塑料成型工艺与模具设计习题答案屈华昌.docx

1、塑料成型工艺与模具设计习题答案屈华昌第一章答案1高分子聚合物链结构有哪些特点？根据链结构的不同，高分子聚合物可以分成哪几类？答:高分子聚合物链结构具有以下结构特点（1）高分子呈现链式结构（2）高分子链具有柔性（3）高聚物的多分散性根据链结构的不同,高分子聚合物可以分为高分子近程结构和高分子远程结构。2根据聚集态结构的不同，高分子聚合物可以分成哪几类?试阐述其结构特点和性能特点。答:根据聚集态结构的不同,高分子聚合物可以分成固体和液体,固体又有晶态和非晶态之分。（1）聚集态结构的复杂性 因为高分子链依靠分子内和分子间的范德华力相互作用堆积在一起，可导致晶态和非晶态结构。高聚物的比小分子物质的晶态

2、有 程序差得多，但高聚物的非晶态结构却比小分子物质液态的有序程度高。高分子链具有特征的堆方式， 分子链的空间形状可以是卷曲的、折叠的和伸直的，还可能形成某种螺旋结构。如果高分子链由两种以上的不同化学结构的单体组成,则化学结构是决定高分子链段由于相容性的不同， 可能形成多种多样的微相结构。复杂的凝聚态结构是决定高分子材料使用性能的直接因素 .（2）具有交联网络结构 某些种类的高分子链能够以化学键相互连接形成高分子网状结构，这种结构是橡胶弹性体和热固性塑料所特有的。这种高聚物不能被溶剂溶解，也不能通过加热使其熔融.交联对此类材料的力学性能有重要影。高聚物长来链大分子堆砌在一起可能导致链的缠结，勾结

3、点可看成为可移的交链点。3在线型非晶态（无定形）聚合物的热力学曲线上，可以分为哪三种力学状态的区域？温度点b、g、f、d表征什么意义?答：在线型非晶体态（无定形）聚合物的热力学曲线上,可以分为玻璃态、高弹态、粘流态.b 称为脆化温度，它是塑料使用的下限温度.g 称为玻璃化温度，玻璃态和高弹态之间的转变称为玻璃化转变，对应的转变温度即玻璃态温度。f 称为粘流温度，高弹态与粘流态之间的转变温度称为粘流温度。d 称为热分解温度，它是塑料使用的上限温度。4绝大多数的聚合物熔体都表现为非牛顿流体，试写出非牛顿流体的指数流动规律，并表述其意义。答：通常把不服从牛顿流体规律的流动称为非牛顿型流动,具有这种流

4、动行为的液体称为非牛顿流体.一些聚合物都近似地服从QSTWALDDEWALE提出的指数流动规律，其表达式为= K n= a （a = K n-1）式中K与聚合物和温度有关的常数，可以反映聚合物熔体的粘稠性,称为粘度系数n与聚合物和温度有关的常数，可以反映聚合物熔体偏离牛顿流体性质的程度称为非牛顿指数.5影响假塑性液体流变性的主要因素有哪些?如何影响？答:影响假塑性液体流变性的主要因素有以下三个方面（1）聚合物本身的影响。支链程度越高， 则熔体的流动性就越低。（2）聚合物中添加剂的影响。当聚合物中加入这些添加剂后，聚合大分子间的作用力会发生很大变化，熔体的粘度也随之改变。（3)温度及压力对聚合物

5、熔体粘度的影响。一般而言， 温度升高，大分子间的自由空间随之增大,分子间作用力减小，分子运动变得容易，从而有利于大分子的流动与变形，宏观上表现粘度下降。6什么是结晶型聚合物？结晶型聚合物与非结晶型聚合物相比较，其性能有什么特点？答：结晶态聚合物是指，在高聚物微观结构中存在一些具有稳定规整排列的分子的区域，这些分子有规则紧密排列的区域称为结晶区，存在结晶区的高聚物称为结晶态高聚物。这种由结晶而导致的规整而紧密的微观结构还可以使聚合物的拉伸强度增大,冲击强度降低，弹性模量变小，同时结晶还有助于提高聚合物的软化温度和热变形温度，使成型的塑件脆性增大，表面粗糙度增大，而且还会导致塑件的透明度降低甚至消

6、失.7什么是聚合物的取向？聚合物的取向对其成型物的性能有什么影响？答：当线型高分子受到外力而充分伸展的时候，其长度远远超过其宽度，这种结构上的不对称性，使题目在某些情况下很容易烟某特定的方向做占优势的平行排列，这种现象称为取向。聚合物取向的结果是导致高分子材料的力学性能，光学性质以及热性能等方面发生了显著的变化。在力学性能中,抗张强度和挠曲疲劳强度在取向方向上显著增加，而与取向方向垂直的方向上则显著降低，同时,冲击强度、断裂伸长率也发生相应的变化，聚合物的光学性质也将呈现各向异性。8什么是聚合物的降解?如何避免聚合物的降解?答:降解是指聚合物在某些特定条件下发生的大分子链断裂,侧基的改变、分子

7、链结构的改变及相对分子质量降低等高聚物微观分子结构的化学变化。为了避免聚合物的降解可以采取以下措施：（1)改善塑件的加工工艺（2）采取烘干措施，减少原材料中的水分。（3）增加助剂（即添加添加剂）（4）提高原材料的纯度第二章答案1塑料一般由哪些部分组成?各自起什么作用？答：塑料是一种以合成树脂（高分子聚合物)为基体的固体材料,除了合成树脂以外，还应该含有某些特定功能的添加剂。合成树脂是塑料的基材,对塑料的物理化学性能起着决定作用。各种塑料添加剂的作用如下：增塑剂:削弱聚合物分子间的作用力。填料：（1）增加容量，降低塑料成本。 （2）改善塑料的性能。稳定剂:提高树脂在热、光和霉菌等外界因素作用时的

8、稳定性。润滑剂：改进高聚物的流动性、减少摩擦、降低界面粘附。着色剂：使塑料制件具有各种颜色.2塑料是如何进行分类的？热塑性塑料和热固性塑料有什么区别？答：最常用的塑料分类方法是按照塑料树脂的大分子类型和特性将塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。热塑性塑料主要由合成树脂（分子为线型或者带有支链的线型结构）制成，其成型过程是物理变化.热塑性塑料受热可以软化或熔融，成型加工后冷却固化,再加热仍然可以软化,可以回收利用。热固性塑料主要是以缩聚树脂（分子为立体网状结构）为主，加入各种助剂制成,但是它的成型过程不仅是物理变化，更主要的是化学变化。热固性塑料成型加工时也可以受热软化或熔融，但是一旦成型固化

9、后便不再能够软化，也不可以回收利用.3什么是塑料的计算收缩率？影响塑料收缩率的因素有哪些?答:计算收缩率是指成型塑件从塑料模具型腔在常温时的尺寸到常温时的尺寸之间实际发生的收缩百分数,常用于小型模具及普通模具成型塑件尺寸的计算.影响塑料收缩率的因素主要有塑料品种、成型特征、成型条件及模具结构（浇口的形式，尺寸及其位置）等。4什么是塑料的流动性?影响流动性的因素有哪些？答：塑料的流动性是指树脂聚合物所处的温度大于其粘流温度f时发生的大分子之间的相对滑移现象,表现为成型过程中在一定温度和一定压力下塑料熔体填充模具型腔的能力。塑料的品种，成型工艺和模具结构是影响流动性的主要因素。5测定热塑性塑料和热

10、固性塑料的流动比分别使用什么仪器？如何进行测定？答：测定热固性塑料的流动性使用拉西格压模，将定量的热固性塑料原材料放入拉西格压模中，在一定压力和一定温度下,测定其从拉西格压模下面小孔中挤出塑料的长度值来表示热固性塑料流动性的好与坏。测定热塑性的流动性使用熔融指数测定仪。将被测定的定量热塑性塑料原材料加入到测定仪中,上面放入压柱,在一定的压力和温度下，10分钟内以测定仪下面的小孔中挤出塑料的克数表示熔融指数的大小.6什么是热固性塑料的比体积和压缩比？热固性塑料的硬化速度是如何定义的？答:比容是指单位重量的松散塑料所占有的体积. 压缩比是指塑料的体积与塑件的体积之比。硬化速度是指熔融塑料充满型腔后

11、，分子结构从线型或支链型结构变为网状体型三维结构即交联固化所需的时间。7什么是塑料的热敏性？成型过程中如何避免热敏现象的发生？答：热敏性是指塑料在受热，受压时的敏感程度，也可以称为塑料的热稳定性.为了防止热敏性塑料在成型过程中受热分解等现象发生，通常在塑料中添加一些抗热敏的热稳定剂，并且控制成型生产的温度，另外合理的模具设计也可以有效降低塑料的热敏反应。8阐述常用塑料的性能特点。塑料的特点名 称代号外 观 色 泽优 良 性 能缺 点加 工 方式用 途聚乙烯PE乳白色，无味，无毒绝缘性好，耐化学腐蚀，耐水,机械强度底，表面硬度低底,中，高法电器工业,化学工业 食品,机械制造，农业聚丙烯PP无色,

12、无味，无毒透明性好，透气性底易降解,老化机加工医药工业以及制造机械零件聚氯乙烯PVC白色或浅换黄色粉末不易燃烧,离火即灭脆性底模具成型各种制件聚笨乙烯PS无色,无味,透明容易染色热变形温度底模具成型绝缘制件，玩具丁二烯共聚物ABS粒状或粉状,坚韧,加工性能好容易氧化降解模具成型电器壳体聚酰胺PA颜色多样优良的力学性能热稳定6差模具成型工业上应用很广泛聚甲基丙西酸甲脂PMMA有很高的透明性耐腐蚀，透光性很好容易燃烧模具成型做各种玻璃聚碳酸脂PC加蓝色可得到透明的塑件较尼龙价格底,性能相当对水分敏感,模具成型优良的工程塑料聚甲醛POM淡黄或白色抗拉,抗压性好成型收缩率大模具成型一起外壳等聚砜PSU

13、有透明或不透明尺寸稳定性好溶体流动性差模具成型制造电器电子零件聚四氟乙烯PTFE白色粉末耐热,耐寒性能优良,良好的电器绝缘性机械强度模具成型防腐化工机械,几飞机制造酚醛树脂PF很脆刚性好，耐热，变形小,耐磨过热现象模具成型加工各种复杂的机械和电器零件甲醛塑料UF外观明亮,部分透明重量轻不易碎,耐光，耐电弧,无毒 ,耐茶,耐咖啡硬化速度快模具成型代替陶瓷环氧树脂EP粘稠状万能胶的主要成分拿化学药品,耐热，电器绝缘性好，收缩率小耐气候性差乃冲击性底，收缩率底模具成型做粘合材料,制造防腐涂料第三章答案1影响塑件尺寸精度的主要因素有哪些？答:首先是模具制造的精度和塑料收缩率的波动，其次是模具的磨损程度

14、。另外，在成型时工艺条件的变化，塑件成型后的时效变化，塑件的飞边等都会影响塑件的精度。2什么是塑件的脱模斜度？脱模斜度选取应遵循哪些原则？答：为了便于从成型零件上顺利脱出塑件，必须在塑件内外表面沿脱模方向设计足够的斜度。脱模斜度选取应该遵循以下原则：（1）塑料的收缩率大，壁厚，斜度应该取偏大值，反之，取偏小值。(2）塑件结构比较复杂，脱模阻力就比较大，应该选取较大的脱模斜度。（3）当塑件高度不大时(一般小于2mm）时，可以不设计斜度,对型芯长或深型腔的塑件,斜度取偏小值。但是通常为了便于脱模，在满足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可将斜度值取大些.（4）一般情况下，塑件外表面的斜度取值可以比内

15、表面的小些，有时也根据塑件的预留位置（留于凹模或凸模上）来确定制件内外表面的斜度。（5）热固性塑料的收缩率一般比热塑性塑料的小一些，故脱模斜度也应该取小些。3绘出有台阶的通孔成型的三种形式的结构简图。4塑料螺纹设计要注意哪些内容？答:塑料螺纹设计要注意以下几点：（1）由于塑料螺纹的强度仅为金属螺纹强度的1/101/5 ，所以，塑件上螺纹应该选用螺牙尺寸较大者，螺纹直径小时不宜采用细牙螺纹，否则会影响其使用强度。另外，塑料罗纹的精度也不能要求太高，一般低于3级。（2）塑料螺纹在成型过程中，由于螺距容易变化，因此一般塑料螺纹的螺距不应该小于0。7mm， 注射成型螺纹直径不得小于2mm，压缩成型螺纹直径不得小于3mm。（3）当不考虑螺纹螺距收缩率时,塑件螺纹与金属螺纹的配合长度不能太长，一般不