高分子成型工艺培训课件(共96页).ppt

1、第一章第一章 高聚物加工流变学根底高聚物加工流变学根底 习题课讲稿及参考答案习题课讲稿及参考答案 1 1假塑性流体和膨胀性流体的主要特点是什么？原假塑性流体和膨胀性流体的主要特点是什么？原因因 何在？何在？ 1 1主要存在问题：主要存在问题： . . 两者的主要特点是一定温度下，表观黏度随剪两者的主要特点是一定温度下，表观黏度随剪切速率增大而降低增大，其它几个特点都可归结到这方切速率增大而降低增大，其它几个特点都可归结到这方面。面。 . . 对假塑性流体局部，只讲了熔体的原因，没有对假塑性流体局部，只讲了熔体的原因，没有讲溶液或分散体的原因；讲溶液或分散体的原因； . . 对膨胀性流体局部，原

2、因不具体，只讲了原有对膨胀性流体局部，原因不具体，只讲了原有结构的破坏，新结构的形成，对所有体系都实用。结构的破坏，新结构的形成，对所有体系都实用。 . . 有的不完善，比方应在一定温度下等。原因太有的不完善，比方应在一定温度下等。原因太简单，只讲是高分子的长链性质。简单，只讲是高分子的长链性质。 2参考答案参考答案 假塑性流体主要特点是，在温度一定时，其表观假塑性流体主要特点是，在温度一定时，其表观黏度随剪切速率或剪切应力的增大而减小，即出现黏度随剪切速率或剪切应力的增大而减小，即出现剪切变稀现象。剪切变稀现象。 对高聚物熔体，应归因于大分子的长链性质。对高聚物熔体，应归因于大分子的长链性质

3、。当剪切速率增大时，大分子逐渐从网络结构中解缠当剪切速率增大时，大分子逐渐从网络结构中解缠和滑移，熔体结构出现明显的改变，和滑移，熔体结构出现明显的改变，(高弹形变相高弹形变相对减小对减小) ，分子间范德华力减弱，使流动阻力减小，分子间范德华力减弱，使流动阻力减小，熔体黏度随剪切速率增大而降低，所以增大剪切应熔体黏度随剪切速率增大而降低，所以增大剪切应力就使剪切速率迅速增大。力就使剪切速率迅速增大。 对具有假塑性行为的高聚物溶液或分散体系来对具有假塑性行为的高聚物溶液或分散体系来说，增大剪切应力或剪切速率会迫使已渗入高聚物说，增大剪切应力或剪切速率会迫使已渗入高聚物大分子线团或粒子内部的低分子

4、物质溶剂从原大分子线团或粒子内部的低分子物质溶剂从原来稳定体系中别离出来，从而导致体系的破坏，并来稳定体系中别离出来，从而导致体系的破坏，并使无规线团或粒子的尺寸缩小，因此液体的表观黏使无规线团或粒子的尺寸缩小，因此液体的表观黏度减小。度减小。 膨胀性流体的主要特点：在一定温度下表观黏度随剪切速率增大而增大。主要原因是： 悬浮液在静止时，液体中的固体粒子处于很紧密的状态，粒子间空隙很小并充满了液体。当剪切应力或剪切速率很低时，固体粒子在液体中的润滑作用下会产生滑动，并能大致保持原有紧密堆砌的情况下使整个悬浮液体沿受力方向移动，故悬浮液有恒定的表观黏度。 当剪切应力或剪切速率较高时，随剪切速率的

5、增大，粒子间碰撞时机较多，流动阻力增大；此外，粒子也不能再保持静止时的紧密堆砌，粒子间空隙增大，悬浮液的总体积增加，原来勉强能充满粒子间空隙的液体已不能充满增大了的空隙，粒子间移动时润滑作用减小，阻力增大，引起表观黏度增大。 2在高聚物成型加工中，影响高聚物黏在高聚物成型加工中，影响高聚物黏度的主要结构因素有哪些？有何影响？度的主要结构因素有哪些？有何影响？ 1主要存在问题主要存在问题 . 柔顺性、刚性和极性等对黏度的影响柔顺性、刚性和极性等对黏度的影响没有讲清楚。没有讲清楚。 . 侧基对黏度的影响。大量侧基，大侧基对黏度的影响。大量侧基，大侧基越大，那么黏度不一定降低侧基越大，那么黏度不一定

6、降低 . 要求的是结构因素，对温度和组成没要求的是结构因素，对温度和组成没有要求。有要求。 . 有的太简单，只讲了几个方面，没有有的太简单，只讲了几个方面，没有讲有什么影响。讲有什么影响。 2参考答案参考答案 . 高分子链的柔性越大，其黏度越小高分子链的柔性越大，其黏度越小复旦高物；复旦高物； . 高分子链的刚性和极性分子间作用高分子链的刚性和极性分子间作用力越大，表观黏度越大；力越大，表观黏度越大； . 长支链使表观黏度提高，短支链没有长支链使表观黏度提高，短支链没有长支链影响明显；也许使表观黏度降低高长支链影响明显；也许使表观黏度降低高分子化学与物理；分子化学与物理； . 大量侧基使表观黏

7、度降低；大量侧基使表观黏度降低； . 分子量增大，表观黏度提高；分子量增大，表观黏度提高； . 分子量分布变宽，表观黏度降低。分子量分布变宽，表观黏度降低。 3温度和压力对高聚物熔体黏度有何影温度和压力对高聚物熔体黏度有何影响？为什么？响？为什么？ 1主要存在问题主要存在问题 . 对原因讲的不够完善，尤其是温度，对原因讲的不够完善，尤其是温度，有的没有讲出原因。有的没有讲出原因。 2参考答案参考答案 温度升高，高聚物熔体黏度减小。温度升高，高聚物熔体黏度减小。 因为温度升高，分子间自由体积增大，因为温度升高，分子间自由体积增大，分子运动活泼，分子间作用力减小，从而使分子运动活泼，分子间作用力减

8、小，从而使高聚物熔体的表观黏度减小；高聚物熔体的表观黏度减小； 压力增大，高聚物熔体黏度增大。压力增大，高聚物熔体黏度增大。 主要是因为压力增大，使高聚物中的自主要是因为压力增大，使高聚物中的自由体积减小，分子间距离减小，分子间作用由体积减小，分子间距离减小，分子间作用力增大，从而使高聚物熔体表观黏度增大。力增大，从而使高聚物熔体表观黏度增大。 4什么叫入口效应和出口膨胀效应？简要什么叫入口效应和出口膨胀效应？简要说明引起的原因和克服措施？说明引起的原因和克服措施？ 1主要存在问题主要存在问题 . 有局部同学对这两个概念还不够清楚，有局部同学对这两个概念还不够清楚，答复不完善。答复不完善。 .

9、 原因讲的不完善，尤其是对出口膨胀效原因讲的不完善，尤其是对出口膨胀效应，一方面是伸展取向，一方面与正应力差有应，一方面是伸展取向，一方面与正应力差有关系。如拉伸等。关系。如拉伸等。 . 措施主要是工艺和设备方面的，其他没措施主要是工艺和设备方面的，其他没有讲不要求。有讲不要求。 . 转速、剪切速率要考虑。转速、剪切速率要考虑。 2参考答案参考答案 答：入口效应：高聚物液体在管道中进行剪答：入口效应：高聚物液体在管道中进行剪切流动时，液体进入管子进口端一定区域内的收切流动时，液体进入管子进口端一定区域内的收敛流动中产生较大的压力降，这种现象称为入口效敛流动中产生较大的压力降，这种现象称为入口效

10、应。应。 引起入口效应的主要原因为：引起入口效应的主要原因为： . 当高聚物以收敛流动方式进入小管时，为保当高聚物以收敛流动方式进入小管时，为保持恒定流率，只有调整和提高液体中各局部流速，持恒定流率，只有调整和提高液体中各局部流速，流速的增大，液体的动能增大，使能量消耗增大流速的增大，液体的动能增大，使能量消耗增大,所所以压力降会增大。以压力降会增大。 . 液体增大的剪切速率迫使高分子产生更大和液体增大的剪切速率迫使高分子产生更大和更快的形变，分子的这种高弹形变由于要克服分子更快的形变，分子的这种高弹形变由于要克服分子内和分子间的作用力，也要消耗一局部能量。内和分子间的作用力，也要消耗一局部能

11、量。 以上两个方面，都使流体进入小管时的能量消耗以上两个方面，都使流体进入小管时的能量消耗增大，压力降增大。增大，压力降增大。 出口膨胀效应：黏弹性液体流出管口后，流出液体的直径出口膨胀效应：黏弹性液体流出管口后，流出液体的直径增大膨胀的现象称为出口膨胀。增大膨胀的现象称为出口膨胀。 引起出口膨胀效应的主要原因为：引起出口膨胀效应的主要原因为： . 出口膨胀主要是分子链在流动过程中的弹性行为的表出口膨胀主要是分子链在流动过程中的弹性行为的表现，它不仅与分子链在流动过程中的伸展和取向有关，还与现，它不仅与分子链在流动过程中的伸展和取向有关，还与液流的正应力有关；液流的正应力有关； . 当纯黏性液

12、体处于一维流动时，与剪切应力相垂直的当纯黏性液体处于一维流动时，与剪切应力相垂直的两个直角坐标上的正应力相等，在纯碎的剪切应力作用下，两个直角坐标上的正应力相等，在纯碎的剪切应力作用下，弹性行为不明显。弹性行为不明显。 . 当黏弹性液体处于一维流动时，与剪切应力相垂直的当黏弹性液体处于一维流动时，与剪切应力相垂直的两个直角坐标上的正应力不相等，存在正应力差，使液体流两个直角坐标上的正应力不相等，存在正应力差，使液体流出管口时发生垂直于流动方向的膨胀，且正应力差越大，膨出管口时发生垂直于流动方向的膨胀，且正应力差越大，膨胀效应越明显。胀效应越明显。 主要克服措施有工艺：主要克服措施有工艺： .

13、适当增大管道或口模平直局部的长度；适当增大管道或口模平直局部的长度； . 适当降低剪切应力；适当降低剪切应力； . 升高温度；升高温度； . 对挤出物给予适当的牵引或拉伸等。对挤出物给予适当的牵引或拉伸等。 . 使剪切速率小于临界剪切速率。使剪切速率小于临界剪切速率。 5. 什么叫熔体破裂什么叫熔体破裂(碎碎)? 如何克服如何克服? 主要存在问题主要存在问题 . 概念解释不够完善、准确。概念解释不够完善、准确。 . 克服措施讲的不完善。比方分子量、克服措施讲的不完善。比方分子量、牛顿性、剪切速率转速等。牛顿性、剪切速率转速等。 参考答案参考答案 在高应力或高剪切速率时，液体中的扰在高应力或高剪

14、切速率时，液体中的扰动难以抑制并易开展成不稳定流动，引起液动难以抑制并易开展成不稳定流动，引起液流破坏，这种现象称为流破坏，这种现象称为“熔体破裂。熔体破裂。 主要克服措施有主要克服措施有: . 选择牛顿性强的高聚物，因为其出现熔体破裂选择牛顿性强的高聚物，因为其出现熔体破裂的临界剪切速率高。的临界剪切速率高。 如：聚酰胺如：聚酰胺66的临界剪切速率高达的临界剪切速率高达105 秒秒-1。,而而聚乙烯熔体的临界剪切速率仅为聚乙烯熔体的临界剪切速率仅为102103 秒秒-1。 . 选择分子量较小和分子量分布较宽的高聚物，选择分子量较小和分子量分布较宽的高聚物，其出现熔体破碎的临界剪切速率较高其出

15、现熔体破碎的临界剪切速率较高. . 提高提高 熔体温度，出现不稳定流动的和熔体温度，出现不稳定流动的和c 值增值增加。加。 . 收敛角减小，长径比增大，流道外表流线型收敛角减小，长径比增大，流道外表流线型化，可使化，可使 提高。提高。 . 减小剪切速率转速和作用力，使其小于减小剪切速率转速和作用力，使其小于或或c。 以上几个方面都有利于以上几个方面都有利于c增大增大,有利于克服熔体破有利于克服熔体破碎。碎。 6. 牛顿流体和非牛顿流体的主要差异是什牛顿流体和非牛顿流体的主要差异是什么？么？ 1主要存在问题流动方程、物理意义和主要存在问题流动方程、物理意义和形变特征形变特征 . 答复不够完善。答

16、复不够完善。 . 答复没有抓住要点。答复没有抓住要点。 2参考答案参考答案 两者的主要区别是：两者的主要区别是： . 牛顿流体流动时服从牛顿流动定律牛顿流体流动时服从牛顿流动定律= dv/dr= = ，与与 成比例关系；成比例关系；dtd 非牛顿流体流动时不服从牛顿流动定律，而服从指数定非牛顿流体流动时不服从牛顿流动定律，而服从指数定律律= K( )n = K( )n =K n，与与 不成比例关系，不成比例关系，n1为为假塑性流体，假塑性流体，n为膨胀性流体。为膨胀性流体。 . 牛顿黏度表示产生单位牛顿黏度表示产生单位 所必须的剪切应力，仅与其所必须的剪切应力，仅与其本性和温度有关，而不随本性

17、和温度有关，而不随和和 的变化而变化，是一个常数。的变化而变化，是一个常数。 非牛顿流体的表观黏度与非牛顿流体的表观黏度与和和 有关，定温下不是一个常有关，定温下不是一个常数。数。 . 牛顿流体流动时发生的应变具有不可逆性，为永久形牛顿流体流动时发生的应变具有不可逆性，为永久形变，属黏性行为；变，属黏性行为； 非牛顿流体流动时发生的应变是弹性和黏性的综合，流非牛顿流体流动时发生的应变是弹性和黏性的综合，流动中发生的形变包括可逆形变和不可逆形变。动中发生的形变包括可逆形变和不可逆形变。drdvdtd 7解释解释:宾汉液体、触变性液体、震凝性宾汉液体、触变性液体、震凝性液体、拖动流动、收敛流动、拉

18、伸流动液体、拖动流动、收敛流动、拉伸流动 1主要存在问题主要存在问题 对概念的解释要做到准确、完善、简明对概念的解释要做到准确、完善、简明等，有的同学作的不够。等，有的同学作的不够。 2参考答案参考答案 . 宾汉液体：当作用与液体上的剪切应宾汉液体：当作用与液体上的剪切应力小于某一值时，液体并不发生流动而类似力小于某一值时，液体并不发生流动而类似与固体，当所施加的剪切应力超过某一临界与固体，当所施加的剪切应力超过某一临界值时值时y时，液体那么象牛顿流体一样流动，时，液体那么象牛顿流体一样流动，这种液体称为宾汉液体。这种液体称为宾汉液体。 . 触变性流体：在定温下表观粘度随剪触变性流体：在定温下

19、表观粘度随剪切持续时间而降低的液体称为触变性液体。切持续时间而降低的液体称为触变性液体。 . 震凝性液体：在定温下表观粘度随剪震凝性液体：在定温下表观粘度随剪切持续时间延长而增大的液体称为震凝性液切持续时间延长而增大的液体称为震凝性液体。体。 . 拖动流动：管道结构中的一局部能以一定速度和规律相对于其它局部进行运动，粘滞性很大的高聚物液体能随管道的运动局部移动，所以称为拖动流动。 . 收敛流动：当高聚物液体沿流动方向在截面尺寸变小的管道中流动时或粘弹性液体从管道中流出时，液体中各局部流线不再保持相互平行关系的流动称为收敛流动。 . 拉伸流动：粘弹性高聚物熔体从任何形式的管道中流出并受外力拉伸时

20、产生的流动称为拉伸流动。 8试推导非牛顿流体在圆管中流动时的任意半试推导非牛顿流体在圆管中流动时的任意半径处的流动速度和剪切速率。径处的流动速度和剪切速率。 主要存在问题主要存在问题 . 没有假设。没有假设。 . 黏度和稠度系数没有搞清。黏度和稠度系数没有搞清。 参考答案参考答案 1几点假设几点假设 . 液体为不可压缩的；液体为不可压缩的； . 流动是等温过程；流动是等温过程； . 液体在管道壁面不产生滑移壁液体在管道壁面不产生滑移壁外表速度等于零；外表速度等于零； . 液体的粘度不随时间而变化，并液体的粘度不随时间而变化，并在沿管道流动的全过程中其他性质也不发生变化。在沿管道流动的全过程中其

21、他性质也不发生变化。 2 任意半径处的流动速度任意半径处的流动速度 第二章第二章 成型物料的配制成型物料的配制 习题课讲稿及参考答案习题课讲稿及参考答案 1 1聚氯乙烯的增塑剂主要有哪几类？聚氯乙烯的增塑剂主要有哪几类？各有什么特点？各举出一些例子？各有什么特点？各举出一些例子？ 1 1主要存在问题主要存在问题 . . 特点不够完善；特点不够完善； . . 例子不准确，如二异丁酯、符例子不准确，如二异丁酯、符号、磷酸三号、磷酸三- -二甲苯酯、环氧硬脂酸酯、二甲苯酯、环氧硬脂酸酯、脂和酯等；脂和酯等； 2参考答案参考答案 按化学组成分，主要有：按化学组成分，主要有： . 邻苯二甲酸酯类：其主要

22、特点是相容性好，可做主邻苯二甲酸酯类：其主要特点是相容性好，可做主增塑剂，性能全面，能大量生产，价廉，增塑剂，性能全面，能大量生产，价廉，DBP易挥发，易挥发，DIBP对农作物有害等；如对农作物有害等；如DOP 、DBP等。等。 . 脂肪族二元酸酯类：耐寒、低温性能好，光热稳定脂肪族二元酸酯类：耐寒、低温性能好，光热稳定性好，有润滑作用，但相容性差，易抽出、迁移和渗出等，性好，有润滑作用，但相容性差，易抽出、迁移和渗出等，如如DOZ、 DOS 、DOA等；等； . 磷酸酯类：相容性好，耐化学腐蚀性好，光热稳定磷酸酯类：相容性好，耐化学腐蚀性好，光热稳定性好，难燃，但耐寒性差，有臭味、有毒等；如

23、性好，难燃，但耐寒性差，有臭味、有毒等；如TXP、 TCP、 TOP等；等； . 环氧化合物类：可兼做热稳定剂，价较廉，无毒，环氧化合物类：可兼做热稳定剂，价较廉，无毒，但相容性差只能做辅助增塑剂，如但相容性差只能做辅助增塑剂，如ESO 、环氧油酸丁酯等；、环氧油酸丁酯等； . 石油磺酸苯酯：机械强度高，电绝缘性和耐候性好，石油磺酸苯酯：机械强度高，电绝缘性和耐候性好，吸水性小，挥发性小，价廉，但见光易变黄，耐寒性差等，吸水性小，挥发性小，价廉，但见光易变黄，耐寒性差等，如如M50。 2聚氯乙烯的热稳定剂主要有哪几类？各有什么特点？各举出一些例子？ 1主要存在问题 . 有些不完善；有的只讲了两

24、个或三个方面。 . 举例不准确；如硬脂酸盐脂肪酸皂和二月桂酸皂、符号、二盐基性亚磷酸铅等。 2参考答案 按化学组成分类，主要有以下几类： . 盐基性铅盐类 主要特点是电绝缘性好，光热稳定作用好，耐候性好，效率高，吸水性小，价格低，用量大；但是其毒性大，使制品透明性差，硫化污染严重，分散性差，比重大，用量大等。如三盐、二盐等。 2硬脂酸盐类 主要特点是色泽良好，透明，具有良好的长期稳定性，与环氧类具有协同效应，并兼有润滑作用；但其钙盐易使制品变黄，镉、铅盐等有毒，锌盐用量多时易变黑。如硬脂酸钡、硬脂酸镉、硬脂酸锌等。 3有机锡类 主要特点是光热稳定性好，透明，防老效率高，相容性好；但其毒性大，货

25、源紧张，价格高等。如二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡等。 4环氧化合物类 主要特点是与金属皂类有协同效应，稳定性好，兼具增塑作用；相容性差等。环氧大豆油、环氧油酸丁酯等。 此外还有螯合剂等，但其不能单独使用。 3简述混合的根本原理三种作用。简述混合的根本原理三种作用。 1主要存在问题主要存在问题 . 有个别同学按混合、捏合和塑炼三个方面有个别同学按混合、捏合和塑炼三个方面讲。讲。 . 有的讲了三者的影响因素，有的没有；简有的讲了三者的影响因素，有的没有；简要讲一下更好。要讲一下更好。 2参考答案参考答案 扩散：利用物料各组份的浓度差，推动构成各扩散：利用物料各组份的浓度差，推动构成各组份的微

26、粒，从浓度较大的区域中向较小的区域迁组份的微粒，从浓度较大的区域中向较小的区域迁移，以到达组成均一。移，以到达组成均一。 对流：两种物料相互向各自占有的空间进行流对流：两种物料相互向各自占有的空间进行流动，以期到达组成均一。动，以期到达组成均一。 捏合中主要靠对流到达混合的目的捏合中主要靠对流到达混合的目的 剪切：依靠机械的作用产生剪切力，促进物料剪切：依靠机械的作用产生剪切力，促进物料组成到达均一。塑练中主要靠剪切到达混合的目的。组成到达均一。塑练中主要靠剪切到达混合的目的。 4生产聚氯乙烯硬质管材时，应如何选择树脂的型号？生产聚氯乙烯硬质管材时，应如何选择树脂的型号？为什么？为什么？ 1主

27、要存在问题主要存在问题 . 疏松型没有讲；疏松型没有讲； . 原因讲的不完善，比方有的没有讲满足强度，有的原因讲的不完善，比方有的没有讲满足强度，有的没有讲满足成型加工。没有讲满足成型加工。 2参考答案参考答案 应选用疏松型的高型号应选用疏松型的高型号PVC树脂。如树脂。如XS-4(5) 主要主要 原因是：原因是： . 疏松型疏松型PVC树脂易吸收增塑剂，混合、塑化良好，树脂易吸收增塑剂，混合、塑化良好，成型加工性能好，制品质量高。成型加工性能好，制品质量高。 . 高型号树脂分子量低，熔体流动性好，成型加工性高型号树脂分子量低，熔体流动性好，成型加工性能好。否那么能好。否那么, 硬制品不加或仅

28、加少量增塑剂，成型加工硬制品不加或仅加少量增塑剂，成型加工温度高，接近分解温度，难以成型加工出高质量制品。温度高，接近分解温度，难以成型加工出高质量制品。 . 能满足强度要求。能满足强度要求。 虽然其本身分子量低，强度不算高，但由于硬制品不加虽然其本身分子量低，强度不算高，但由于硬制品不加或仅加少量增塑剂，强度不会进一步降低。能够满足强度的或仅加少量增塑剂，强度不会进一步降低。能够满足强度的要求。要求。 5塑炼的方法主要有哪些？提高开炼机塑炼效果的塑炼的方法主要有哪些？提高开炼机塑炼效果的主要措施有哪些？主要措施有哪些？ 1主要存在问题主要存在问题 . 塑炼方法按课堂上四种塑炼造粒方法讲，螺杆

29、机；塑炼方法按课堂上四种塑炼造粒方法讲，螺杆机； . 几个主要方面讲的不完善；只讲了控制条件，没几个主要方面讲的不完善；只讲了控制条件，没有讲提高措施。有讲提高措施。 . 应该控制适当温度；翻料缺的较多。应该控制适当温度；翻料缺的较多。 2参考答案参考答案 按照塑炼所使用的设备，主要有开炼机塑炼、密炼机按照塑炼所使用的设备，主要有开炼机塑炼、密炼机塑炼和挤出机塑炼。塑炼和挤出机塑炼。 提高开炼机塑炼效果的主要措施有：提高开炼机塑炼效果的主要措施有： . 提高辊筒速比，塑炼效果提高；提高辊筒速比，塑炼效果提高； . 提高辊筒转速，塑炼效果提高；提高辊筒转速，塑炼效果提高； . 减小辊筒距离，塑炼

30、效果提高；减小辊筒距离，塑炼效果提高； . 进行适当翻料，塑炼效果提高；进行适当翻料，塑炼效果提高； . 控制适当温度，塑炼效果提高。控制适当温度，塑炼效果提高。 6解释：捏合、塑炼、母料、增塑剂、解释：捏合、塑炼、母料、增塑剂、防老剂、抗氧剂防老剂、抗氧剂 1主要存在问题主要存在问题 . 不完善，如一定温度等条件；不完善，如一定温度等条件； . 有的不具体，如防老剂，没有将光、有的不具体，如防老剂，没有将光、热和氧等讲出来，只说了各种因素；热和氧等讲出来，只说了各种因素； . 有的与前面讲的混合、捏合和塑炼搞有的与前面讲的混合、捏合和塑炼搞混了。混了。 2参考答案参考答案 捏合：将粉状树脂与

31、各种助剂在一定温度熔点或捏合：将粉状树脂与各种助剂在一定温度熔点或Tf以以下和较为缓和的剪切作用下机械搅拌，充分混合为均下和较为缓和的剪切作用下机械搅拌，充分混合为均匀的多分散体的工艺过程。匀的多分散体的工艺过程。 塑炼：在一较高温度塑炼：在一较高温度Tf以上和较强的剪切作用下，以上和较强的剪切作用下，初混料干混料、捏合料经熔融、塑化、混合而获得适宜初混料干混料、捏合料经熔融、塑化、混合而获得适宜柔软度和可塑性的工艺过程称为塑炼。柔软度和可塑性的工艺过程称为塑炼。 母料：指事先配制的含有高百分比小剂量助剂的塑料。母料：指事先配制的含有高百分比小剂量助剂的塑料。 增塑剂：能够降低塑料的熔融黏流温

32、度或熔体黏度，增塑剂：能够降低塑料的熔融黏流温度或熔体黏度，改善成型加工性能，使最终产品变得柔韧而添加的一类高沸改善成型加工性能，使最终产品变得柔韧而添加的一类高沸点液体或高熔点固体物质称为增塑剂。点液体或高熔点固体物质称为增塑剂。 防老剂：能够防止或抑制高分子材料在成型、贮存和使防老剂：能够防止或抑制高分子材料在成型、贮存和使用过程中因光、热、氧等引起降解、交联等破坏作用制品用过程中因光、热、氧等引起降解、交联等破坏作用制品变色、发黏、变脆的物质称为防老剂。变色、发黏、变脆的物质称为防老剂。 抗氧剂：能够抑制或延缓塑料氧化降解的物质。抗氧剂：能够抑制或延缓塑料氧化降解的物质。 7. 光稳定剂

33、主要有几类？各举一些例子。简述各类光稳定剂的作用机理？ 1主要存在问题 . 举例不准确；类型和品种不明确； . 紫外光猝灭剂； . 屏蔽剂的作用机理没有讲； 2参考答案 紫外光吸收剂 作用机理： 吸收光能后，内氢键被破坏，吸收的能量以无破坏性的热能放出。 主要品种： . 邻羟基二苯甲酮类， 如：uv-531，uv-9等 邻羟基苯并三唑类，如：uv-、uv-326、uv-327等。 水杨酸酯类，如BAD、TBS、OPS等。 其它：取代丙烯腈、三嗪类三嗪-5等。 先驱型紫外线吸收剂：先驱型紫外线吸收剂： 作用机理：本身不具备吸收紫外线作用，光照射后分子作用机理：本身不具备吸收紫外线作用，光照射后分

34、子重排，改变结构而成为紫外线吸收剂。重排，改变结构而成为紫外线吸收剂。 常见品种有：苯甲酸酯类光稳定剂常见品种有：苯甲酸酯类光稳定剂901，紫外线吸收，紫外线吸收剂剂RMB等等 紫外线淬灭剂紫外线淬灭剂 作用机理：能将高分子吸收紫外光后产生的作用机理：能将高分子吸收紫外光后产生的“激发态能激发态能转移掉，从而防止由此产生的游离基而使高聚物进一步降转移掉，从而防止由此产生的游离基而使高聚物进一步降解。解。 主要品种：主要品种： 光稳定剂光稳定剂AM-101：2,2-二硫代双二硫代双(特辛基苯酚特辛基苯酚)镍。镍。 光稳定剂光稳定剂NBC：1084、2002等。等。 紫外线屏蔽剂：紫外线屏蔽剂：

35、作用机理：在光源与高分子材料间形成一道屏障，阻止紫作用机理：在光源与高分子材料间形成一道屏障，阻止紫外线射入。外线射入。 主要品种有：炭黑、主要品种有：炭黑、ZnO、亚硫酸锌、受阻胺类、亚硫酸锌、受阻胺类GM-508，LS-770，LS-774等、等、TiO2用量多时，对用量多时，对PP起屏蔽起屏蔽作用，如用量少，那么起降解作用。作用，如用量少，那么起降解作用。 8增塑剂的性质要求有哪些？ 1主要存在问题 2参考答案 对增塑剂的主要要求有： . 与高聚物的混溶性好。 . 挥发性、游移性和萃取性要低。 . 耐热、耐光、抗氧、化学稳定性好。 . 无毒、无嗅、不燃、本钱低。 第三章第三章 塑料的挤出

36、成型塑料的挤出成型 1. 等距不等深螺杆一般分为哪几段？各段的结构等距不等深螺杆一般分为哪几段？各段的结构特征和主要作用是什么？特征和主要作用是什么？ 1主要存在问题主要存在问题 . 加料段作用：局部同学没有答；预热、预压；加料段作用：局部同学没有答；预热、预压； 计量段塑化均匀等。计量段塑化均匀等。 . 结构特征：结构特征：h、 t、 L、 等。等。 2参考答案参考答案 答：等距不等深螺杆通常可分为加料段、熔融段答：等距不等深螺杆通常可分为加料段、熔融段压缩段、计量段均化段三段。压缩段、计量段均化段三段。 结构特征：结构特征： 加料段：螺距加料段：螺距t不变，螺旋角不变，螺旋角不变，槽深不变

37、，槽深h1不变，不变，结晶塑料结晶塑料L1最长，非结晶塑料最长，非结晶塑料L1较长，非结晶软质较长，非结晶软质塑料塑料L1较小。较小。 压缩段：压缩段：螺距t不变，螺旋角不变，槽深h2变小，结晶塑料h2很快变小，非结晶塑料h2逐渐变小；结晶塑料L2小，非结晶塑料L2长。 计量段：计量段：螺距t不变，螺旋角不变，槽深h3不变，h3h1,结晶塑料L3长，非结晶塑料L3短。 主要作用：主要作用： 加料段加料段: 输送固体物料，兼有加压、预热作用。 压缩段压缩段: . 使物料熔融塑化; . 压实物料; . 排出物料中的气体。 计量段：计量段：. 使物料进一步混合、塑化均匀。 . 使物料定压、定温、定量

38、的由机头流道稳定挤出。 2. 物料在加料段和计量段是如何流动的？物料在加料段和计量段是如何流动的？ 1主要存在问题主要存在问题 . 简单说成是平直流动和螺旋流动；简单说成是平直流动和螺旋流动； . 实际流动模型没有讲；实际流动模型没有讲； 2参考答案参考答案 答：物料在加料段和计量段流动答：物料在加料段和计量段流动 加料段：加料段： . 物料在该段类似于物料在该段类似于“弹性固体塞，固体塞弹性固体塞，固体塞在螺槽内的运动就如螺帽在螺丝上的运动一样。在螺槽内的运动就如螺帽在螺丝上的运动一样。 . 成型时，塑料与螺杆的摩擦力应小于塑料与成型时，塑料与螺杆的摩擦力应小于塑料与料筒的摩擦力，也即螺杆的

39、光洁度应大于料筒的光料筒的摩擦力，也即螺杆的光洁度应大于料筒的光洁度。否那么，塑料只能抱着螺杆空转打滑不能前洁度。否那么，塑料只能抱着螺杆空转打滑不能前移。移。 计量段：四种流动计量段：四种流动 在实际成型加工过程中，物料在螺杆中流在实际成型加工过程中，物料在螺杆中流动包括正流、倒流、环流和漏流四种流动。动包括正流、倒流、环流和漏流四种流动。实际上这四种流动不会截然分开，而是四种实际上这四种流动不会截然分开，而是四种流动的组合，形象的说流动的组合，形象的说“物料在螺杆计量段物料在螺杆计量段中的流动是以螺旋形的轨迹向前流动的。中的流动是以螺旋形的轨迹向前流动的。 3影响挤出机计量段流率的主要因素

40、有哪些？有何影响？影响挤出机计量段流率的主要因素有哪些？有何影响？ 1主要存在问题主要存在问题 . 答复以下问题不完善；答复以下问题不完善； . 有些要讲出影响塑化的方面，如有些要讲出影响塑化的方面，如h、 N 、等；等； 2参考答案参考答案 答：主要影响因素有：答：主要影响因素有： . 挤出机的结构挤出机的结构 A. Q随着随着D的增大而增大。的增大而增大。 B. Q随着随着h的增大而增大。的增大而增大。 但但h太大时，太大时，A 塑化效果差；受到的剪切作用小塑化效果差；受到的剪切作用小 BQdh，Qph3，Qp与与h的三次方成正比。的三次方成正比。 aP低时，低时，Q浅浅Q深。深。 C.

41、L，Q，挤出量波动也小。漏流随，挤出量波动也小。漏流随L3而而 D. Q随随而而。 原因原因 QL3，所以，所以一般应较小，一般应较小，0.10.6mm。 a. 小，剪切作用大，有利于塑化，小，剪切作用大，有利于塑化，Q。 b. 太小时，塑料易分解，混合作用不好。太小时，塑料易分解，混合作用不好。 原因，原因，a 剪切作用大，易分解。剪切作用大，易分解。 bQL=0，QP=0，混合作用差。，混合作用差。 E. 通常取通常取1530C，一般取，一般取t=D，那么，那么=1741。 . 挤出工艺条件挤出工艺条件 A . QP。 B . QN。增大的速率与。增大的速率与有关，有关，越大，越大，Q增大

42、的幅增大的幅度越大。度越大。 C. T，Q。 原因：温度升高，物料的黏度原因：温度升高，物料的黏度，从而引起倒流、逆流量，从而引起倒流、逆流量增大。增大。 4简述塑料在螺槽中的熔化过程。简述塑料在螺槽中的熔化过程。 1主要存在问题主要存在问题 . 太简单。太简单。 . 最后局部不完善。最后局部不完善。 2参考答案参考答案 答：塑料在螺槽中的熔化过程为答：塑料在螺槽中的熔化过程为 A. 熔膜：与料筒螺杆外表接触的固体物料，由于料筒的热传导熔膜：与料筒螺杆外表接触的固体物料，由于料筒的热传导和摩擦热的作用，首先熔化，并形成一层熔体薄膜。即称为熔膜和摩擦热的作用，首先熔化，并形成一层熔体薄膜。即称为

43、熔膜1。 B. 熔池：逐渐熔化的物料，在料筒与螺杆的相对运动作用下，不断熔池：逐渐熔化的物料，在料筒与螺杆的相对运动作用下，不断向槽螺的推进面聚集，而形成漩涡状的流动区，称为熔池向槽螺的推进面聚集，而形成漩涡状的流动区，称为熔池2液相。液相。 C. 固体床：固体床： 熔池前面充满着受热软化和半熔化后粘接在一起的固体熔池前面充满着受热软化和半熔化后粘接在一起的固体粒子粒子4，和完全未熔化的固体粒子，和完全未熔化的固体粒子5。4和和5总称为固体总称为固体床。床。固相。固相。 D. 迁移面：熔膜和固体床间的界面称为迁移面迁移面：熔膜和固体床间的界面称为迁移面3。熔化过程主。熔化过程主要在迁移面进行。

44、要在迁移面进行。 E. 随着塑料相机头方向的移动，熔化过程逐渐进行。从始熔点随着塑料相机头方向的移动，熔化过程逐渐进行。从始熔点A起，起，固体床宽度逐渐减小，熔池宽度逐渐增大，直至固体床宽度逐渐减小，熔池宽度逐渐增大，直至B点时，固体床消失，即点时，固体床消失，即完成了熔化过程。完成了熔化过程。 5 影响吹塑薄膜厚度的主要因素和克服措施有哪影响吹塑薄膜厚度的主要因素和克服措施有哪些？些？ 1主要存在问题主要存在问题 . 不太完善。不太完善。 . 原因和克服措施。原因和克服措施。 2参考答案参考答案 答：主要因素为答：主要因素为 . 设备设备: A. 芯模和口模定位不正。芯模和口模定位不正。 B

45、. 牵引与挤出不正。牵引与挤出不正。 C. 冷却风环位置不适当冷却风环位置不适当(上下上下,四周四周)。 . 工艺工艺: A. 口模四周温度不均匀口模四周温度不均匀,不稳定。不稳定。 B. 牵引速度大小不适宜牵引速度大小不适宜,不稳定。不稳定。 C. 冷却风量大小不适宜冷却风量大小不适宜,不稳定。不稳定。 D. 牵伸比和吹胀比不适当。牵伸比和吹胀比不适当。 E. 机头压力不稳定。机头压力不稳定。 6解释：吹胀比解释：吹胀比 、 牵伸比、牵伸比、 螺杆压缩比、螺杆压缩比、 SJ-90、 SJ-15025 、 压缩率压缩率 1主要存在问题主要存在问题 不太完善，如塑料挤出机、螺杆外径、线速度等。不

46、太完善，如塑料挤出机、螺杆外径、线速度等。 2参考答案参考答案 吹胀比：在吹塑薄膜中吹胀比：在吹塑薄膜中,吹胀后的泡管直径与口模直径之比吹胀后的泡管直径与口模直径之比称为吹胀比。称为吹胀比。 牵伸比：在挤出成型中牵伸比：在挤出成型中,牵引线速度与挤出速度之比称为牵牵引线速度与挤出速度之比称为牵引比。引比。 螺杆压缩比：指螺杆加料段第一个螺槽容积与计量段最后螺杆压缩比：指螺杆加料段第一个螺槽容积与计量段最后一个螺槽容积之比。一个螺槽容积之比。 SJ-120：螺杆外径为：螺杆外径为120mm的塑料的塑料(S)挤出机挤出机(J)。 SJ-15025: 螺杆外径为螺杆外径为150mm,螺杆长径比螺杆长

47、径比L/D为为25的的塑料塑料(S)挤出机挤出机(J)。 压缩率：塑料制品的密度与塑料原料的表观密度之比。压缩率：塑料制品的密度与塑料原料的表观密度之比。 7在挤出塑料管坯时，料筒温度和螺杆转速对性能的主要影响有哪些？在挤出塑料管坯时，料筒温度和螺杆转速对性能的主要影响有哪些？ (1)主要存在问题主要存在问题: 不够完善，有个别同学答题没有掌握重点。不够完善，有个别同学答题没有掌握重点。 2参考答案参考答案 答：主要影响有：答：主要影响有： . 料筒温度对性能的影响料筒温度对性能的影响 A. a. T,有利于塑料的塑化；有利于塑料的塑化； b. T,形状稳定性差，收缩率形状稳定性差，收缩率,产

48、生发黄、气泡，难以正常挤出；产生发黄、气泡，难以正常挤出； c. T, 塑料易分解，甚至出现爆炸现象。塑料易分解，甚至出现爆炸现象。 B. a. T,P,有利于挤出物的压实，制品形状稳定性好。有利于挤出物的压实，制品形状稳定性好。 b. T,出口膨胀出口膨胀，应提高牵伸速度，以减少膨胀而增大的壁厚；，应提高牵伸速度，以减少膨胀而增大的壁厚； c. T,塑化不良，黏度明显增大，功率消耗增大，挤出成型难进行。塑化不良，黏度明显增大，功率消耗增大，挤出成型难进行。 C. 口模和芯模温度差异大，制品出现向内翻或向外翻，扭曲等。口模和芯模温度差异大，制品出现向内翻或向外翻，扭曲等。) . 杆转速对性能的

49、影响 A. N，强化了剪切作用，有利于物料的混合和塑化； B. N, 进料过快，超出塑化能力，反而不利于混合和塑化； C. N，Q，对提高产量有利； 如单靠提高N来提高产量，而不改造设备，那么会造成塑化不良，内壁粗糙，强度； D. N，多数塑料熔体，提高料筒中塑料的压力； 8写出固体输送速率的数学表达式，影写出固体输送速率的数学表达式，影响固体输送速率的主要因素有哪些？有何影响固体输送速率的主要因素有哪些？有何影响。响。 1主要存在问题主要存在问题 . 公式有错误；公式有错误； . 不够全面，如不够全面，如D、 N 等。等。 . 螺旋角答复不够准确。螺旋角答复不够准确。 2参考答案参考答案 答

50、：固体输送速率的数学表达式为：答：固体输送速率的数学表达式为： Q= 2DhD-hNtantan/ tan+tan 影响固体输送速率的主要因素有：影响固体输送速率的主要因素有： . 前进角前进角的影响：的影响：090 A. =0时， Q =0。 B. =90时， Q最大。 . 槽深槽深h的影响的影响： 在D不变时，h增大， Q提高。 . 减小减小fs，Q。 . 增大增大fb，Q。 . 减小螺旋角减小螺旋角,并使tantan/ tan+tan最大，Q。 . D，Q。 . N,Q。 9热塑性高聚物拉伸取向的一般规律有哪些？热塑性高聚物拉伸取向的一般规律有哪些？ 主要存在问题：不够全面。主要存在问题

51、：不够全面。 参考答案参考答案 答：热塑性高聚物拉伸取向的一般规律为：答：热塑性高聚物拉伸取向的一般规律为： 1拉伸速度与拉伸传数一定时，拉伸温度拉伸速度与拉伸传数一定时，拉伸温度Tg稍高越低，取向度越高。稍高越低，取向度越高。 2拉伸温度与拉伸速度一定时，取向度随拉伸拉伸温度与拉伸速度一定时，取向度随拉伸倍数而提高。倍数而提高。 3任何拉伸条件下，冷却速度越快，取向度越任何拉伸条件下，冷却速度越快，取向度越高。高。 4拉伸温度和拉伸倍数一定时，拉伸速度越大，拉伸温度和拉伸倍数一定时，拉伸速度越大，取向作用越大。取向作用越大。 5固定的拉伸温度和速率下，拉伸比随拉应力固定的拉伸温度和速率下，拉

52、伸比随拉应力而增大时，薄膜取向度而增大时，薄膜取向度。 6拉伸速度随温度升高而加快，在有效冷却条拉伸速度随温度升高而加快，在有效冷却条件下有效取向度提高。件下有效取向度提高。 第四章第四章 塑料的注射成型塑料的注射成型 1 热塑性塑料注射成型时，如何确定料筒温度？热塑性塑料注射成型时，如何确定料筒温度？ 主要存在问题主要存在问题 1结晶和非结晶；结晶和非结晶；2热敏性；热敏性；3与挤出与挤出成型混淆。成型混淆。 参考答案：参考答案： 1塑料性能：塑料性能： 热性能热性能 A料筒温度一般应控制在料筒温度一般应控制在TfTmTd范围范围, 实际要实际要比比TfTmTd小。小。 对非晶高聚物，成型温

53、度应比对非晶高聚物，成型温度应比Tg高高100150C。 对结晶高聚物，料筒温度至少应比对结晶高聚物，料筒温度至少应比Tm高高525C。 B热敏性塑料，应严格控制料温。热敏性塑料，应严格控制料温。 分子量及其分布：分子量及其分布： A分子量高且分布窄，熔体黏度高，料温应高。分子量高且分布窄，熔体黏度高，料温应高。 B分子量低且分布宽，熔体黏度低，料温应低。分子量低且分布宽，熔体黏度低，料温应低。 C通常用熔体指数通常用熔体指数MI，MI大，大，M小，料温小，料温应低，反之，那么应高。应低，反之，那么应高。 加有填料或增强材料时，料温一般应提高。加有填料或增强材料时，料温一般应提高。用量用量，料

54、温，料温 原因：填料一般会使物料流动性降低。原因：填料一般会使物料流动性降低。 加有增塑剂和润滑剂时，料筒温度可适当降加有增塑剂和润滑剂时，料筒温度可适当降低。低。 原因：因为两者的参加可降低熔体黏度，使流动原因：因为两者的参加可降低熔体黏度，使流动性提高。性提高。 2制品和模具结构：制品和模具结构： 薄壁长流程制品，应适当提高料筒温薄壁长流程制品，应适当提高料筒温度。度。 厚壁短流程制品，应适当降低料筒温厚壁短流程制品，应适当降低料筒温度。度。 形状复杂，流程曲折多，带嵌件的制形状复杂，流程曲折多，带嵌件的制品，料筒温度应高。品，料筒温度应高。 3注射机类型：其它一定时，柱塞式应注射机类型：

55、其它一定时，柱塞式应比螺杆式高比螺杆式高1020C。 原因：因柱塞式注射机传热、混合和塑化原因：因柱塞式注射机传热、混合和塑化效果差，流动压力损失大。效果差，流动压力损失大。 4模温高，注射压力高，料筒可低些。模温高，注射压力高，料筒可低些。 2. 注射成型中，背压对塑料的结构和性能有何影响？注射成型中，背压对塑料的结构和性能有何影响？ 主要存在问题：主要存在问题： 1熔点温度；熔点温度；2熔点降低。熔点降低。 参考答案：参考答案： 1背压背压，T熔熔，温度均匀性，温度均匀性，混合、混色、塑，混合、混色、塑化效果提高，有利排气。化效果提高，有利排气。 2背压过高：背压过高： . 塑化效率降低。

56、原因：延长了塑化时间塑化效率降低。原因：延长了塑化时间 流动阻力流动阻力，机头压力，机头压力，倒流，倒流，漏流，漏流，流涎，流涎，再，再生料生料。 物料易降解，交联，制品性能物料易降解，交联，制品性能。PVC=0 3背压过小时，螺杆后退快，带入空气多，注射时因背压过小时，螺杆后退快，带入空气多，注射时因排气而压力损失大。如转速不高，那么类似柱塞，塑化效果排气而压力损失大。如转速不高，那么类似柱塞，塑化效果降降低。低。 3 解释注射成型制品出现以下缺陷的主要原因和克服措施？解释注射成型制品出现以下缺陷的主要原因和克服措施？ 1 外表凹陷和内部缩孔外表凹陷和内部缩孔; 2充模缺乏和飞边。充模缺乏和

57、飞边。 主要存在问题：主要存在问题： 1模温升高和降低同时存在的原因；模温升高和降低同时存在的原因； 2 料温升高和降低同时存在的原因。料温升高和降低同时存在的原因。 参考答案：参考答案： 外表凹陷和内部缩孔外表凹陷和内部缩孔; 主要原因克服措施主要原因克服措施 设备和模具：设备和模具： 模具：模具：a. 壁厚均匀，冷却均匀。壁厚均匀，冷却均匀。 b. 浇注系统设计要合理。浇口大小、数量。浇注系统设计要合理。浇口大小、数量。 c排气顺利。排气顺利。 设备：设备：a. 喷嘴孔径大小要适宜。不能太大太小喷嘴孔径大小要适宜。不能太大太小 b. 锁模要可靠。锁模要可靠。 c. 料筒与柱塞或螺杆磨损严重

58、应更换。漏流料筒与柱塞或螺杆磨损严重应更换。漏流，充模压力，充模压力，料量，料量 工艺条件：工艺条件： A提高注射提高注射+保压压力。保压压力。 B延长注射延长注射+保压时间。保压时间。 C提高料温有利于充模、补缩；提高料温有利于充模、补缩；降低料温收缩率减小。降低料温收缩率减小。 D提高模温有利于缩孔、补缩；降提高模温有利于缩孔、补缩；降低模温，凹陷，加速表层固化定型。低模温，凹陷，加速表层固化定型。 E降低注射速度。广东版，降低注射速度。广东版，注射速注射速度度 F增大加料量可以发挥保压作用；增大加料量可以发挥保压作用；减少加料量，使注射压力不至于过分消耗。减少加料量，使注射压力不至于过分

59、消耗。 制品缺乏和飞边制品缺乏和飞边 1制品缺乏：制品缺乏： . 料量调节不当缺料，料多。料量调节不当缺料，料多。 . 工艺条件：工艺条件：A. 提高注射压力。提高注射压力。 B. 提高注射速度。提高注射速度。 C延长注射延长注射+保压时间保压时间 D提高料温和模温。提高料温和模温。 提高物料流动性。提高物料流动性。 . 模具设计：模具设计：A. 过分复杂，转折多筒过分复杂，转折多筒化模具结构。化模具结构。 B浇口数目缺乏，形式不当。浇口数目缺乏，形式不当。 C. 断面小薄，排气不良。断面小薄，排气不良。 2飞边：飞边： . 料量多。料量多。 . 工艺条件：工艺条件：A. 降低注射压力和注射降

60、低注射压力和注射速度。速度。 B缩短注射缩短注射+保压间保压间 C降低料温和模温。降低料温和模温。 降低物料流动性。降低物料流动性。 . 模具设备：模具设备：A. 模具分型面精度差。模具分型面精度差。 B模具设计和进料配置不模具设计和进料配置不合理，排气不良，芯模偏。合理，排气不良，芯模偏。 C. 锁模力缺乏。锁模力缺乏。 4 . 在塑料的注射成型中，注射压力的主在塑料的注射成型中，注射压力的主要确定原那么有哪些？要确定原那么有哪些？ 主要存在问题：主要存在问题： 1料温没有；料温没有；2模温没有。模温没有。 参考答案参考答案 1设备：设备： 其它条件相同时，其它条件相同时，P柱柱P螺。螺。