1、 C Chapter 1hapter 1 1.1.什么是聚合物的結(jié)晶和取向？它們有何不同？研究結(jié)晶和取向?qū)Ω叻肿硬牧霞庸び泻螌?shí)際意義？什么是聚合物的結(jié)晶和取向？它們有何不同？研究結(jié)晶和取向?qū)Ω叻肿硬牧霞庸び泻螌?shí)際意義？ 聚合物的結(jié)晶結(jié)晶：高聚物發(fā)生的分子鏈在三維空間形成局部區(qū)域的、高度有序的排列的過(guò)程。 聚合物的取向取向：高聚物的分子鏈沿某特定方向作優(yōu)勢(shì)的平行排列的過(guò)程。包括分子鏈、鏈段和結(jié)晶高聚物的 晶片、晶帶沿特定方向擇優(yōu)排列。 不同之處：不同之處： （1）高分子的結(jié)晶屬于高分子的一個(gè)物理特性，不是所有的高聚物都會(huì)結(jié)晶，而所有的高聚物都 可以在合適的條件下發(fā)生取向。 （2）結(jié)晶是某些局部區(qū)

2、域內(nèi)分子鏈在三維空間的規(guī)整排列，而取向一般是在 一定程度上的一維或二維有序，是在外力作用下整個(gè)分子鏈沿特定方向發(fā)生較為規(guī)整排列。 （3）結(jié)晶是在分 子鏈內(nèi)部和分子鏈之間的相互作用下發(fā)生的， 外部作用也可以對(duì)結(jié)晶產(chǎn)生一定的影響； 取向一般是在外力作 用和環(huán)境中發(fā)生的，沒(méi)有外力的作用，取向一般不會(huì)內(nèi)部產(chǎn)生。 （4）結(jié)晶主要發(fā)生在 TgTm 范圍內(nèi)，而取向 可以發(fā)生在 Tg 或 Tm 以上的任何溫度（熱拉伸或流動(dòng)取向） ，也可以在室溫下進(jìn)行冷拉伸獲得。 （5）結(jié)晶單 元為高分子鏈和鏈段，而取向單元還可以是微晶(晶粒)。 結(jié)晶是結(jié)晶性高聚物加工成型過(guò)程中必然經(jīng)歷的過(guò)程， 結(jié)晶直接影響到聚合物的成型加工

3、和制品的性能。 結(jié)晶溫度越低，聚合物加工熔點(diǎn)越低且熔限越寬，結(jié)晶溫度越高，熔點(diǎn)較高且熔限越窄?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)相似而結(jié) 晶度較大的聚合物成型加工溫度較高。 結(jié)晶過(guò)程中結(jié)晶速度的快慢直接決定了制品的成型加工周期， 結(jié)晶越 快，冷卻時(shí)間越短，而結(jié)晶越慢，加工成型周期變長(zhǎng)。聚合物結(jié)晶顆粒的尺寸對(duì)制品的透明性、表觀形態(tài)和 機(jī)械性能也有非常大的影響。因此結(jié)晶在聚合物的成型加工過(guò)程中占有舉足輕重的低位。 取向是聚合物在加工過(guò)程中或者加工后處理階段形成的，結(jié)晶聚合物和非晶聚合物均可以產(chǎn)生取向。非 晶態(tài)高聚物的取向， 包括鏈段的取向和大分子鏈的取向， 而結(jié)晶態(tài)高分子的取向包括晶區(qū)的取向和非晶區(qū)的 取向， 晶區(qū)的取向發(fā)

4、展很快， 非晶區(qū)取向較慢。 取向能提高拉伸制品的力學(xué)強(qiáng)度， 還可使分子鏈有序性提高， 這有利于結(jié)晶度的提高，從而提高其耐熱性。在纖維和薄膜的生產(chǎn)中取向狀況的控制顯得特別重要。但對(duì)其 他成型制品，如果流動(dòng)過(guò)程中取向得以保存，則制品的力學(xué)強(qiáng)度會(huì)降低并易變型，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成內(nèi)力不均而 易開(kāi)裂。 2.2.請(qǐng)說(shuō)出晶態(tài)與非晶態(tài)聚合物的熔融加工溫度范圍，并討論兩者作為材料的耐熱性的好壞。請(qǐng)說(shuō)出晶態(tài)與非晶態(tài)聚合物的熔融加工溫度范圍，并討論兩者作為材料的耐熱性的好壞。 晶態(tài)聚合物晶態(tài)聚合物： （1）若聚合物的分子量較小，TmTf，則聚合物達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)已進(jìn)入粘流態(tài)，則熔融加工溫度范 圍即為 TmTd（熱分解溫度） ；

5、若聚合物的分子量較大，分子鏈相互作用力較大，當(dāng)晶區(qū)熔融時(shí)，分子鏈還 需要吸收更多能量克服分子間作用力， 才能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)， 因此聚合物的 TmTf， 則熔融加工溫度范圍為 TfTd。 非晶態(tài)聚合物非晶態(tài)聚合物：熔融加工溫度范圍為 TfTd。 比較結(jié)晶聚合物和非晶聚合物耐熱性的好壞必須在兩者化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的前提下。 在兩者化學(xué)結(jié)構(gòu)相似時(shí)， 結(jié) 晶聚合物由于晶區(qū)分子鏈排列較為規(guī)整， 聚合物由固態(tài)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)時(shí)， 需要先吸收熱量使晶區(qū)變?yōu)榉蔷^(qū)， 然后再進(jìn)入粘流態(tài)，非晶態(tài)聚合物由于分子鏈剛性較大，鏈柔順性較差或者規(guī)整度較低，因此結(jié)晶聚合物比 非晶態(tài)聚合物能夠耐更高的溫度，作為材料使用時(shí)，其耐熱性更好些。如

6、結(jié)晶的等規(guī)聚苯乙烯的耐熱性比非 晶的無(wú)規(guī)聚苯乙烯高。 3.3.分析并討論影響熱塑性塑料成型加工中熔體粘度的因素。分析并討論影響熱塑性塑料成型加工中熔體粘度的因素。 答：影響熱塑性塑料成型加工熔體粘度的因素可分為內(nèi)因和外因。 內(nèi)因內(nèi)因： （1）聚合物主鏈結(jié)構(gòu)的影響：聚合物分子鏈柔性越大，纏結(jié)點(diǎn)越多，鏈的解纏和滑移越困難，聚合物 流動(dòng)時(shí)非牛頓性越強(qiáng)。聚合物分子鏈剛性增加，分子間作用力愈大，粘度對(duì)剪切速率的敏感性減小，但粘度 對(duì)溫度的敏感性增加，提高這類聚合物的加工溫度可有效改善其流動(dòng)性。 聚合物分子中支鏈結(jié)構(gòu)的存在對(duì)粘度也有很大的影響。 具有短支鏈的聚合物的粘度低于具有相同相對(duì)分 子質(zhì)量的直鏈聚合

7、物的粘度；支鏈長(zhǎng)度增加，粘度隨之上升，支鏈長(zhǎng)度增加到一定值，粘度急劇增高。在相 對(duì)分子質(zhì)量相同的條件下，支鏈越多，越短，流動(dòng)時(shí)的空間位阻越小，粘度越低，越容易流動(dòng)。較多的長(zhǎng)支 鏈可增加與臨近分子的纏結(jié)幾率，使流體流動(dòng)阻力增加，粘度增大；長(zhǎng)支鏈越多，粘度升高愈多，流動(dòng)性愈 差。 （2）相對(duì)分子質(zhì)量的影響：聚合物相對(duì)分子質(zhì)量增大，不同鏈段偶然位移相互抵消的機(jī)會(huì)增多，因此分子 鏈重心轉(zhuǎn)移減慢， 要完成流動(dòng)過(guò)程就需要更長(zhǎng)的時(shí)間和更多的能量， 所以聚合物的粘度隨相對(duì)分子質(zhì)量的增 大而增加。 （3）相對(duì)分子質(zhì)量分布的影響：相對(duì)分子質(zhì)量分布寬的聚合物，對(duì)剪切敏感，即使在較低剪切速率或剪切 應(yīng)力下流動(dòng)時(shí)，也比

8、相對(duì)分子質(zhì)量分布窄的聚合物更具有假塑性。 外因外因： （1）溫度的影響：粘流溫度以上，高聚物的粘度與溫度的關(guān)系符合如下關(guān)系： Ln = ln A + E / RT 分子鏈剛性越大，或分子間作用力越大，則高聚物的粘度對(duì)溫度有較大的敏感性，可采用升高溫度的方 法降低成型加工粘度。而柔性分子鏈的高聚物的粘度對(duì)溫度敏感性較差。 （2）剪切速率的影響：在低和高剪切速率區(qū)，高聚物熔體的剪切粘度不隨剪切速率而改變，而在中間剪切 速率區(qū)，粘度隨著剪切速率增加而降低。柔性分子鏈的表觀粘度隨著剪切速率的增加明顯下降，而剛性分子 鏈粘度下降不多。因此可采用提高轉(zhuǎn)速的方法增加剪切速率，從而降低熔體粘度。 （3）壓力的

9、影響：壓力增加，自由體積減小，分子間的相互作用增大，熔體粘度升高。 （4）添加劑的影響：增塑劑、潤(rùn)滑劑、穩(wěn)定劑等小分子改性劑的加入，使聚合物共混物的粘度有所下降； 而大量無(wú)機(jī)填料的添加會(huì)增加熔體的粘度。 C Chapter 2hapter 2 3.3.增塑增塑劑的作用機(jī)理？劑的作用機(jī)理？ 增塑劑是指用以使高分子材料制品塑性增加， 改進(jìn)其柔軟性、 延伸性和加工性的物質(zhì)。按作用機(jī)理不 同，有外增塑和內(nèi)增塑之分。 （1）起外增塑作用的是低相對(duì)分子質(zhì)量的化合物或聚合物，通常為高沸點(diǎn)的較難揮發(fā)的液體或低熔點(diǎn)的固 體，且絕大多數(shù)為酯類有機(jī)化合物。以 PVC 為例，增塑劑分子上的極性基團(tuán)與 PVC 上的氯原

10、子相互吸引， 減少了 PVC 分子間的相互作用，即減少了物理交聯(lián)點(diǎn)。此外，增塑劑的分子比 PVC 要小得多，活動(dòng)較容易， 增加了 PVC 分子鏈段活動(dòng)的空間， 從而使 PVC 的 Tg 下降， 塑性增加。 這類增塑劑生產(chǎn)較簡(jiǎn)單， 性能較全面， 其增塑作用可在較大范圍內(nèi)依加入增塑劑的品種和數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。其缺點(diǎn)是耐久性較差，易揮發(fā)、遷移和抽 出。 （2）起內(nèi)增塑作用的通常為共聚樹(shù)脂，即在均聚物 Tg 較高的單體中引入均聚物 Tg 較低的第二單體，進(jìn)行 共聚，降低高分子化合物的有序程度（即結(jié)晶度） ，增加分子的柔軟性，氯乙烯-醋酸乙烯共聚樹(shù)脂即為典型 的一種。此外，在高分子化合物分子鏈上引入支鏈或取

11、代基也是一種常見(jiàn)的方法，如氯化聚乙烯。 它們的 優(yōu)點(diǎn)是耐久性好，不揮發(fā)、難抽出，缺點(diǎn)是必須在聚合過(guò)程中引入，工藝較復(fù)雜，成本高，使用溫度范圍較 窄，應(yīng)用較少。 5. 5. 潤(rùn)滑劑的選用原則？潤(rùn)滑劑的選用原則？ 潤(rùn)滑劑是能降低熔體與加工機(jī)械或模具之間、熔體內(nèi)部相互間的摩擦和黏附，改善流動(dòng)性，促進(jìn)加工成 型，利于脫模，提高生產(chǎn)能力和制品外觀質(zhì)量和光潔度等的一類添加劑。其選取原則如下： （1）必須注意內(nèi)、外潤(rùn)滑作用的平衡。內(nèi)、 外潤(rùn)滑作用和成型過(guò)程中的初期、 中期及后期作用潤(rùn)滑劑的 配合使用是必要的。 （2）根據(jù)加工工藝特點(diǎn)，考慮剪切速率范圍，合理兼顧流動(dòng)、防粘和塑化時(shí)間三因素， ， 選用一種潤(rùn)滑作

12、 用為主，并兼顧內(nèi)、外潤(rùn)滑作用。以 PVC 成型為例，壓延成型以外潤(rùn)滑作用為主，采用金屬皂脂肪酸復(fù)配； 擠出、注塑成型以內(nèi)潤(rùn)滑為主，采用低分子脂肪酸酯。 （3） 不同產(chǎn)品用量不同： 對(duì)于軟質(zhì) PVC， 潤(rùn)滑劑主要是防止物料與加工機(jī)械表面的黏附， 用量一般為 0.5% 或 更低；對(duì)于硬質(zhì) PVC，潤(rùn)滑劑除上述功能外，還具有調(diào)節(jié) PVC 樹(shù)脂熔化速率和降低熔體黏度的作用，應(yīng)增加 潤(rùn)滑劑用量，通常在 1% 左右，特殊情況下，甚至可高達(dá) 4%。潤(rùn)滑劑在使用中還必須防止過(guò)潤(rùn)滑的出現(xiàn)。 （4）兼顧和其它助劑間的搭配，注意穩(wěn)定劑本身的潤(rùn)滑作用，充分重視穩(wěn)定劑的品種和用量以及并用潤(rùn)滑 劑的類型。如某些增塑劑、

13、穩(wěn)定劑兼具潤(rùn)滑作用，光澤劑、脫模劑、開(kāi)口劑均具有潤(rùn)滑作用。 （5）填充劑用量較大時(shí)，適當(dāng)增加潤(rùn)滑劑用量 （6） 還要考慮價(jià)格和毒性因素，低毒、價(jià)廉始終是潤(rùn)滑劑選擇所不能回避的問(wèn)題。 C Chapter 3hapter 3 1.1.（1 1）各成分在配方中的作用：）各成分在配方中的作用： PVCPVC 樹(shù)脂（樹(shù)脂（XSXS- -4 4） ：） ：樹(shù)脂基體，鄰苯二甲酸二辛酯：增塑劑，鄰苯二甲酸二丁酯：增塑劑，環(huán)氧脂肪酸辛 酯：增塑劑和穩(wěn)定劑，液體鋇鎘、硬脂酸鋇和硬脂酸鎘：熱穩(wěn)定劑兼潤(rùn)滑劑，二氧化鈦：白色顏料（增白 劑）和抗菌劑。 PVCPVC 樹(shù)脂（樹(shù)脂（XSXS- -5 5） ：） ：樹(shù)脂基體，

14、三鹽基性硫酸鉛、二鹽基性亞磷酸鉛、亞磷酸三苯脂和硬脂酸鉛：熱穩(wěn) 定劑兼潤(rùn)滑劑，硬脂酸正丁酯、石蠟：潤(rùn)滑劑，氧化銻：阻燃劑。 PVCPVC 樹(shù)脂（樹(shù)脂（XSXS- -3 3） ：） ：樹(shù)脂基體，DOP、DBP：增塑劑，DOS：輔助增塑劑、提高耐寒性能，氯化石蠟：增塑、 潤(rùn)滑及阻燃作用，UV-9：光穩(wěn)定劑，滑石粉：潤(rùn)滑劑，氧化鐵：顏料，二月桂酸二丁基錫：熱穩(wěn)定劑、兼具 抗菌作用。 丁睛橡膠：丁睛橡膠：樹(shù)脂基體，硫磺：交聯(lián)劑，促進(jìn)劑 M、促進(jìn)劑 TMTD ：硫化促進(jìn)劑，ZnO：無(wú)機(jī)硫化活化劑、 抗菌劑，硬脂酸：防焦劑和有機(jī)活化劑，防老劑 4010NA：防老化作用，半補(bǔ)強(qiáng)碳黑：補(bǔ)強(qiáng)劑、起補(bǔ)強(qiáng)橡膠 作用

15、，陶土：填充劑、起補(bǔ)強(qiáng)作用，瀝青：增粘和軟化作用，石蠟：脫模劑。 （2 2）判斷制品基本性能，并說(shuō)出相應(yīng)的理由。）判斷制品基本性能，并說(shuō)出相應(yīng)的理由。 該配方制品為淺白色、具有較好抗菌和熱穩(wěn)定性能的半硬質(zhì) PVC 塑料。 理由：使用了增塑劑，但用量在 30 份以下，故為半硬質(zhì) PVC；使用較多的熱穩(wěn)定劑，使其具有較好的熱穩(wěn) 定性；同時(shí)，使用較多的二氧化鈦又使其具有一定的抗菌特性，且呈淺白色。 該配方制品為具備阻燃和較好耐熱性能的硬質(zhì) PVC 塑料。 理由：未加增塑劑，質(zhì)硬；熱穩(wěn)定劑用的多，耐熱；使用了 5 份氧化銻，有一定阻燃性。 該配方制品為耐寒性好、具備一定抗紫外、抗菌和耐熱性能和略顯紅相

16、對(duì)軟質(zhì) PVC 塑料。 理由：增塑劑用量大，超過(guò) 30 份，質(zhì)軟；DOS 不僅具有增塑作用，而且會(huì)提高制品的耐寒性能；UV-9 的使 用使其具有抗紫外光輻照的能力； 3 份二月桂酸二丁基錫的應(yīng)用使其具有一定抗菌能力， 而且改善了耐熱性； 少量氧化鐵的使用使其顯紅相。 該配方制品為具有一定抗菌性能、強(qiáng)度較大的橡膠。 理由：采用硫化技術(shù)，并使用大量的補(bǔ)強(qiáng)劑和無(wú)機(jī)填充劑，橡膠強(qiáng)度顯著提高，另外，5 份 ZnO 的使用也使 其具有一定抗菌特性。 2.2.在生產(chǎn)寬在生產(chǎn)寬 1200mm,1200mm,厚厚 0.5mm0.5mm 的聚氯乙烯軟膜時(shí)，采用以下配方：的聚氯乙烯軟膜時(shí)，采用以下配方： 聚氯乙烯樹(shù)

17、聚氯乙烯樹(shù)脂脂 100100，三鹽基硫酸鉛，三鹽基硫酸鉛 2 2，硬脂酸鋇，硬脂酸鋇 1.21.2，硬脂酸鉛，硬脂酸鉛 0.80.8，鄰苯二甲酸二辛酯，鄰苯二甲酸二辛酯 3030，癸二酸二辛，癸二酸二辛 酯酯 1010，環(huán)氧大豆油，氯化石蠟，環(huán)氧大豆油，氯化石蠟 5 5，硬脂酸，硬脂酸 0.80.8，碳酸鈣，碳酸鈣 8 8，鈦菁藍(lán)，鈦菁藍(lán) 0.50.5 問(wèn)：配方中各組分的作用？問(wèn)：配方中各組分的作用？ 答：聚氯乙烯樹(shù)脂為基體樹(shù)脂； 三鹽基硫酸鉛、硬酯酸鋇和硬酯酸鉛為熱穩(wěn)定劑； 鄰苯二甲酸二辛酯和癸二酸二辛酯為增塑劑； 環(huán)氧大豆油有增塑和熱穩(wěn)定的作用； 氯化石蠟有增塑、潤(rùn)滑和阻燃的作用；硬酯酸為

18、潤(rùn)滑劑； 碳酸鈣為無(wú)機(jī)填充劑； 鈦菁蘭為顏料（即著色劑） 。 C Chapter 4hapter 4 7. 7. 聚合物熔體在剪切流聚合物熔體在剪切流動(dòng)過(guò)程中有哪些彈性表現(xiàn)形式？在成型過(guò)程中可采取哪些措施來(lái)減少?gòu)椥员憩F(xiàn)對(duì)動(dòng)過(guò)程中有哪些彈性表現(xiàn)形式？在成型過(guò)程中可采取哪些措施來(lái)減少?gòu)椥员憩F(xiàn)對(duì) 制品質(zhì)量的不良影響？制品質(zhì)量的不良影響？ 答： （1）聚合物流動(dòng)過(guò)程主要彈性表現(xiàn)：入口效應(yīng)、離模膨脹、不穩(wěn)流動(dòng)（熔體破裂） 。 （2）措施：提高成型溫度，降低剪切應(yīng)力，增加高溫下的流動(dòng)時(shí)間，減小口模流道入口收斂角，增加口模 長(zhǎng)徑比，減小聚合物的相對(duì)分子量等。 C Chapter 5hapter 5 1 1

19、天然橡膠的低溫機(jī)械塑煉的目的及其原理與聚氯乙烯塑料中添加劑鄰苯二甲酸二丁酯的目的及其原理有天然橡膠的低溫機(jī)械塑煉的目的及其原理與聚氯乙烯塑料中添加劑鄰苯二甲酸二丁酯的目的及其原理有 何異同？何異同？ 答： 相同之處：相同之處：橡膠低溫塑煉的目的和 PVC 添加增塑劑的目的一樣，均是為了改善高聚物的加工性能，增 加材料的加工流動(dòng)性。 不同之處：不同之處： 天然橡膠低溫機(jī)械塑煉是利用機(jī)械力和熱氧作用的原理使自身高聚物的長(zhǎng)分子鏈發(fā)生一定程度的 斷鏈，從而降低分子量和彈性，增加橡膠的可塑性和流動(dòng)性。PVC 添加增塑劑是利用增塑劑上的極性基團(tuán)與 PVC 的氯原子相互吸引，降低分子間的相互作用；增塑劑較小

20、的體積可進(jìn)入大分子鏈間，增加 PVC 分子鏈的 活動(dòng)能力，增大材料的可塑性。 2 2 哪些機(jī)械通常用于塑料的初混合？哪些機(jī)械用于塑煉？哪些機(jī)械通常用于塑料的初混合？哪些機(jī)械用于塑煉？ 答：初混合設(shè)備通常包括靜式混合設(shè)備（重力混合器和氣動(dòng)混合器） 、滾筒類混合設(shè)備和轉(zhuǎn)子類混合設(shè)備。 塑料的初混合經(jīng)常采用滾筒類和轉(zhuǎn)子類中高強(qiáng)度的混合設(shè)備，包括鼓式混合機(jī)、雙椎混合機(jī)和 V 形混合機(jī)， 主要用于粉狀、粒狀固態(tài)物料的初混，如混色、配料和干混。轉(zhuǎn)子類混合設(shè)備經(jīng)常采用高速混合機(jī)、Z 形混 合機(jī)，可用于配料、混色、共混物、母料的預(yù)混合。間歇式混合塑煉機(jī)包括開(kāi)煉機(jī)和密煉機(jī)，連續(xù)式包括單 螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)

21、、行星螺桿擠出機(jī)和連續(xù)混煉機(jī)。 3. 3. 塑料的塑化與橡膠的塑煉二者的目的和原理有何異同？塑料的塑化與橡膠的塑煉二者的目的和原理有何異同？ 答： 相同之處相同之處：塑料的塑化和橡膠的塑煉都是在溫度和剪切力的作用下，使物料重復(fù)地通過(guò)狹窄的高剪切 區(qū)，迫使物料在剪切力的作用下實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的流動(dòng)性，為各組分的分散混合和產(chǎn)品的成型做準(zhǔn)備。 不同之處：不同之處：塑料的塑化是使物料在溫度和剪切力的作用下，實(shí)現(xiàn)由固態(tài)到熔融態(tài)的轉(zhuǎn)變，同時(shí)物料具有較好 流動(dòng)性，為各組分的進(jìn)一步均勻混合做準(zhǔn)備，其中發(fā)生分子鏈的斷鏈反應(yīng)較少，基本是物理過(guò)程。橡膠的塑 煉是通過(guò)低溫剪切或高溫氧化作用，目的是為了降低生膠的彈性，增加可塑

22、性，以利于配合劑在混煉時(shí)能夠 均勻的混合，分子鏈在一定程度上發(fā)生了斷鏈反應(yīng)，降低橡膠的分子量，獲得較好的可塑性，改善成型加工 性能。 C Chapter 6hapter 6 2.2.簡(jiǎn)述熱固性塑料模壓成型的工藝步驟。簡(jiǎn)述熱固性塑料模壓成型的工藝步驟。 （1 1）計(jì)量：重量法和容量法，按制品的要求計(jì)量物料的質(zhì)量或體積。 （2 2）預(yù)壓：在室溫下將松散的粉狀或 纖維狀的熱固性塑料壓成形狀規(guī)則的型坯。也可以在低溫下（5090）預(yù)壓，預(yù)壓的密度一般達(dá)到制品密 度的 80。 （3 3）預(yù)熱：模壓前對(duì)塑料進(jìn)行加熱具有預(yù)熱和干燥兩個(gè)作用，前者是為了提高料溫，便于成型， 后者是為了去除水分和其它揮發(fā)物。 （4

23、 4）嵌件安放：在加料前嵌件必須放入模具，嵌件安放要求平穩(wěn)準(zhǔn)確， 以免造成廢品或損傷模具。 （5 5）加料：把已計(jì)量的模塑料放入模具中，要求堆放合理，避免局部缺料。 （6 6） 閉模：加料完畢后閉合模具，應(yīng)先快后慢，避免物料被空氣吹出，造成缺料。 （7 7）排氣：排氣不僅能縮短硬 化時(shí)間，而且可以避免制品內(nèi)部出現(xiàn)分層和氣泡現(xiàn)象。排氣時(shí)卸壓使模具松開(kāi)少許時(shí)間，次數(shù)和時(shí)間根據(jù)具 體情況而定。 （8 8）保壓固化：排氣后以慢速升高壓力，在一定的模壓壓力和溫度下保持一段時(shí)間，使縮聚反 應(yīng)完全。一般在模內(nèi)的保壓固化時(shí)間為數(shù)分鐘。 （9 9）脫模冷卻：熱固性塑料固化完畢后即可趁熱脫模，脫模 通?？宽敵鰲U完

24、成，形狀復(fù)雜的制品應(yīng)加壓冷卻，防止翹曲。 （1010）制品后處理：脫模后需對(duì)制品進(jìn)行修整 和熱處理。修整主要是去掉溢料產(chǎn)生的毛邊，熱處理將制品在一定溫度下加熱一段時(shí)間，緩慢冷卻至室溫， 使固化完全。 4.4.在熱固性塑料模壓成型中，提高模溫應(yīng)相應(yīng)地降低還是升高模壓壓力才對(duì)模壓成型工藝有利？為什么？在熱固性塑料模壓成型中，提高模溫應(yīng)相應(yīng)地降低還是升高模壓壓力才對(duì)模壓成型工藝有利？為什么？ 答：在一定的溫度范圍內(nèi)，模溫升高，物料流動(dòng)性提高，充模順利，模壓壓力可有所降低，但同時(shí)模溫提高 也會(huì)使塑料的交聯(lián)固化速度增加，從而導(dǎo)致熔融物料的黏度迅速增高，反而需要更高的模壓壓力。因此提高 模溫關(guān)鍵是看固化反

25、應(yīng)的交聯(lián)程度，如果固化反應(yīng)剛剛開(kāi)始，提高模溫可以增加物料流動(dòng)性，模壓壓力可相 應(yīng)降低；如果提高模溫時(shí)，固化反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行，提高模溫使物料的流動(dòng)性變差，應(yīng)該升高模壓壓力。因此模 溫不能過(guò)高。 6.6.在高分子材料成型加工中，哪些地方要求交聯(lián)？交聯(lián)能賦予高聚物制品哪些性能？在高分子材料成型加工中，哪些地方要求交聯(lián)？交聯(lián)能賦予高聚物制品哪些性能？ 答：高分子材料成型加工中，當(dāng)要求材料的耐熱性更高一些、機(jī)械強(qiáng)度更高一些、耐化學(xué)性能更好些時(shí)，通 常會(huì)考慮對(duì)高分子材料進(jìn)行交聯(lián)來(lái)改善高聚物制品的綜合性能。因此，大多數(shù)的橡膠制品、全部的熱固性塑 料和某些熱塑性塑料產(chǎn)品（發(fā)泡和電線電纜產(chǎn)品）會(huì)通過(guò)在成型加工時(shí)發(fā)生

26、交聯(lián)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。交聯(lián) 后，高聚物制品在以下性能方面發(fā)生較大的改變： （1）物理機(jī)械性能：交聯(lián)后，線形大分子逐漸變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)，可塑性減小，拉伸強(qiáng)度、定伸強(qiáng)度、硬度、彈性增加，而伸長(zhǎng)率、永久變形、疲勞生熱等相應(yīng)減小。 （2） 物理性能：隨著交聯(lián)密度的增加，高聚物的密度增大，制品的透氣性、透水性減少，且交聯(lián)后相對(duì)分子質(zhì)量 增大， 熱穩(wěn)定性和使用溫度范圍提高。 （3） 化學(xué)穩(wěn)定性： 交聯(lián)反應(yīng)總是發(fā)生在化學(xué)活性較高的基團(tuán)或原子上， 這些地方也是高聚物容易老化的薄弱環(huán)節(jié)。交聯(lián)后形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使低分子擴(kuò)散受到更大的阻力，提高了 制品的化學(xué)穩(wěn)定性。 9.9.生膠和硫化膠在分子結(jié)構(gòu)及性能上有何不同？

27、生膠和硫化膠在分子結(jié)構(gòu)及性能上有何不同？ 答：生膠和硫化膠在分子結(jié)構(gòu)上的差異在分子結(jié)構(gòu)上的差異：生膠的分子量較高，通?？蛇_(dá)到幾十萬(wàn)，分子結(jié)構(gòu)呈線形，分子鏈 纏結(jié)程度較高。 而硫化膠在交聯(lián)前一般經(jīng)過(guò)塑煉， 分子量有一定幅度地下降， 分子量分布變窄， 經(jīng)過(guò)交聯(lián)后， 硫化膠分子結(jié)構(gòu)呈網(wǎng)狀。 生膠和硫化膠在性能上的差異在性能上的差異： （1）加工性能：生膠的分子量較高，導(dǎo)致加工時(shí)一方面膠料彈性變形較大， 制品的尺寸難以掌控，另一方面各種配合劑無(wú)法在生膠中分散均勻，加工性能較差；而硫化膠經(jīng)過(guò)交聯(lián)后， 彈性增加，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使其失去可塑性，一般不具有重復(fù)加工性。 （2）物理機(jī)械性能：生膠的彈性較高，拉伸 強(qiáng)度

28、、硬度較低，伸長(zhǎng)率、變形性和疲勞生熱較大；交聯(lián)后，線形大分子逐漸變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可塑性減小， 拉伸強(qiáng)度、定伸強(qiáng)度、硬度、彈性增加，而伸長(zhǎng)率、永久變形、疲勞生熱等相應(yīng)減小。 （3）物理性能：隨著 交聯(lián)密度的增加，高聚物的密度增大，制品的透氣性、透水性減少，且交聯(lián)后相對(duì)分子質(zhì)量增大，熱穩(wěn)定性 和使用溫度范圍提高。 （4）化學(xué)穩(wěn)定性：交聯(lián)反應(yīng)總是發(fā)生在化學(xué)活性較高的基團(tuán)或原子上，這些地方也是 高聚物容易老化的薄弱環(huán)節(jié)。交聯(lián)后形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使低分子擴(kuò)散受到更大的阻力，提高了制品的化學(xué)穩(wěn) 定性。因此硫化膠比生膠具有更好的耐化學(xué)穩(wěn)定性。 簡(jiǎn)述層壓成型的工藝過(guò)程。簡(jiǎn)述層壓成型的工藝過(guò)程。 答：可分為以下幾個(gè)

29、步驟： （1）浸漬上膠：先將樹(shù)脂按需要配制成一定濃度的膠液，濃度或黏度過(guò)大不易滲 入增強(qiáng)材料內(nèi)部，過(guò)小則浸漬量不夠，一般配制濃度在 30左右。將樹(shù)脂溶液均勻地涂布在增強(qiáng)材料上， 浸漬前對(duì)增強(qiáng)材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砗透稍铮愿纳颇z液對(duì)其表面的浸潤(rùn)性。浸漬上膠后進(jìn)入干燥室，以 除去溶劑、水分及其他揮發(fā)物。 （2）壓制：裁剪干燥后的附膠材料，然后疊合成板坯。層壓成型在多層壓機(jī) 上完成，疊合好的板坯置于兩塊打磨拋光的不銹鋼板之間，并逐層放入多層壓機(jī)的各層熱壓板上。然后閉合 壓機(jī)開(kāi)始升溫加壓。壓制時(shí)間取決于樹(shù)脂的類型、固化特性和制品厚度。當(dāng)板材冷卻到 50以下即可卸壓 脫模。 （3）后加工和熱處理：后加

30、工是修整去除壓制制品的毛邊及進(jìn)行機(jī)械加工制得各種形狀的層壓制品。 熱處理是將制品在 120130下處理 4872 小時(shí)，使樹(shù)脂固化完全，以提高熱性能和電性能。 簡(jiǎn)述手糊成型的工藝過(guò)程。簡(jiǎn)述手糊成型的工藝過(guò)程。 答：可分為以下幾個(gè)步驟： （1）樹(shù)脂膠液的配制：按照配方將助劑和樹(shù)脂混合均勻，再加入固化劑攪勻，樹(shù) 脂膠液的濃度為 0.40.9Pa.s。 （2）玻纖制品的準(zhǔn)備：玻纖要通過(guò)加熱烘焙，燒毛及化學(xué)方法除去表面水 分和漿料，按照模型的大小進(jìn)行裁剪。 （3）模具準(zhǔn)備和脫模劑的涂刷：模具的工作面必須光潔，無(wú)污染物； 為了防止成型時(shí)粘模， 模具的工作面上一般都要涂刷脫模劑。 （4） 膠衣層的制備：

31、為了改善制品的表面質(zhì)量， 延長(zhǎng)使用壽命，制品表面往往是樹(shù)脂含量較高的膠衣層。膠衣層可以是純樹(shù)脂層，也可以是含無(wú)機(jī)填料的樹(shù) 脂膠液。膠衣層用噴涂和涂刷的方法均勻涂在模具上。 （5）糊制成型：在模具上重復(fù)地刷一層樹(shù)脂，貼一層 玻璃布，直到達(dá)到要求厚度，要求含膠量均勻，無(wú)氣泡及表面平整。 （6）固化：手糊成型后在常溫下固化 24 小時(shí)才能脫模， 加熱可縮短固化時(shí)間。 環(huán)氧樹(shù)脂熱處理溫度不超過(guò) 150， 聚酯樹(shù)脂一般控制在 5080。 （7）脫模、修整及裝配：脫模時(shí)注意避免劃傷制品。脫模后的制品要機(jī)械加工除去毛邊、飛刺，修補(bǔ)表面 和內(nèi)部缺陷。 C Chapter 7hapter 7 2.2.擠出螺桿一

32、般分為哪幾段？每段各有什么作用？對(duì)于晶態(tài)塑擠出螺桿一般分為哪幾段？每段各有什么作用？對(duì)于晶態(tài)塑料的擠出成型，應(yīng)選擇何種螺桿？其料的擠出成型，應(yīng)選擇何種螺桿？其 L2L2 的長(zhǎng)的長(zhǎng) 度有何特征？為什么？度有何特征？為什么？ 答：擠出螺桿一般分為三段：加料段（輸送段） 、壓縮段（塑化段） 、均化段（計(jì)量段） 。加料段的作用是對(duì) 物料進(jìn)行初步加熱，并輸送物料到壓縮段。壓縮段的作用是壓實(shí)塑化物料，同時(shí)將夾帶的空氣排出。均化段 的作用是進(jìn)一步塑化物料，并定量定壓地?cái)D出熔融物料。 對(duì)于晶態(tài)塑料的擠出成型，應(yīng)選擇突變型螺桿。突變型螺桿壓縮段的長(zhǎng)度較短，為 35D。這是因?yàn)榫B(tài)塑 料， 其熔融溫度范圍較窄，

33、在較長(zhǎng)的加料段吸收足夠的熱量熔融之后， 很快就能熔融塑化， 因此壓縮段較短。 3.3.什么叫壓縮什么叫壓縮比？擠出機(jī)螺桿設(shè)計(jì)中的壓縮比根據(jù)什么來(lái)確定？比？擠出機(jī)螺桿設(shè)計(jì)中的壓縮比根據(jù)什么來(lái)確定？ 解答： 螺桿加料段第一個(gè)螺槽的容積與均化段最后一個(gè)螺槽的容積之比稱為壓縮比， 它表示物料通過(guò)螺桿的 全過(guò)程被壓縮的程度。壓縮比一般在 25 之間，壓縮比的大小取決于擠出物料的種類和形態(tài)。粉狀物料的 相對(duì)密度較小，夾帶空氣較多，其壓縮比應(yīng)大于粒狀物料；另外擠出薄壁狀制品時(shí)，壓縮比應(yīng)比擠出厚壁制 品的大。 4.4.什么是擠出機(jī)螺桿的長(zhǎng)徑比？長(zhǎng)徑比的大小對(duì)塑料擠出成型有什么影響？長(zhǎng)徑比太大又會(huì)造成什么后什么

34、是擠出機(jī)螺桿的長(zhǎng)徑比？長(zhǎng)徑比的大小對(duì)塑料擠出成型有什么影響？長(zhǎng)徑比太大又會(huì)造成什么后 果？果？ 解答： 擠出機(jī)螺桿的長(zhǎng)徑比指螺桿工作部分的有效長(zhǎng)度 L 與直徑 D 之比。 長(zhǎng)徑比的大小通常在 1525 之間， 長(zhǎng)徑比較大時(shí)， 能改善物料的溫度分布， 混合更均勻， 并減少擠出時(shí)的逆流和漏流， 提高擠出機(jī)的生產(chǎn)能力； 長(zhǎng)徑比過(guò)小時(shí)，對(duì)物料的混合和塑化均不利。長(zhǎng)徑比太大時(shí)，對(duì)熱敏性物料會(huì)因受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而分解，同時(shí) 螺桿的自重增加，能耗較大。 5.5.漸變型和突變型螺桿有何區(qū)別？它們各適合哪類塑料的擠出？為什么？漸變型和突變型螺桿有何區(qū)別？它們各適合哪類塑料的擠出？為什么？ 解答：漸變型螺桿的壓縮段較

35、長(zhǎng)，為螺桿全長(zhǎng)的 5565，甚至 100；突變型螺桿的壓縮段較短，為 3 5D，甚至僅為一個(gè)螺距的長(zhǎng)度。漸變型螺桿螺槽深度由加料段深的螺槽向均化段的螺槽逐漸過(guò)度，塑化時(shí)能 量轉(zhuǎn)換緩和， 適合熔融溫度范圍較寬的無(wú)定形高聚物； 突變型螺桿螺桿槽深度由深變淺的過(guò)程是在一個(gè)較短 的軸向距離內(nèi)完在的，塑化時(shí)能量轉(zhuǎn)換較劇烈，適合熔融溫度范圍較窄結(jié)晶聚合物。 6.6.影響擠出機(jī)生產(chǎn)效率的因素？影響擠出機(jī)生產(chǎn)效率的因素？ 解答： （1）機(jī)頭和口模壓力：機(jī)頭壓力增大，擠出流量下降，塑化效果變好，機(jī)頭壓力降低，擠出流量增加， 塑化效果變差。因此在保證塑化效果的基礎(chǔ)上，降低機(jī)頭壓力可提高生產(chǎn)效率?？谀＝孛娣e越小，物

36、料受到 機(jī)頭的阻力越大，生產(chǎn)率越低，口模平直部分越短，機(jī)頭阻力越小，生產(chǎn)效率越大。 （2）螺桿轉(zhuǎn)速：螺桿轉(zhuǎn) 速與生產(chǎn)效率成正比，因此提高螺桿轉(zhuǎn)速可提高生產(chǎn)效率；但螺桿轉(zhuǎn)速增大到一定值時(shí)，逆流和漏流增加， 生產(chǎn)能力上升變慢，且擠出物易出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象。 （3）螺桿幾何尺寸：生產(chǎn)量與螺桿直徑的平方成正比， 螺桿直徑增大，生產(chǎn)率增加；口模阻力較小時(shí)，深槽螺槽可提高生產(chǎn)率，口模阻力較大時(shí)，使用淺槽螺桿擠 出量較高。均化段長(zhǎng)度增加，生產(chǎn)效率提高。 （4）物料溫度：一定程度上升高溫度，物料黏度下降，塑化效 果變好，生產(chǎn)率提高。 7.7.擠出成型的工藝流程。擠出成型的工藝流程。 解答： （1）原料的準(zhǔn)備和預(yù)

37、處理：擠出前要對(duì)物料進(jìn)行預(yù)熱和干燥，原料中的機(jī)械雜質(zhì)也盡可能除去。 （2） 擠出成型：首先將擠出機(jī)加熱到預(yù)定的溫度，然后開(kāi)動(dòng)螺桿，同時(shí)加料，應(yīng)根據(jù)擠出工藝性能和擠出機(jī)機(jī)頭 口模的特點(diǎn)調(diào)整擠出機(jī)料筒各段的溫度和螺桿的轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)。 （3）定型與冷卻：擠出物離開(kāi)機(jī)頭口模后 應(yīng)立即進(jìn)行定型和冷卻，大多數(shù)情況下，冷卻和定型是同時(shí)進(jìn)行的，只有在擠出管材和各種異型材時(shí)才有一 個(gè)獨(dú)立的定型裝置。 （4） 制品的牽引和卷取： 牽引的速度要與擠出速度配合， 一般牽引速度略大于擠出速度。 各種制品的牽引速度是不同的，通常擠出薄膜和單絲需要較快的速度，牽引度較大，擠出硬制品的牽引速度 則小得多，通常是根據(jù)制品離口

38、模不遠(yuǎn)處的尺寸來(lái)確定牽引度。 （5）后處理：主要包括熱處理和調(diào)濕處理。 熱處理主要是消除內(nèi)應(yīng)力，吸濕性較強(qiáng)的擠出制品，需在成型后浸入含水介質(zhì)中調(diào)節(jié)尺寸平衡。 （7 7）雙螺桿擠出機(jī)根據(jù)螺桿的不同可分為哪幾種？它們有什么區(qū)別？）雙螺桿擠出機(jī)根據(jù)螺桿的不同可分為哪幾種？它們有什么區(qū)別？ 解答：雙螺桿擠出機(jī)根據(jù)螺桿的不同可分為三種： （1）同向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)。有兩種螺桿模式：緊密嚙 合型擠出機(jī)和自潔型擠出機(jī)。 緊密嚙合型是螺棱外型與另一螺桿的螺槽外型緊密配合， 螺槽寬度大于螺棱寬 度，具有滑動(dòng)型的嚙合；其螺槽空隙面積小于受阻面積，物料呈正向輸送性。在高壓區(qū)域產(chǎn)生橫向力，因此 要低速運(yùn)轉(zhuǎn)。自潔型擠

39、出機(jī)，其空隙面積大于受阻面積，可高速運(yùn)轉(zhuǎn)；螺槽空隙比螺棱寬度小，具有自潔功 能；呈非正向輸送性，物料停留時(shí)間長(zhǎng)，壓力敏感性較大。 （2）異向嚙合雙螺桿擠出機(jī)。螺槽之間空隙很小， 呈正向輸送性，物料可進(jìn)入輥隙，一般適合在低速下運(yùn)轉(zhuǎn)。大多用于混配、連續(xù)的化學(xué)反應(yīng)及其它特種聚合 物加工。 （3）非嚙合型雙螺桿擠出機(jī)。兩根螺桿之間的中心距大于兩螺桿半徑之和。有實(shí)用價(jià)值的是異向非 嚙合型雙螺桿擠出機(jī)，其擠出量小于相同螺桿直徑的單螺桿擠出機(jī)擠出量的兩倍。 （8 8）橡膠壓出機(jī)和塑料擠出機(jī)在機(jī)械和工藝上有哪些區(qū)別？）橡膠壓出機(jī)和塑料擠出機(jī)在機(jī)械和工藝上有哪些區(qū)別？ 解答：在機(jī)械上的區(qū)別： （1）橡膠壓出機(jī)長(zhǎng)

40、徑比較小，主要是為了防止膠料過(guò)熱和焦燒。熱喂料壓出機(jī)長(zhǎng)徑 比在 45，冷喂料壓出機(jī)長(zhǎng)徑比在 1520。 （2）橡膠壓出機(jī)螺槽深度較大，1823D，主要是減少剪切和 降低生熱。 （3）橡膠壓出機(jī)壓縮比較小，1.31.4，主要是避免生熱產(chǎn)生熱降解。 在工藝上的主要區(qū)別： （1）橡膠壓出機(jī)有熱喂料和冷喂料的差別，熱喂料壓出機(jī)物料在壓出前必須進(jìn)行充分 的熱煉， 熱煉一般是在開(kāi)煉機(jī)或密煉機(jī)中進(jìn)行。 而塑料擠出機(jī)的物料除了高吸水性的物料外， 不需進(jìn)行預(yù)熱， 但多組分物料需要進(jìn)行充分混合，一般在低溫下、高速混合機(jī)中混合。 （2）橡膠壓出機(jī)原料一般是以膠條或 膠粒的形式進(jìn)入加料口，而塑料擠出機(jī)則要求原料為一定

41、直徑范圍內(nèi)的顆粒狀、片狀或粉狀，并要求物料不 能成團(tuán)、有一定的比重。 （3）壓出溫度：橡膠壓出機(jī)壓出溫度比起塑料擠出機(jī)一般都較低，橡膠壓出機(jī)壓出溫度在 30120，而 塑料擠出機(jī)一般溫度在 150300。 C Chapter 8hapter 8 1.1.何謂注射成型，它有何特點(diǎn)？請(qǐng)用框圖表示一個(gè)完整的注射成型工藝過(guò)程。何謂注射成型，它有何特點(diǎn)？請(qǐng)用框圖表示一個(gè)完整的注射成型工藝過(guò)程。 解答：將干燥處理的原料通過(guò)注塑機(jī)，在一定的溫度和壓力下注射入模具型腔中，經(jīng)冷卻定型后，開(kāi)模得到 塑料件的工藝稱為注射成型。 特點(diǎn)特點(diǎn)：成型周期短、生產(chǎn)效果高、一次成型復(fù)雜、精確產(chǎn)品、適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)品種類多、自動(dòng)化程度高。 2.2.塑料擠出機(jī)的螺桿與移動(dòng)螺桿式注射機(jī)的螺桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和各自的成型作用上有何異同？塑料擠出機(jī)的螺桿與移動(dòng)螺桿式注射機(jī)的螺桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和各自的成型作用上有何異同？ 答： 移動(dòng)螺桿式注射機(jī)的螺桿與塑料擠出機(jī)的螺桿相比， 有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及作用： （1） 注射螺桿長(zhǎng)徑比較小， 在 1015 之間，塑化能力較差；而塑料擠出機(jī)螺桿長(zhǎng)徑比在 2540 之間，甚至更大，混合塑化效果較好； （2）注射螺桿壓縮比較小，在 22.5 之間，因此不宜加工粉狀物料；而塑料擠出機(jī)螺桿壓縮比在，物料選