高分子材料加工成型原理题库胡成龙.docx

1、高分子材料加工成型原理题库胡成龙高分子材料加工成型原理题库填空：1 聚合物具有一些特有的加工性质，如有良好的_可模塑性_，_可挤压性_，_可纺性_和_可延性_。正是这些加工性质为聚合物材料提供了适于多种多样加工技术的可能性。2 _熔融指数_是评价聚合物材料的_可挤压性_这一加工性质的一种简单而又实用的方法，而_螺旋流动试验_是评价聚合物材料的_可模塑性_这一加工性质的一种简单而又实用的方法。3 在通常的加工条件下，聚合物形变主要由_高弹形变_和_粘性形变_所组成。从形变性质来看包括_可逆形变_和_不可逆形变_两种成分，只是由于加工条件不同而存在着两种成分的相对差异。4 聚苯乙烯（PS）、聚丙烯

2、（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚碳酸酯（PC）、高密度聚乙烯（HDPE）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚酰胺（PA）的缩写。5 聚合物的粘弹性行为与加工温度T有密切关系，当TTf时，主要发生_粘性形变_，也有弹性效应，当TgT Tf 时，主要发生_弹性形变_，也有粘性形变。6 按照经典的粘弹性理论，加工过程线型聚合物的总形变可以看成是_普弹形变_、_推迟高弹形变_和_粘性形变三部分所组成。7 假塑性流体在较宽的剪切速率范围内的流动曲线，按照变化特征可以分为三个区域，分别是：_第一牛顿区_、_非牛顿区_和_第二牛顿区_。8 聚合物液体在管和槽中的流动时，按照受力方式划分可以分为_压力流动_、_

3、收敛流动_和_拖拽流动_； 按流动方向分布划分：_一维流动_、_二维流动_和_三维流动_。9 用于测定聚合物流变性质的仪器一般称为_流变仪_或_粘度计_。目前用得最广泛的主要有_毛细管粘度计_、_旋转粘度计_、_落球粘度计_和锥板粘度计_等几种。10 影响聚合物流变形为的的主要因素有：_温度_、_压力_、_应变速率_和_聚合物结构因素_以及_组成_等。11 聚合物流动行为最常见的弹性行为是_端末效应_和_不稳定流动，它们具体包括：_入口效应_、出口膨胀效应、_鲨鱼皮现象_和_熔体破裂_。12 聚合物加工过程中的主要的物理变化有：结晶_和_取向；主要化学变化有：降解_和_交联。13 加工成型过程

4、中影响结晶的主要因素有：_冷却速率_、_熔融温度_、_熔融时间_、_应力作用_以及_低分物和链结构的影响_。14 加工成型过程中取向按照流动成因可分为：拉伸取向_和_流动取向；按照取向方式可分为：单轴取向_和_双轴取向_。15 聚合物在成型加工过程或长期使用容易发生老化现象，有效方法之一是添加_防老剂_，按照功用的不同可将防老剂具体分为：_稳定剂_、_光稳定剂_、_抗氧剂_和_驱避剂_等。16 聚合物在成型加工过程中物料的混合过程一般是靠_扩散_、_对流_和_剪切_三种作用实现的。17 聚合物在成型加工过程中主要应用的初混合设备包括：_捏合机_、_高速混合机_、_管道式捏合机_等；主要的混合塑

5、炼设备包括：_双辊塑炼机_、_密炼机_、_挤出机_等。18 单螺杆挤出机的基本结构主要包括五个部分，它们分别是：传动装置_、加料装置_、料筒_、螺杆、机头口模。19 根据物料在螺杆中的变化特征将螺杆分为三个部分：_加料段_、_压缩段_、_均化段_。20 挤出机的机头与口模的组成部件包括：_过滤网_、多孔板_、_分流器_、_模芯_、_口模_和_机颈_等。21 注射机按照结构特征划分可以分为_柱塞式_和_螺杆式_。它们都主要由三个主要系统构成，具体包括：_注射系统_、_锁模系统_和_模具系统_。22 注射机的螺杆的主要作用是：_送料_、_压实_、_塑化_、_传压_。23 喷嘴是连接_料筒_和_模具

6、_的过渡部分。通常分为三种形式：_通用式_、_延伸式_、_弹簧针阀式。24 按时间次序，注射过程可分为以下几个阶段： 空载期、 充模期、 保压期、 反料期、 凝封期 和 继冷期。25 模压成型的过程主要包括：加料、闭模、排气、固化、脱模_和_吹洗模具_等几个步骤。26 塑料一次成型工艺有多种，其中用于最广泛的四种分别有：挤出成型、注塑成型、模压成型_和_压延成型_。27 塑料中空吹塑成型有三种常见的方法，它们分别是：注射吹塑、挤出吹塑_和_注射拉伸吹塑_。28 热成型方法有几十种，其中基本方法有六种，它们分别是：真空成型、压力成型、覆盖成型、柱塞辅助成型、推气成型_和_对模成型_。29 拉幅薄

7、膜成型的主要方法有两种，分别是_平膜法_和_管膜法_。30 注射模具的结构可以千变万化，而且基本结构都是一致的，主要由：浇注系统、成型零件_和_结构零件_三大部分组成。名词解释：一次成型：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二次成型：在一定条件下将一次成型得到的片、板、棒等塑料成品，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较简单形状，再经冷却定型而得新产品。挤出成型：借助螺杆或柱塞的挤压作用，使受热融化的塑料在压力推动下，强行通过口模而成为具有恒定截面的连续型材的一种成型方法。注射成型：将塑料（一般为

8、粒料）在注射成型机的料筒内加热熔化，当呈流动状态时，在柱塞或螺杆加压下熔融塑料被压缩并向前移支，进而通过料筒前端的喷嘴以很快速度注入温度较低的闭全模具内，经过一定时间冷却定型后，开启模具即得制品。压制成型：将粉状或糊团等形状的热固性树脂加入加热的模具型腔内，然后闭合模具加压加热，使树脂达到流动状态，并充满模具型腔的各个角落，同时，通过交联反应固化定型，经适当的固化时间后，打开模具取出制品。压延成型：先用各种塑炼设备将成型物料熔融塑化，然后使已塑化的熔体通过一系列相向旋转的滚筒间隙，使之经受挤压与延展作用成为平面状的连续塑性体，再经过冷却定型和适当的后处理即得到膜、片类塑料制品。注射周期：注射周

9、期或称总周期，指完成一次注射成型所需的时间。压延效应：在压延过程中，热塑性塑料由于受到很大的剪切应力作用，因此大分子会顺着薄膜前进方向发生定向作用，使生成的薄膜在物理机械性能上出现各向异性，这种现象称为压延效应。中空吹塑成型：将挤出或注射成型的塑料管坯(型坯)在高弹态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。热成型：利用热塑性塑料的片材作为原料，夹在模具的框架上，让其在Tg至Tf间的适宜温度加热软化，施加压力，使其紧贴模具的型面，取得与型面相仿的形状尺寸，经冷却定型和修整后即得制品。拉幅薄膜成型：将挤出得到的厚度为13毫米的厚

10、片或管坯，重新加热到Tg至Tm（Tf）间，进行平面内的大幅度拉伸而制成薄膜的方法.流变学：是研究材料流动和变形的科学，是固体力学和流体力学的有机结合。牛顿流体：在一维剪切流动情况下，当有剪切应力于定温下施加到两个相距dr的流体平行层面并以相对速度dv运动，剪切应力与剪切速率成线性关系的流体称为牛顿流体. 非牛顿流体：不遵从牛顿流动定律的流体统称为非牛顿流体。粘度：又叫切变粘度系数，简称粘度产生单位剪切速率（速度梯度）所必须的剪切应力值表观粘度：非牛顿流体流动时剪切应力和剪切速率的比值。用a (apparent viscosity) 表示。宾汉液体：与牛顿流体相同， 剪切速率 剪切应力的关系也是

11、一条直线，不同处：它的流动只有当 高到一定程度后才开始，需要使液体产生流动的最小应力y称为屈服应力。当 y时，完全不流动 。假塑性液体：流体的表观粘度随剪切应力的增加而降低。也即切力变稀现象。膨胀性液体：流体的表观粘度随剪切应力的增加而增加，也即切力增稠现象。剪切速率：单位时间内流体所产生的剪切应变 端末效应：管子进口端与出口端与聚合物液体弹性行为有关的现象称为端末效应。鲨鱼皮症：一般指“鲨鱼皮症”，是发生在挤出物熔体流柱表面上的一种缺陷现象，其特点是在挤出物表面形成很多细微的皱纹，类似于鲨鱼皮。熔体破碎：也是一种不稳定流动现象，具体是挤出物表面出现凹凸不平，外形畸变支离断裂，内部和外部都产生

12、破坏的现象。结晶：是指晶体形成的具体过程。取向：聚合物结构单元或纤维状填料在某种程度上顺着流动的方向作平行排列，这种排列常成为取向降解：降解：聚合物分子量降低的作用。交联：聚合物的加工过程，形成三向网状结构的反应称为交联熔融指数：是指在一定载荷下定温下10分钟内聚合物从出料口挤出的重量，单位是克。温度敏感指标：给定剪切速率下相差40的两个温度T1和T2的粘度比。三、简答题：1、请用粘弹性的滞后效应相关理论解释塑料注射成型制品的变形收缩现象以及热处理的作用。（课本P12）答：塑料注射成型制品的变形收缩。当注射制件脱模时，大分子的形变并非已经停止，在贮存和使用过程中，制件中大分子的进一步形变能使制

13、件变形。制品收缩的主要原因是熔体成型时骤冷使大分子堆积得较松散（即存在“自由体积”）之故。在贮存和使用过程中，大分子的重排运动的发展，使堆积逐渐紧密，以致密度增加体积收缩。能结晶的聚合物则因逐渐形成结晶结构而使成型的制品体积收缩。制品体积收缩的程度是随冷却速度增大而变得严重，所以加工过程急冷（骤冷）对制件的质量通常是不利的。无论是变形或是体积收缩，都将降低制品的因次稳定性；严重的变形或收缩不均匀还会在制品中形成内应力，甚至引起制品开裂；同时并降低制品的综合性能。 在TgTf的温度范围内对成型制品进行热处理，可以缩短大分子形变的松弛时间，加速结晶聚合物的结晶速度，使制品的形状能够较快地稳定下来。

14、某些制品在热处理过程辅以溶胀作用（在水或溶剂中热处理或将制品置于溶剂蒸汽中热处理，更能缩短松弛时间）。例如在纤维拉伸定型的热处理中，若吹入瞬时水蒸气，有利于较快地消除纤维中的内应力，提高纤维使用的稳定性。通过热处理不仅可以使制品中的内应力降低，还能改善聚合物的物理机械性能，这对于那些链段的刚性较大、成型过程中容易冻结内应力的聚合物如聚碳酸酯、聚苯醚、聚苯乙烯等有很重要的意义。2、分别阐述聚合物在高弹态和粘流态时的粘弹性形变特点。即使在较小的外力作用下，也能迅速产生很大的形变，并且当外力除去后，形变又可逐渐恢复。这种受力能产生很大的形变，除去外力后能恢复原状的性能称高弹性，相应的力学状态称高弹态

15、。当温度升到足够高时，在外力作用下，由于链段运动剧烈，导致整个分子链质量中心发生相对位移，聚合物完全变为粘性流体，其形变不可逆，这种力学状称为粘流态。3、什么是聚合物的力学三态，各自的特点是什么？各适用于什么加工方法？玻璃态、高弹态和粘流态称为聚合物的力学三态。聚合物在外力作用下的形变小，具有虎克弹性行为：形变在瞬间完成，当外力除去后，形变又立即恢复，表现为质硬而脆，这种力学状态与无机玻璃相似，称为玻璃态。车、铣、刨、削等机械加工这种受力能产生很大的形变，除去外力后能恢复原状的性能称高弹性，相应的力学状态称高弹态。真空成型、压力成型、压延、弯曲成型等加工聚合物完全变为粘性流体，其形变不可逆，这种力学状称为粘流态。熔融纺丝、注射、挤出、吹塑、贴合等加工4、画出几种典型流体的剪切力-剪切速率流动曲线，并简单说明各自的流变行为特征。宾汉流体：与牛顿流体相同， 剪切速率 剪切应力的关系也是一条直线，不同处：它的流动只有当 高到一定程度后才开始，需要使液体产生