，黏性形变比例增大。当 成型温度上升到 tf 或 tm 以上时，聚合物处于黏流态，主要是黏性形变，能表现一定程度 的弹性行为。温度降低到 tf 以下时，聚合物处于高弹态，其形变主要是弹性形变。 对中空吹塑，压塑成型以及单丝、薄膜的热

8、拉伸等，都可以提高外力，在 tgtf 之间成型 加工。调整应力和应力作用时间，并配合适当的温度，就能使材料由弹性变形向塑性变形 转变。 流动缺陷 ：滑移，端末效应，离模膨胀，弹性对层流的干扰，熔体破裂，鲨鱼皮 管壁上的滑移：塑料熔体在高剪切力下流动时，贴近管壁处的一层的流体会发生间断的流 动。滑移是不稳定流动，会影响流率的稳定，这可说明为何有时会发生挤出物出模膨胀不 均，以及几何形状相同或相似的仪器测定同种样品的流变数据不尽相同的原因。滑移程度 与聚合物品种、润滑剂和管壁的性质有关。 端末效应：在流体由大管或贮槽流入小管后的最初一段区域内,流体的流动不是稳态流动。 这段管长 L，对高聚物熔体而

9、言，根据试验确定大约等于 0.030.05ReD, Re 为雷诺准数， D 为管径。 离模膨胀：被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大。挤出物的膨胀是由于弹性回复 造成的圆形流道中的聚合物熔体，其相对膨胀率约在 30%100%。 弹性对层流的干扰：塑料熔体在成型过程中的 Re Qm 深槽螺杆 说明深槽螺杆的挤出量对压力的敏感性大。浅槽螺杆在压力波动的情况下挤出比较均匀的 制品。但螺槽也不能太浅，否则剪切作用太大，易使物料烧焦 D. 螺杆和机头口膜特性曲线，挤出机的操作点螺杆口模 两组直线的交点就是操作点 挤出机(带有口模)的挤出量仅与螺杆转速以及螺杆、口模的结构尺寸有关，而与塑料的粘 度无关

10、。 E. 综合这三段来考虑，挤出机如何才能达到多产优质？ 影响挤出机产率的主要因素？什 么时候能获得最大挤出量。单螺杆挤出机可分为进料段（加料段、送料段）Q1、压缩段 Q2、计量段（均化段）Q3 段。影响因素： 在上述三段中，若 Q1Q2Q3 均化段为控制区域， 操作平稳，三者之间相差不能太大，正常状态下均化段的挤出速率就可代表挤出机的生产 率，要使挤出机达到多产优质就是保证挤出机在正常操作下，挤出机的生产率最大。下面分析挤出机的生产率 （1）螺杆转速与生产率的关系 在机头和螺杆的几何尺寸一定时，挤出生产率与螺杆转速成正比。 （2）物料温度与生产率的关系 物料粘度和挤出生产率关系能间接地反映物

11、料温度和 Qm的关系。当粘度增加时，压力也 增加，挤出流速不变，但当温度有较大幅度变化，挤出流率也有一定变化，相当于均化段 长度变化，从而引起挤出生产率的变化。 （3）机头压力与生产率的关系 在均化段中熔体流量有正流、逆流和漏流。正流流率与压力无关，逆流和漏流则与压力成 正比，压力增大，挤出流率减少。但对物料的进一步混合和塑化有利。在生产中，增大了 口模尺寸，即减少了压力降，挤出量虽然提高了，但对制品的质量不利。 （4）螺杆几何尺寸与生产率的关系 螺杆直径 Dd: 挤出生产率接近于与螺杆直径的平方成正比。 螺槽深度 Hm: 当压力较低时，深槽螺杆具有较大的生产能力，而压力较高时，则浅槽螺杆 的

12、生产能力较高。 计量段长度 L: 均化段长度 L 增大时,逆流和漏流减少，挤出生产率增加。 （5）机头和口模阻力 挤出阻力与机头口模截面积成反比，与长度成正比，口模截面积尺寸越大或口模平直部分 越短，机头阻力越小，这时挤出生产率受机头、压力变化影响就越大。 2. 双螺杆机分类，它较单螺杆挤出机有什么特别之处？主要有哪些用途？ 共同点：组成都是由传动装置、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模组成。 区别： 在结构上，双螺杆挤出机与单螺杆挤出机区别：料筒内并列安装两根相互啮合或相切的螺 杆，单螺杆挤出机是料筒内含有一根螺杆。双螺杆挤出机的结构比单螺杆挤出机复杂多， 而混合效果、挤出量和产品质量双螺杆挤

13、出机比单螺杆挤出机更好、更多。 在工作原理方面，单螺杆挤出机物料的输送是拖曳型的，固体物料的摩擦性能和熔融物料 的粘性决定了其输送行为。如果物料的摩擦性能不良，则难以将物料喂入单螺杆挤出机中， 这也就是单螺杆挤出机难以加工粉料的主要原因。而在双螺杆挤出机中，物料的输送在某 种程度上是正向位移输送，正向位移的程度取决于一根螺杆的螺凌已另一根螺杆的的相对 螺槽的接近程度，从运动原理看，双螺杆挤出机中反向啮合、同向啮合和非啮合型正向位 移程度是有区别的。 特别之处是双螺杆挤出机具有强制作用、混合作用、自洁作用及压延作用。 3. 分流板、过滤网有何作用 分流板：使物料由旋转流动变为平直流动，改变物料流

14、动方式；增加机头内胶料的压力 过滤网：过滤熔融料流和增加料流阻力，以滤去机械杂质和提高塑化和混合的效果 4. 何谓吹胀比？牵伸比？何谓反应性挤出 吹胀比：膜泡直径与管毛坯直径之比 牵伸比：牵引线速度与口模环形间隙出料速度之比 反应性挤出：聚合物反应性加工的一种技术，是指聚合性单体或低聚物熔体在螺杆挤出机 内发生物理变化的同时发生化学反应，从而挤出直接获得高聚物或制品的一种新的挤出工 艺方法。 1 挤出吹塑薄膜的生产方法有哪几种？m()AKQNKB（上、下、平吹法） 2 吹塑薄膜成型设备有哪几部分。 挤出机、机头与口模、冷却装置、人字板、牵引辊、卷取装置） 3 何谓吹胀比？牵伸比？何谓反应性挤出

15、 膜泡直径/管毛坯直径）牵伸比？（牵引线速度/口模环形间隙出料速度） 4 挤管设备及装置是怎样的？ 挤出成型机、机头、定型装置、冷却装置、牵引装置） 5 螺杆转速、牵引速度对管材质量有何影响 牵引过快，残余应力大，易弯曲变形，拉断；过慢，离膜膨胀，壁厚过大注射成型注射成型5. 什么叫塑化？什么叫注射？塑化有哪些作用？ 塑化：物料在料筒内受热达到流动状态并具有良好的可塑性的全过程 注射：对熔融物料施加高压，使其射出而充满模具型腔的过程 塑化的作用：加热物料使其达到熔融状态，进一步混合物料使其达到均匀混合状态 6. 注射机有哪几种基本类型？试比较其优缺点？注射机由哪三大部分组成？ 基本类型结构特点

16、优点缺点柱塞式注射机单料筒，单柱塞结构简单塑化不均匀，注射压 力损耗大，注射速度 不均匀单螺杆定位预塑注射 机双料筒，单螺杆，单 柱塞预塑均匀，注射压力 稳定，加料量大结构复杂，操作困难移动螺杆式注射机单料筒，单螺杆，螺 杆可前后移动与单螺杆定位预塑注 射机比较,预塑效果 相当；与柱塞式注射 机比较,塑化效果好, 注射量大螺杆传动部分复杂组成：注射系统、锁模系统、注塑模具 7. 分流梭的作用是什么？ 将料筒内流经该处的熔料成为薄层，使塑料流体产生分流和收敛流动，以缩短传热导程， 有利于减少或避免塑料过热而引起的热分解，并提高塑化质量 8. 注射螺杆按其作用可分成几段？试画简图示意之。并分析每一段的作用、结构特点 和在该段处的物料状态？送料段作用：使物料受热、前移 物料状态：固体 结构特点：螺距等距等深 长度： 1/2 压缩段(熔化段)，螺杆中部 作用：使物料受热、前移；使物料软化，熔融；排气 物料状态：逐渐熔融 结构特点：螺槽逐渐变小（渐变） ，有挤压作用 长度： 1/4 均化段（计量段） 作用：