2025年高職高分子材料工程技術(shù)（性能改性）實(shí)操卷

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______姓名______一、材料準(zhǔn)備與預(yù)處理（總共2題，每題10分，答題要求：請(qǐng)?jiān)敿?xì)描述在進(jìn)行高分子材料性能改性實(shí)操時(shí)，所需材料的種類(lèi)、規(guī)格以及預(yù)處理方法）1.請(qǐng)列出至少三種用于高分子材料性能改性的常見(jiàn)添加劑，并說(shuō)明其作用。2.對(duì)于一種給定的高分子材料顆粒，簡(jiǎn)述如何進(jìn)行有效的干燥預(yù)處理以確保后續(xù)改性實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。二、改性工藝操作（總共3題，每題15分，答題要求：根據(jù)所提供的改性工藝步驟，詳細(xì)闡述操作要點(diǎn)、注意事項(xiàng)以及可能出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法）1.描述擠出改性工藝中，從原料準(zhǔn)備到擠出成型的整個(gè)操作流程及關(guān)鍵控制點(diǎn)。2.若采用注塑工藝對(duì)高分子材料進(jìn)行改性，說(shuō)明模具選擇、注塑參數(shù)設(shè)置及成型后的處理步驟。3.講述溶液共混改性高分子材料時(shí)，溶液配制、混合過(guò)程及后續(xù)的干燥處理等具體操作要求。三、性能測(cè)試與分析（總共2題，每題15分，答題要求：針對(duì)改性后的高分子材料，說(shuō)明性能測(cè)試的項(xiàng)目、方法及如何根據(jù)測(cè)試結(jié)果分析改性效果）1.列舉至少四項(xiàng)改性高分子材料后需要測(cè)試的性能指標(biāo)，并說(shuō)明對(duì)應(yīng)的測(cè)試方法。2.當(dāng)測(cè)試結(jié)果顯示改性后的高分子材料某一性能未達(dá)到預(yù)期目標(biāo)時(shí)，分析可能的原因及改進(jìn)措施。四、問(wèn)題解決與優(yōu)化（總共2題，每題15分，答題要求：針對(duì)實(shí)操過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，提出合理的解決方案，并闡述如何進(jìn)一步優(yōu)化改性工藝以提高材料性能）1.在擠出改性過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)材料出現(xiàn)氣泡，分析可能導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的原因，并提出解決辦法。2.若改性后的高分子材料力學(xué)性能提升不明顯，探討可從哪些方面優(yōu)化改性工藝來(lái)改善力學(xué)性能。五、安全與環(huán)保意識(shí)（總共1題，每題10分，答題要求：闡述在高分子材料性能改性實(shí)操過(guò)程中的安全注意事項(xiàng)以及環(huán)保措施）1.說(shuō)明在進(jìn)行高分子材料性能改性實(shí)驗(yàn)時(shí)，涉及到的化學(xué)試劑、設(shè)備操作等方面的安全風(fēng)險(xiǎn)及相應(yīng)的防范措施，同時(shí)簡(jiǎn)述如何做好實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的環(huán)保工作。答案1.常見(jiàn)添加劑有：增塑劑，可增加高分子材料的柔韌性和可塑性；增強(qiáng)劑（如玻璃纖維），提高材料的強(qiáng)度和剛性；抗氧劑，防止高分子材料氧化老化。2.對(duì)于給定的高分子材料顆粒，可采用鼓風(fēng)干燥箱進(jìn)行干燥預(yù)處理。將顆粒均勻平鋪在托盤(pán)中，設(shè)置干燥溫度（一般略高于材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）和時(shí)間，定期翻動(dòng)顆粒，確保干燥均勻。干燥至顆粒含水量符合后續(xù)實(shí)驗(yàn)要求，可通過(guò)卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀檢測(cè)含水量來(lái)判斷。1.擠出改性工藝操作流程：先將高分子材料原料和添加劑按比例準(zhǔn)備好，經(jīng)干燥后加入擠出機(jī)料斗。設(shè)定擠出機(jī)溫度、螺桿轉(zhuǎn)速等參數(shù)，使物料在機(jī)筒內(nèi)充分塑化。通過(guò)模頭擠出成型，關(guān)鍵控制點(diǎn)在于溫度控制要精準(zhǔn)，防止物料過(guò)熱分解或塑化不良；螺桿轉(zhuǎn)速要適中，保證物料輸送均勻。注意事項(xiàng)包括定期清理擠出機(jī)和模頭，防止物料殘留影響下次擠出質(zhì)量。可能出現(xiàn)的問(wèn)題如擠出物表面粗糙，原因可能是溫度過(guò)低或螺桿轉(zhuǎn)速過(guò)快，解決方法是適當(dāng)提高溫度或降低螺桿轉(zhuǎn)速。2.注塑工藝中，模具選擇要根據(jù)產(chǎn)品形狀和尺寸，確保模具型腔能準(zhǔn)確成型。注塑參數(shù)設(shè)置包括溫度、壓力、注射速度等，溫度要保證物料充分熔融，壓力要使物料充滿(mǎn)型腔，注射速度要根據(jù)材料流動(dòng)性合理調(diào)整。成型后處理步驟包括去除飛邊、進(jìn)行后處理（如退火處理消除內(nèi)應(yīng)力）。注意模具安裝要牢固，參數(shù)調(diào)整要逐步優(yōu)化?？赡艹霈F(xiàn)的問(wèn)題如產(chǎn)品有缺陷（如缺料、氣泡等），需分析參數(shù)是否合適，模具是否有問(wèn)題等并相應(yīng)調(diào)整。3.溶液共混改性時(shí)，溶液配制要準(zhǔn)確稱(chēng)取高分子材料和添加劑，選擇合適的溶劑，攪拌使其充分溶解形成均勻溶液?；旌线^(guò)程要在適當(dāng)溫度下進(jìn)行，采用磁力攪拌或機(jī)械攪拌，確保各組分混合均勻。后續(xù)干燥處理可采用蒸發(fā)溶劑的方法，如加熱蒸發(fā)或減壓蒸餾，注意控制干燥溫度和時(shí)間，防止材料分解或形成硬殼影響干燥效果。1.測(cè)試項(xiàng)目及方法：拉伸性能，采用拉伸試驗(yàn)機(jī)測(cè)試材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等；硬度，用硬度計(jì)測(cè)試邵氏硬度等；熱性能，通過(guò)熱重分析儀測(cè)試熱穩(wěn)定性；沖擊性能，用沖擊試驗(yàn)機(jī)測(cè)試材料的沖擊強(qiáng)度。2.若某一性能未達(dá)預(yù)期目標(biāo)，如拉伸強(qiáng)度不足，可能原因有增強(qiáng)劑添加量不足、混合不均勻、擠出工藝參數(shù)不當(dāng)?shù)取８倪M(jìn)措施可增加增強(qiáng)劑用量，優(yōu)化混合工藝，調(diào)整擠出溫度、螺桿轉(zhuǎn)速等參數(shù)，重新測(cè)試性能，根據(jù)結(jié)果進(jìn)一步調(diào)整。1.氣泡產(chǎn)生原因：原料中含有水分，干燥不徹底；擠出溫度過(guò)高，物料分解產(chǎn)生氣體；螺桿轉(zhuǎn)速過(guò)快，物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間短，氣體未充分排出。解決辦法：加強(qiáng)原料干燥；降低擠出溫度；適當(dāng)降低螺桿轉(zhuǎn)速，延長(zhǎng)物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間。2.可從以下方面優(yōu)化：調(diào)整改性劑種類(lèi)和用量，選擇更合適的添加劑組合；優(yōu)化混合工藝，確保添加劑與高分子材料充分混合均勻；改進(jìn)擠出工藝，如調(diào)整溫度、壓力、螺桿轉(zhuǎn)速等參數(shù)，使物料塑化和擠出過(guò)程更穩(wěn)定；嘗試不同的成型工藝，如改變模具結(jié)構(gòu)、注塑工藝參數(shù)等，以改善材料的成型質(zhì)量和性能。安全注意事項(xiàng)：化學(xué)試劑方面，要了解其毒性、腐蝕性等性質(zhì)，佩戴好防護(hù)