高分子材料成型工艺学期末考试复习.docx

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高分子材料成型工艺学期末考试复习

名词解释：

1.降解:

聚合物在成型、贮存或使用过程中，因外界因素如物理的（热、力、光、电、超声波、核辐射等），化学的（氧、水、酸、碱、胺等）及生物的（霉菌、昆虫等）等作用下所发生的聚合度减少的过程。

2.比热容单位质量材料升高1度时所需的热量,单位KJ/Kg.K

3.表观密度指料粒在无外压力下包含空隙时的密度

4.解取向:

在热的作用下取向的大分子链趋向紊乱无序的自发过程称为解取向。

5.拉伸取向:

大分子链、链段等结构单元在拉伸应力作用下沿受力方向的取向。

6.偶联剂:

增强塑料中，能提高树脂和增强材料界面结合力的化学物质.偶联剂分子是一类多官能团物质，它的一端可与无机物表面的化学基团反应，形成牢固的化学键合，另一端则有亲有机物的性质，可与有机物分子反应或物理缠绕，从而把两种性质不同的材料牢固结合起来。

7.抗静电剂:

是一类能够降低塑料表面电阻率,增大漏电速率,使静电不能在塑料表面积累的化合物.

8.注射速率:

指注射机单位时间内的最大注射量,是螺杆的横截面积与其前进速度的乘积.

9.挤出胀大:

亦称出口膨胀，是指塑料熔体被强迫挤出口模时，挤出物尺寸大于口模尺寸，截面形状也发生变化的现象。

10压延效应:

是将接近粘流温度的物料通过一系列相向旋转着的平行辊筒的间隙，使其受到挤压或延展作用，成为具有一定厚度和宽度的薄片状制品。

1.熔点Tm

是指结晶性聚合物中大分子链从有序状态转变到无序粘流态所需要的温度。

2结晶度

不完全结晶的高聚物中晶相所占的质量分数或体积分数。

3.取向

高聚物分子和某些纤维状填料，在成型过程中由于受到剪切流动（剪切应力）或受力拉伸时而沿受力方向作平行排列的现象。

4.等规度

聚合物中等规异构体所占比例称为等规指数，又称等规度。

5固化速率:

是热固性塑料成型时特有的也是最重要的工艺性能.它衡量热固性塑料成型时化学反应的速度

等规指数：

聚合物中等规异构体所占的比例。

比热容：

单位质量材料升高1℃时所需要的热量，单位为KJ/Kg•K。

熔体质量流动速率：

在一定的温度和载荷下，熔体每10分钟从标准的测定仪所挤出的物料质量，单位g/10min。

热塑性塑料：

加热时可以变软以至熔融流动并可塑制成一定形状，冷却后固化定型，这种过程是可逆的，可以反复进行。

5、固体床分布：

是指螺槽中固体宽度与螺槽宽度之比。

6、出口膨胀：

指塑料熔体被强迫挤出口模时，挤出物的尺寸大于口模尺寸，截面形状也发生变化的现象。

7、注射速度：

是指注射时螺杆（或柱塞）的移动速度。

8、塑化能力：

是指注射机塑化装置在1小时内所能塑化物料的能力。

9、熔点：

指结晶性聚合物中大分子链从有序状态到无序粘流态所需要的温度。

10、反应注射成型：

是一种将两种具有化学活性的低相对分子质量液体原料在高压下撞击混合，然后注入密闭的模具内进行聚合、交联固化等化学反应而形成制品的工艺方法。

1.巴拉斯效应：

亦称出口膨胀或挤出胀大，是指塑料熔体被强迫挤出口模时，挤出物尺寸大于口模尺寸，截面形状也发生变化的现象。

2.熔点Tm：

是指结晶性聚合物中大分子链从有序状态转变到无序粘流态所需要的温度。

3.热分解温度Td：

是指高分子材料因受热而迅速分解为低分子可燃物的温度。

4.结晶度：

不完全结晶的高聚物中晶相所占的质量分数或体积分数。

5.取向：

高聚物分子和某些纤维状填料，在成型过程中由于受到剪切流动（剪切应力）或受力拉伸时而沿受力方向作平行排列的现象。

6.降解：

聚合物在成型、贮存或使用过程中，因外界因素如物理的（热、力、光、电、超声波、核辐射等），化学的（氧、水、酸、碱、胺等）及生物的（霉菌、昆虫等）等作用下所发生的聚合度减少的过程。

7.固体床分布：

是指螺槽中固体宽度和螺槽宽度之比，它沿螺杆轴线呈抛物线状分布。

熔融开始时，固体床宽度为1，熔融结束时为0。

8.合模力：

指注射机合模机构对模具所施加的最大夹紧力。

9.层压成型：

将多层附胶片材叠合并送入热压机内，在一定温度和压力下，压制成层压塑料的成型方法称为层压成型。

10.压延成型：

是将接近粘流温度的物料通过一系列相向旋转着的平行辊筒的间隙，使其受到挤压或延展作用，成为具有一定厚度和宽度的薄片状制品。

1.熔体流动速率:

在一定的温度和载荷下，熔体每10min从标准的测定仪所挤出的物料质量，单位为g/10min。

2.表观粘度:

是表征高聚物流动性的基本参数,它反映熔体流动中流层间的摩擦阻力.

3.表观密度:

指料粒在无外压力下包含空隙时的密度

4.传热系数

指单位时间,单位面积,单位温度梯度下的导热量,单位W/m2.k

5.巴拉斯效应

亦称出口膨胀或挤出胀大，是指塑料熔体被强迫挤出口模时，挤出物尺寸大于口模尺寸，截面形状也发生变化的现象。

问答题

中空成型思考题:

1、常用吹塑成型方法有哪几种，各自有何特点？

常用吹塑成型的方法有：

挤出－吹塑、注射－吹塑、拉伸－吹塑、多层吹塑。

挤出吹塑方便、简单、生产效率高，但制品精度较低。

注射吹塑制品精度较高，适合大批量、精度要求较高的产品。

拉伸吹塑是在成型中进行拉伸，产品强度较高。

多层吹塑是为了高包装要求而采用的，生产比较复杂。

2、用于吹塑的机头有哪几种？

分别适用于什么情况？

　　普通管机头：

结构简单，但制品易产生厚薄不均；贮料缸式机头：

适合生产大型制品，型坯调节机头：

可以调节型坯的厚度，产品均匀性好，但机头结构复杂。

３、影响挤出吹塑成型的主要因素是什么？

（1）型坯温度和挤出速度，要保证型坯塑化良好，壁厚均匀。

（2）吹胀比。

一般产品取2-4，通常大型薄壁制品1.2-1.5，小型厚壁2-4。

1.压延成型的优缺点？

参考答案：

优点：

（1）加工量大，1年的加工量可达5000—10000吨；

（2）生产速度快：

薄膜生产的线速度可达60—100m/min，甚至300m/min；（3）质量好：

制品的厚度公差可控制在5%左右，表面平整；（4）连续生产，效率高

缺点：

（1）设备庞大，投资大；

（2）设备专用性强，产品调整困难；（3）维修困难（设备庞大、辅机众多）；（4）幅宽同样受到限制

2.压延成型机按照辊筒数目和排列方式分，各有哪些种类？

斜Z字型排列和倒L型排列方式各自的优点如何？

参考答案：

按照辊筒数目，压延成型机可以分为双辊（主要用于混料、供料、压片等）、三辊、四辊、五辊、六辊等；按照辊筒排列方式，可以分为I型、三角型、倒L型、Z型、斜Z型等。

斜Z字型排列的优点：

1）辊筒相互独立，受力时不互相干扰，传动平稳、操作稳定，制品厚度易控制；

2）物料和辊筒的接触时间短、受热少、不易分解；

3）各筒拆卸方便，易于检修；

4）上料方便，便于观察存料，且便于双面贴胶；

5）厂房高度要求低。

倒L型排列的优点：

1）物料包住辊的面积比较大，产品的表面光洁度较好；

2）杂物不容易掉入；

3.压延过程对辊筒有何要求？

参考答案：

①辊筒要求有足够的强度、刚度；作业面应耐磨、耐腐蚀、高强度；②材料：

冷铸钢；壳：

冷硬铸铁，芯：

球墨铸铁；铬钼合金；③表面光洁度：

很光Ra：

0.08μm；④刚性好，限制长径比，1：

2—1：

3。

5辊筒加热均匀。

4.压延成型的辅机有哪些，各自的作用如何？

参考答案：

（1）引离辊

①作用：

从压延辊上均匀无折皱地剥离已成型的薄膜

②位置：

距最后一辊7.5—15cm

③结构：

中空，内通蒸汽加热

（2）轧花辊

①结构：

一个轧花辊、一个胶棍（内腔均通冷水冷却）

②影响因素：

压力、转速、冷却速度

（3）冷却装置

①作用：

冷却定型

②结构：

4—8只冷却辊

（4）橡皮运输带（作用：

减小内应力）

（5）收卷装置

①关键因素：

张力

过大：

在存放中产生应力松弛（导致摊不平、严重收缩）

过小：

堆放时易把薄膜压皱

②怎样控制张力

（6）金属检测器、进料料斗、切割装置等

5.影响压延制品质量的操作因素有哪些，各自如何影响？

参考答案：

A、辊温和辊速

物料在压延成型时所需要的热量，一部分由加热辊筒供给，另一部分则来自物料与辊筒之间的摩擦以及物料自身剪切作用产生的能量。

产生摩擦热的大小除了与辊速有关外，还与物料的增塑程度有关，亦即与其粘度有关。

因此，压延不同配方的塑料时，在相同的辊速下，温度控制就不—样；同理，相同配方不同的辊速，温度控制也不应一样。

辊温与辊速之间的关系还涉及到辊温分布、辊距与存料调节等条件的变化。

压延时，物料常粘附于高温和快速的辊筒上。

为了使物料能够依次贴合辊筒，避免夹入空气而使薄膜不带孔泡，各辊筒的温度一般是依次增高的，但最后两辊温度应近于相等，这样有利于薄膜的引离。

各辊温差在5-l0℃范围内。

B、辊筒的速比

（1）作用：

使物料依次贴辊；更好地塑化

使压延辊具有速比的目的不仅在于使压延物依次贴辊，而且还在于使塑料能更好地塑化，因为这样能使物料受到更多的剪切作用。

此外，还可使压延物取得一定的延伸和定向，从而使薄膜厚度和质量分别得到减小和提高。

为达到延伸和定向的目的，辅机各转辊的线速度也应有速比，这就是引离辊、冷却辊和卷绕辊的线速度须依次增高，并且都大于压延机主辊筒（四辊压延机中的第四辊）的线速度。

但是速比不能太大，否则薄膜的厚度将会不均，有时还会产生过大的内应力。

薄膜冷却后要尽量避免延伸。

（2）调节：

速比过大——包辊

速比过小——不贴棍

调节速比的要求是不能使物料包辊和不吸辊。

速比过大会出现包辊现象；反之则会不易吸辊，以致空气夹入而使产品出现气泡，如对硬片来说，则会产生“脱壳”现象，塑化不良，造成质量下降。

C、辊距、存料量

（1）辊距的作用：

调节产品的厚度；改变存料量

压延辊的辊距，除最后一道与产品厚度大致相同外（应为牵引和轧花留有余量），其它各道都比这—数值大，而且按压延辊筒的排列次序自下而上逐渐增大，使辊隙间有少量存料。

存料量的作用：

在成型中起“存储”、“补充”、进一步“塑化”

（2）存料多少

存料的多少和旋转状况均能直接影响产品质量。

存料过多，薄膜表面毛糙和出现云纹，并容易产生气泡。

在硬片生产中还会出现冷疤。

此外，存料过多时对设备也不利，因为增大了辊筒的负荷。

存料太少，常因压力不足而造成薄膜表面毛糙，在硬片中且会连续出现菱形孔洞。

存料太少还可能经常引起边料的断裂，以致不易牵至压延机上再用。

旋转情况

存料旋转不佳，会使产品横向厚度不均匀、薄膜有气泡、硬片有冷疤。

存料旋转不佳的原因在于料温太低。

辊温太低或辊距调节不当。

基于以上种种，辊隙存料是压延操作中需要经常观察和调节的重要环节。

D、剪切、拉伸

由于在压延机上压延物的纵向上受有很大的剪切应力和一些拉伸应力，因此高聚物分子会顺着薄膜前进方向（压延方向）发生分子定向，以致薄膜在物理机械性能上出现各向异性。

这种现象在压延成型中称为定向效应或压延效应。

就软聚氯乙烯薄膜来说，由定向效应引起的性能变化主要有：

①与压延方向平行和垂直两向（即纵向和横向）上的断裂伸长率不同；①在自由状态加热时，由于解取向作用，薄膜各向尺小会发小不同的变化；纵向出现收缩，横向与厚度则出现膨胀。

如果压延制品需要这种定向效应，例如要求薄膜具有较高的单向强度，则生产中应促进这种效应，否则就需避免。

定向效应的程度随辊筒线速度、辊筒之间的速比、辊隙存料量以及物料表观粘度等因素的增长而上升，但随辊筒温度和辊距以及压延时间的增加而下降。

此外，由于引离辊、冷却辊和卷取辊等均具有一定的速比，所以也会引起压延物的分子定向作用。

6.影响压延制品质量的原料因素有哪些，各自如何影响？

参考答案：

A、树脂

（1）分子量及其分布

一般说来，使用相对分子质量较高和相对分子质量分布较窄的树脂，可以得到物理力学性能、热稳定性和表面均匀性好的制品。

但是这会增加压延温度和设备的负荷，对生产较薄的膜更为不利。

所以，在压延制品的配方设汁中，