聚合物+湖北大学聚合物加工复习

1、（1） 航空杯加热可以融化，所以是热塑性塑料。（）（2） 透明的塑料都是不结晶的。(X)（3） 加工中要降低聚碳酸酯的熔融粘度，可通过增加螺杆的转速达到目的。(X)（4） 聚酯塑料加工前，原料需要烘干除水。()（5） 取向是所有聚合物在成型加工中必须的。(X)（6） 一次性塑料水杯是聚丙烯做的，成分只有聚丙烯。(X)（7） 在高分子材料制品的配方中，要考虑助剂的协同效应和对抗效应。()（8） 为了降低成本，所有高分子材料的制品都要加入填料。(X)（9） 模压成型仅适用于热固性塑料的成型。(X)（10） 配置1浓度的高分子溶液，分次加入溶液和一次全部加入溶液两种方法配制出的高分子溶液粘度相同。(

2、X)绪论热塑性塑料：在加工过程中，一般指只发生物理变化，受热变为塑性体，成型后（线性） 冷却有变硬定型，若再受热还可以改变形状重新成型的塑料。 可熔，可溶，线性 聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酪，聚酰胺、丙烯 酸类塑料、其它聚烯侵及其共聚物、聚讽、聚苯醚，氯化聚醚等都是热塑性 塑料。热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化 学键产生，加热时软化流动冷却变硬的过程是物理变化热固性塑料：在成型过程中发生化学变化，利用塑料在受热时可流动的特征而成 （体型） 型，并延长时间，使其发生化学反应而成为不熔不溶的网状分子结 构，并固化定型而形成的塑料 不熔，不溶，交联

3、（网状） 酚醛、尿醛树脂、服醛、三聚氰胺甲醛、环氧、不饱和聚酯、有 机硅等塑料， 都是热固性塑料。聚合物的流变行为 剪切流动：横向速度梯度场的流动（一层流动在另一层流体上的流动）拉伸流动：产生纵向速度梯度场的流动（同平面上的两个粒子间距离的变动）影响粘度的因素：温度：粘度活化能大的，刚性大分子和分子间引力大，用 温度调节 （PMMA,PC） 压力 应力 应变速率：通过螺杆转速控制粘度 （1）温度对剪切粘度的影响： 剪切速率恒定时，研究温度对粘度的影响才有实际意义。一般说，塑料熔体粘度的敏感性要比对剪切作用敏感强。研究表明，随着温度的升高，塑料熔体的粘度呈指数函数方式下降。这是因为，温度升高，必

4、然使得分子间，分子链间的运动加快，从而使得塑料分子链之间的缠绕降低，分子之间的距离增大，从而导致粘度降低。易于成型，但制品收缩率大，还会引起分解，温度太低，熔体粘度大，流动困难，成型性差，并且弹性大，也会使制品的形状稳定性差。但是不同的塑料粘度对于温度的程度不同。聚甲醛对温度的变化最不敏感，其次是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯，最敏感的要数乙酸纤维素，非常敏感的塑料，温控十分重要，否则粘度较大变化，使操作不稳定，影响产品质量(对温度不敏感PP,PE,POM)（2） 压力的影响：塑料熔体内部的分子之间、分子链之间具有微小的空间，即所谓的自由体积。因此塑料是可以压缩的。注射过程中，塑料受到的外部压力最大

5、可以达到几十甚至几百MPa。在此压力作用下，大分子之间的距离减小，链段活动范围减小，分子间距离缩小，分子间的作用力增加，致使链间的错动则更为困难，表现为整体粘度增大。 但是不同塑料在同样的压力下，粘度的增大程度并不相同。聚苯乙烯（PS）对于压力的敏感程度最高，即增加压力时，粘度增加得很快。高密度聚乙烯与低密度聚乙烯相比，压力对粘度的影响较小，聚丙烯受压力的影响相当于中等程度的聚乙烯。 增加压力引起粘度增加这一事实表明，单纯通过增加压力去提高塑料熔体的流量是不恰当的。过高的压力不仅不能明显地改善流体的填充，而且由于粘度的增加，填充性能有时还会有下降的可能，不仅造成过多的功率损耗和过大的设备磨损，

6、还会引起溢料和增加制品内应力等弊病。此外，压力过高，还会出现制品变形等注塑缺陷，导致功率的过度消耗。但压力过低则会造成缺料.从工艺条件控制聚合物的结晶度和结晶尺寸 温度，退火，淬火，冷却速度，时间 TgTm 区间结晶速度快的温度 Tc加成核剂，结晶速度增加，晶粒尺寸减少球晶的形成和尺寸控制退火：长时间结晶，形成大晶体淬火：快速冷却，结晶度下降，小晶体成型过程中的取向作用取向：聚合物分子链，链段，填料等沿流动方向排列的现象取向效应：强度和模量等沿取向方向增加（非取向方向，性能劣化，甚至翘 曲或裂缝）取向机理：链段取向可以通过单键的内旋转造成的链段运动来完成，在 高弹态就可进行；大分子链的取向需要

7、大分子各链段的协同运动 才能实现，只有在黏流态才能进行。取向过程是链段运动的过程， 必须克服聚合物内部的黏滞阻力，链段与大分子链两种运动单元 所受的阻力大小不同，因而取向过程的速度也不同。在外力作用 下最早发生的是链段的取向，进一步才发展成为大分子链的取向。聚合物的降解在热、应力、氧气、水、紫外和核辐射作用下，聚合物的分子链发生降解的化学过程，使分子量降低或交联，性能劣化称之，主要有以下几种：（1） 断链（2）交联（3）分子链结构改变（4）侧基改变（5）以上四种一起发生加工过程中：主要是热降解；温度是主要因素T+应力+水高温：有利于氧气和水与聚合物反应，应力的效果小（粘度小）成型用的物料及其配

8、制原料处理：含极性基团的原料易吸水，加工中易发生氧化降解，而使链断裂， 性能劣化，因此必须进行干燥聚氯乙烯：加工时要加热稳定剂，本身无毒，加钡，镉，锌等重金属后就有毒 做凉鞋时要加增塑剂（软化剂）压缩模塑模压成型：先将粉状、粒状、或纤维状等塑料加入成型温度下的模具型腔中， 然后闭模加压使其成型并固化的工艺流程设备：压机或模压机加模具热固性板材的成型工艺 加料-闭模-预压-预热-排气-固化-冷却-脱模-清理热塑性板材的成型工艺 加料-闭模-预压-预热-排气-保压成型-冷却-脱模-清理应用：几乎所有热固性塑料。 适于形状复杂或带有复杂嵌件的制品，如电器零件，电话机件、收音机外壳等; 无翘曲变形的薄

9、壁平面热塑性塑料制品1、 模压成型中的预压有什么优点？ 防止加料量不均匀和避免溢料产生，实现准确、简便和高效加料。有效降低料粒间的空气含量，提高物料的导热效率，缩短预热和固化时间，从而提高生产效率。通过预压使模塑料成为坯件形状，可有效地减少物料体积，提高制品质量，也可使加料室深度降低。从而降低模具重量。通过预压可以使物料成为与制品形状类似的料坯，再进一步加工可以使凹凸不平的表面易于成型，特别是带有嵌件的制品，经预压后，其受压可更加均匀，这样有利于成型形状复杂或带有嵌件的制品。可有效改善物料的压缩率由于粉状模塑料在加料时会飞扬，容易污染环境，经预压后就会消除这一问题。可有效地提高预热温度和缩短固

10、化时间。可将模塑料和预浸料预压成型为圆柱形、长方形、扁球形和类似于制品的形状等。2、 预热的方式有哪几种？热板加热 烘箱加热 红外线加热高频加热冷压烧结成型适用于：极高熔体粘度和难熔的聚合物定义：模压烧结成型是将粉末状的物质冷模压成密实的各种形状的预成型品（锭 料），然后将预成型品加热到高于其结晶熔点以上的温度，使树脂颗粒互 相溶解，形成一密实的连续整体，最后冷至室温即得到产品模压烧结成型原理：加热过程： 温度升高，高弹态时，晶相与无定形相混合，颗粒之间形成接触。达到高聚物熔融温度时，晶体被破坏，转变成无定形相，结晶物质融化。采用烧结成型的聚合物黏度很大，熔融时分子间 扩散、黏结，使连通的孔洞

11、闭合，型坯变成一个连续的整体，由原来的乳白色变为透明。冷却过程： 冷却时，温度不断降低，当低于一次相转变点时，无定形相变为结晶相。工艺流程： PTFE捣碎过筛加料冷成型烧结冷却制品提醒：含氟制品成本高，单体有毒，聚合物无毒 挤出成型定义：使熔融塑料强制性的通过一定形状的口模形成横截面一定的连续的加工 方法。设备：挤出机，机头，口模，辅机等组成工艺：原料准备加料挤出定性或冷却拉伸或牵引印花或其他处理 切割或卷绕制品高分子的主要成型方法，只适用于热塑性塑料应用：管材，片材，型材，电缆，涂层，丝条，纤维.挤出机与注射机的比较： 注射螺杆在旋转时有轴向位移，有效长度是变化的；挤出机全程螺杆无轴向运动

12、挤出机口模决定成型，注射机由模具决定成型 挤出机螺杆：送料段，压缩段，计量段;注射机螺杆：输送，压实，塑化和施压双向拉伸薄膜双向拉伸薄膜的成型是将从挤出机挤出的片材预热后先进行纵向拉伸，再进行横向拉伸实现的。又分为平膜法和管膜法。仅适用少数几种高分子。生产流程：挤出-冷却-预热- 纵向拉伸-再冷却-横向拉伸热处理-切边卷取挤出后的厚片先急冷，目的是控制结晶度5%预热：将温度调整到熔点以下 纵向拉伸后再冷却的目的：使结晶停止并固定分子的取向结构；张紧厚片防止其回缩平膜法双向拉伸：适用于各种年度的聚合物，双向拉伸是分开进行的，拉伸速度快，拉伸的宽度幅度大；适用于用该法的加工的聚合物有：聚苯乙烯，聚

13、丙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酰胺。管膜法双向拉伸： 适用于有一定熔体粘度和强度的聚合物，双向拉伸是同时进行的，拉伸的幅宽增加不是太大；适用于用该法加工的聚合物有：聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯。 压延法：只有沿机器方向的单向拉伸，生产能力大，产品质量好，适用于用该法加工的聚合物有聚氯乙烯。注射模塑注射成型：将粉料或粒料从料斗送进加热的料筒，经加热熔化呈流动状态后，通过螺杆或柱塞的推动从喷嘴注入闭合模具中，保压至制品固化，开模取出制品的方法。设备：注射系统（加料装置，料筒，螺杆，喷嘴），锁模系统，模具工艺：合模取件注射保压冷却开模注射机螺杆与挤出螺杆的区别： 注射螺杆在旋转时有轴向位移，螺杆的有效长

14、度是变化的 长径比小，只需塑化，不需要提供稳定的压力 加料段较长 螺杆头部多为尖头，有的加止逆环喷嘴选择：考虑聚合物熔体的粘度，熔体粘度比较高的选直通式喷嘴即可。中空吹塑中空吹塑：借助气体使闭合在模具中热熔塑料型坯吹胀形成空心制品的工艺（适 用于热塑性塑料）根据管坯成型方法不同分类：挤出吹塑：挤出型坯后再吹（长度不变）注射吹塑：注射型坯后再吹（长度不变）根据成型工艺不同分类：普通吹塑拉伸吹塑：产品经拉伸，强度高，气密性好挤出拉伸吹塑(简称挤拉吹) 注射拉伸吹塑(简称注拉吹)中空吹塑原料：热塑性聚合物设备：挤出机、注射机、吹气装置、模具挤出吹塑工艺流程：原料、挤出机、型坯、合模吹气、冷却、开模、

15、制品注射吹塑工艺流程：原料、注射机、型坯、预热、合模吹气、冷却、开模、制品所有的聚合物瓶和罐都可以用吹塑成型的方法加工，管材除外。大型储罐不能通过吹塑成型加工，橡胶未硫化不能吹塑。应用： 吹塑成型方法可生产瓶、壶、桶等各种包装容器，包括办公用品、文化娱乐用品、汽车工业用零件、日常用品和儿童玩具等。层压塑料和增强塑料的成型成型的方法分类：高压法：大于7MPa(层压法，模压法) 低压法：小于7MPa(袋压法，真空法，喷射法，接触法（绕 绕成型）) 聚合物的强度可通过改性得以提高，如用玻璃纤维增强，强度得到提高（热塑性和热固性塑料均可增强） 增强剂：加入聚合物中使其机械能得到提高的纤维类材料称之。层

16、压板材成型的工艺：叠料进模热压脱模加工热处理泡沫塑料的成型泡沫塑料：是以树脂为基础内部具有无数微孔性气体的塑料制品。不同的树脂发泡工艺可以形成泡孔形态各异、性能各异的发泡材料； 具有密度低、对流小、绝热、耐冲击和降 噪等有点； 如果泡孔是相互隔绝的，则称为闭孔泡沫，否则称为开孔泡沫，但是闭孔泡沫可以通过机械或化学的方法使其成为开孔结构。 泡沫塑料有三种发泡方式： 物理发泡 将惰性气体在加压下使其溶于聚合物熔体或糊状复合物中，经减压 释放高压气体而发泡； 利用低沸点液体蒸发而发泡； 利用液体介质吸附溶解塑料中事先添加的固体物质而发泡； 在塑料中加入中空微球后经固化而形成泡沫材料； 机械发泡 利用

17、机械的搅拌作用，混入空气而发泡； 化学发泡 利用化学发泡剂加热后分解放出的气体而发泡 利用原料组份间的化学反应所放出的气体而发泡浇铸浇铸也称铸塑。是指在常压下将树脂的液态单体或预聚体灌入大口模腔，经聚合固化定型成为制品的成型方法。铸塑的工艺过程：原料浇铸液的配制过滤盒脱泡浇铸浇注硬化脱模后处理制品浇铸分类：静态铸塑、嵌铸、离心浇铸、流延浇铸、铸塑、搪塑、蘸浸、滚塑等铸塑制品种类： 静态铸塑可生产各种型材和制品，其中，有机玻璃是最典型的铸塑制品； 使用透明塑料嵌铸常用来保存生物的标本、工艺美术品或电气设备； 离心浇铸可以生产大直径的管制品；空心制品，齿轮和轴承； 流延法常用来生产薄膜； 聚氯乙烯

18、溶胶塑料的搪塑常生产儿童玩具及其他中空制品；滚塑可生产大型的容器。静态浇铸：将已准备好的浇铸原料（通常是单体、经初步聚合物或缩聚的浆状 物或聚合物与单体的溶液等）注入一定的模具中，使其固化（完全 聚合或缩聚反应），得到与模具型腔相似的制品。嵌 铸：又称封入成型，是将各种非塑料物件包封到塑料中间去的一种成型 技术。它是在模型内预先安放经过处理的嵌件，然后将浇铸原料倾 入模中，在一定条件下固化成型，嵌件便包裹在塑料中。离心浇铸：离心浇铸是将原料加入到高速旋转的模具中，在离心力的作用下， 使原料充满模具，而后使之硬化定型为制品。流延铸塑：将热塑性塑料溶于溶剂中配成一定浓度的溶液，然后以一定的速度 流

19、布在连续回转的基材上(一般为无接缝的不锈钢带)，通过加热使溶 剂蒸发而使塑料硬化成膜，从基材上剥离即为制品。搪 塑：搪塑又称为涂凝成型或涂凝模塑，主要用于溶胶塑料(糊塑料)的成型。 它是将糊塑料(塑性溶胶)倾倒在预先加热到一定温度的模具(阴模)中， 接近模壁的塑料因受热而胶凝，及时倒出没有胶凝的塑料并将已附在 阴模壁上的一层塑料进行热处理，冷却固化后可得中空制品。 目前较多的是以聚氯乙烯糊用该法生产空心软制品(如玩具等)。滚 塑：将定量的液状或糊状塑料加入模具中，通过对模具的加热及纵横向 的滚动旋转，使塑料熔融塑化并借塑料自身的重力作用均匀地布满 模具的整个表面，待冷却固化后脱模即可得到中空的制品。压延成型 将加热塑化的热塑性塑料通过一系列加热的压辊，使其连续成型为薄膜或片材的一种成型方法。 压延成型是生产塑料薄膜和片材的主要方法。它是将已经塑化好的接近粘流温度的热塑性塑料通过一系