高分子材料成型加工基础各章习题已

1、绪论1、 与其他材料相比（无机非金属材料、金属材料），高分子材料有哪些特征？质轻；拉伸模量和强度低，韧性优良；传热系数小；电绝缘性好；成型加工性好，可适应各种成型方法；减震、消音效果好；某些塑料具有良好的减磨、耐磨和自润滑性能；耐腐蚀性能优良；透光性好；着色性好；可赋予各种特殊功能；使用过程中易产生蠕变、疲劳、冷流、结晶等现象，长期使用性能较差；热膨胀系数大；耐热性较低，使用温度不高；易燃烧。2、 什么是高分子材料的成型加工性能？可挤压性、可模塑性、可延展性、可纺性3、 什么事高分子合金？用机械共混法生辰的第一个高分子合金材料是什么？两种或两种以上高分子材料构成的复合体系。ABS。4、 塑料可

2、以分为通用塑料和工程塑料，工程塑料是指（） 工程塑料：是指拉伸强度大于50MP，冲击强度大于6kJ/m2，长期耐热温度超过100，刚性好，蠕变小，自润滑，电绝缘，耐腐蚀等的、可替代金属做结构材料的塑料。5、 塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料，请将下列塑料分类：PE PP PVC ER MF PA PC ABS PMMA PF POM UP 热塑性材料：PE、PP、PVC 、PA 、PC、 ABS、 PMMA 、POM热固性材料：ER MF PF UP6、 橡胶可分为通用橡胶和特种橡胶，特种橡胶是指（） 特种橡胶：具有特殊性能，可满足耐热、耐寒、耐油、耐溶剂、耐化学腐蚀、耐辐射等特殊使用的橡胶制

3、品的橡胶。7、 热塑弹性体的结构特点是： 分子结构中一般部分或全部由具有橡胶弹性的链段组成，大分子链之间存在化学或物理交联而成的网状结构，起补强作用，常温下显示橡胶的弹性，而高温下，受热的作用，这种网状结构消失，呈现塑性。8、 请将下列橡胶分类： CR BR UR ACM SIS IIR SBR NBR EPDM SBS CPE 通用橡胶：CR BR IIR SBR EPDM特种橡胶：UR ACM NBR CPE热塑性弹性体：SIS、SBS9、 由纤维素和蛋白质等改性而制成的纤维称为（人造纤维） 10、 请写出下列纤维的化学名称： 涤纶：聚对苯二甲酸乙二醇酯， 锦纶：聚酰胺纤维 维纶：聚乙烯醇

4、甲醛纤维 腈纶：聚丙烯晴 丙纶;聚丙烯氯纶：聚氯乙烯纤维 氨纶：聚氨酯弹性体纤维 Kevlar：芳香族聚酰胺纤维11、 高分子合金是由塑料与橡胶、塑料与塑料经共混、接枝、嵌段共聚或互穿聚合物网络等方法制成的（宏观上均相，微观上分相）的一类材料的总称。用机械共混法生辰的第一个高分子合金材料是（ABS）。12、 熟悉高分子材料热-机械特性与成型加工关系图。P1013、 高分子材料有哪几种主要成型方法？各种成型方法成型时熔体所受剪切速率有何不同？模压 压延 挤出 注射成型 1-10 10-100 100-1000 1000-1000014、 高分子材料的一次成型与二次成型的区别是什么？ 一次成型是通

5、过材料产生地流动或塑性形变而成型，成型过程中伴随着聚合物的状态或者相态的转变，而二次成型是在低于聚合物流动温度或熔融温度下进行的“半熔融”类橡胶态下进行的，一般是通过粘弹形变来实现材料成型或坯件的再成型。第一章 高分子材料学1、 高分子材料学是研究（高分子化合物及其制品的特性、结构与性能之间的关系。）2、 交联是改善高分子材料力学性能、耐热性能、化学稳定性和使用性能等的重要手段，以下哪些聚合物材料需要交联后才能使用。（NR SIS BR PET POM MF SBR SBS ER PF PC UP）PF UF MF UP PE PVC PU等泡沫塑料生产3、 熔体流动速率是工业上用以表征高分子

6、化合物相对分子质量的方法之一，熔体流动速率的单位是（g/10min）4、 聚合物的成型方法不同，对原材料的熔体流动速率要求也不一样。以PP为例将下列不同熔体流动速率的PP与相应的成型方法相匹配。（已匹配好）0.5-2 挤出成型 管 板 片 棒 0.5-8 挤出成型 单丝 窄带 撕裂纤维 双向拉伸薄膜6- 12 挤出成型 吹塑薄膜 T型机头平模0.5-1.5 中空吹塑成型 中空容器1-15 注射成型 注射成型制品10-20 熔融纺丝 纤维5、 高分子材料的结晶性与低分子材料的结晶性之不同在于（构造与形态 结晶的大小 结晶度 结晶温度 结晶度与物性的关系）以下聚合物中哪些是结晶性高分子，哪些是非结

7、晶性高分子？（PE POM NR BR PS PP PVC PA PC PET）结晶性高分子：PE POM PP PA PETNR BR非结晶性高分子： PS PVC PC6、 成型条件对结晶性高分子的结晶度影响很大，影响的因素有：（熔融温度和熔融时间，成型压力，冷却速度。）7、 名词解释：二次结晶：指一次结晶后，在残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内，继续结晶并逐步完善的过程。后结晶：指一部分来不及结晶的区域，在成型后继续结晶的过程。后收缩：指制品脱模后，在室温下存放1h后所发生的、到不再收缩时为止的收缩率。退火：将试样加热到熔点以下某一温度（一般控制在使用温度以下1020，或热变形温度以下

8、1020为宜），以等温或缓慢变温的方式使结晶逐渐完善化的过程。 淬火：又称骤冷。指熔融状态或半熔融状态的结晶性高分子，在该温度下保持一段时间后，快速冷却使其来不及结晶，以改善制品的冲击性能。 流动取向：系指在熔融成型或浓溶液成型中，高分子化合物的分子链、链段或其他添加剂，沿剪切流动的运动方向排列。拉伸取向：系指高分子化合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用沿受力方向排列。8、 高分子材料的熔体黏度是高分子材料成型加工中的重要性质，在高分子材料的成型加工过程中，影响熔体黏度的主要因素有：（温度、压力、剪切速率。）9、 酚醛树脂是由苯酚和甲醛合成的树脂，当甲醛/苯酚摩尔比大于1在碱性条件下，得到

9、的是碱法酚醛树脂（热固性酚醛树脂），当甲醛/苯酚摩尔比小于1在酸性条件下，得到的是酸法酚醛树脂（热塑性酚醛树脂）。10、 由丁二烯和苯乙烯单体通过聚合可以制备哪些聚合物？ 丁苯橡胶（SBR）、SBS、SEBS、顺丁橡胶（BR）、PS11、 由乙烯和丙烯单体通过聚合可以制备那些聚合物？ 乙丙橡胶（EPR）、PE、PP12、 在什么情况下聚合物的分子量与Tg关系不大？ 当分子量增大到一定程度时（或分子量很大时），Tg随分子量增加不明显。13、 高分子材料的性能与材料的结晶性有很大关系，改变高分子材料的结晶状态通常会影响到材料的哪些性能。 受结晶度影响的物性有：拉伸强度、弹性模量、冲击强度、耐热性（

10、热变形温度）、耐化学药品性、吸水性、透明性、气体透过性、成型收缩率等。14、 聚丙烯通过添加成核剂可以改变制品的透明性，请问是何原理？ 添加成核剂，是为提高结晶速度，促使微晶生成，而由于形成微晶，制品透明性提高。15、 高分子的热拉伸取向通常在什么温度范围进行？什么是高分子材料的拉伸比？比较PP和PS的拉伸比有何不同，请根据结构解释。Tg-Tm(Tf)；拉伸比是一定温度下，高分子化合物在屈服应力作用下被拉伸的倍数，即拉伸前后的长度比。PP为5-10，PS为1.5-3.5，因为PS含有体积较大的苯侧基，刚性大，故拉伸比较小。16、 在各种橡胶中，天然橡胶有最好的加工性能，请问与天然橡胶的分子结构

11、有何关系？ （非标准）天然橡胶主要成分是聚异戊二烯，分子链中含有内双键，具有良好的柔顺性，因而加工性能好。第二章添加剂1、 热稳定剂主要用于那一种塑料中？热稳定剂主要起什么作用？ 热稳定剂主要用于PVC（热敏性）塑料中。热稳定剂的作用大致分为两类：预防型和补救型。具体包括：(1)中和HCl；(2)取代不稳定氯原子；(3)钝化杂质；(4)防止自动氧化；(5)与不饱和部位反应；(6)破坏碳正离子盐。2、 若要生产透明PVC制品，选用哪种热稳定剂合适？ 可以选用硫醇锡盐，有机锑类，稀土稳定剂。3、 高分子材料在加工和使用过程中会发生氧化反应，这类反应按（典型的链式自由基）机理进行，具有（自动催化）特

12、征。（自动氧化反应）4、 抗氧剂可分为哪两大类？请各举一例并说明其抗氧机理。 抗氧剂可分为链终止型抗氧剂和预防型抗氧剂。 一、链终止型抗氧剂：如抗氧剂1010，属烷基多酚类，分子上的不稳定的H与被氧化生成的ROO·结合，中断了自动氧化的链增长。 二、预防型抗氧剂又可分为两类： (1)过氧化物分解剂：如亚磷酸酯，可分解氢过氧化物，使其转变成稳定的非自由基的物质，阻止氧化。 (2)金属离子钝化剂（铜抑制剂）：如酰胺类，钝化金属离子，减缓氢过氧化物分解作用。5、 在塑料中抗氧剂的用量常为（0.11），在橡胶中防老剂的用量通常为（15份）。6、 如果要加工浅色PP制品，选用何种抗氧剂合适？

13、因为是浅色制品，所以可用不变色，无污染的酚类抗氧剂。7、 高分子材料的臭氧化机理与氧化降解机理不同，主要是以（亲电加成的离子型）机理进行。抗臭氧剂只是在（制品表面）上发挥作用。高分子材料的抗臭氧方法可以分为（物理防护法）和（化学防护法）。8、 光稳定剂是指（可有效地抑制光致降解物理和化学过程的一类化合物），其用量通常为（0052）。9、 增塑剂是指（用以使高分子材料制品增塑性增加，改进其柔软性、延伸性和加工性的物质），增塑剂主要用于（PVC）树脂中，增塑剂的塑化效果可采用一个相对值（塑化效率）来表示，通常将性能较全面、使用最普遍的（邻苯二甲酸二辛脂（DOP）的效果值作为标准。10、 润滑剂是（

14、降低熔体与加工机械（如筒体、螺杆）或模具之间和熔体内部相互之间的摩擦和黏附，改善流动性，促进加工成型，利于脱模，提高生产能力和制品外观质量及光洁度）等一类添加剂，主要用于（硬质PVC）中，用量一般在（0.5-1份 ）。11、 高分子材料常用的交联方法有哪些？经过交联，高分子材料的物理机械性能通常会有哪些变化？答：高分子材料常用的交联方法：加热交联、辐射交联、添加交联剂交联等；经过交联，材料的物理机械性能，如拉伸强度、撕裂强度、回弹性、硬度、定伸强度等上升，伸长率、永久变形下降，耐热性、高温下的尺寸稳定性和耐化学药品性能提高。12、 橡胶的硫磺硫化体系通常包括哪些配合剂，各有何作用？答：（1）硫

15、化促进剂，可以缩短胶料硫化时间，提高硫化速度，减少硫磺用量，改善硫化胶物性，可分为酸性促进剂、碱性促进剂、中性促进剂。（2）硫化活性剂。用以增加胶料中有机促进剂的活性，充分发挥其效能，以减少促进剂用量或缩短硫化时间。一般可以分为无机活性剂和有机活性剂。（3）防焦剂。防止或延迟胶料发生焦烧。13、 硫化促进剂可以缩短（胶料硫化时间），提高（硫化速度），减少（硫磺用量），改善（硫化胶物性）的一类物质。14、 影响填料补强作用的因素主要有哪些？答：P94（1）粒径与活性（2）颗粒形状（3）颗粒表面性质（4）填充剂的结构性15、 试举1-2个日常生活中高分子材料老化的例子。并说明其老化的特征和结构的变

16、化。答：高分子材料自动氧化后，可导致分子链的断裂、交联以及链的化学结构和侧链的变化等，如PP和NR主要发生链断裂，SBS和NBR（丁腈橡胶）主要发生交联，PVAc则发生侧链的断裂。 P7317、 、 、等变价金属离子在高分子材料中会起何作用？请说明其作用。答：作用：对ROOH的分节具有很强的催化作用，原理如下：ROOH+Me+1->RO·+Me+2+OH-ROOH+Me+2->ROO·+Me+1+H+即：2ROOH-> ROO·+RO·+H2O18、 硬质PVC生产过程中要使用大量的稳定剂，请问是何原因？P69、77答：PVC是热不稳定

17、性的塑料，其加工温度和分解温度相当接近，只有加入热稳定剂才能实现在高温下的加工成型，制得性能优良的制品。19、 哪一些PVC的稳定剂将要逐渐退出市场，原因何在？ 答案：铅盐。有毒，不能用于接触食品的制品，不能制造透明制品。耐候性较差，易被硫化物污染，生成黑色硫化铅。20、 如果你在生产高分子制品时需要使用增塑剂，如果是PP你选用哪种增塑剂？如果是PA你选用哪种增塑剂？答：如果是PP可选用石油系软化剂，如果是PA可选用邻苯二甲酸的二甲酯（）、二乙酯（DEP）、二丁酯（DBP）和硫酰胺。21、 什么是橡胶的有效硫化体系，半有效硫化体系？答：有效硫化体系：由低硫磺量（0.3-0.5）或部分给硫体与高

18、促进剂（2-4）配合所组成。 半有效硫化体系：由硫磺量0.8-1.5份体系（或部分给硫体）与常量促进剂组成。22、 说明一下促进剂的酸、碱性（TMTD,M,D,NOBS,DM,CZ）答：酸性促进剂：秋兰姆TMTD，噻唑类(M,DM)碱性促进剂：胍类D中性促进剂：次硫化酰胺类CZ NOBS，第三章 高分子材料的配方设计1、 一个好的高分子制品生产配方应该是（具有很高的性能，具有很低的成本，具有很长的寿命，具有很高的性价比）。2、 高分子材料的制品设计必须贯彻（实用、高效、经济）的原则，即制品的（实用性强、成型加工工艺性好、生产效率高、成本低），可满足人类持续发展的要求。P1003、 已知（表3-

19、6）聚氯乙烯的配方，若用开炼机进行混合与塑化，每次投料为15公斤，请换算为生产配方。P1094、 比较（表3-3，表3-4）中各种橡胶配方，说明不同产品，配方有何不同，原因何在？P107-108答：助剂的种类的用量不同，不同的产品所要求达到的性能不同，而且生产工艺流程也有所不同，即使是同一种产品，不同的生产工艺不同都需要不同的配方。5、 比较（表3-6）中聚氯乙烯配方，说明不同产品，配方有何不同？原因何在？P109答：增塑剂用量和组成不同，热稳定剂组成和用量也不同，填料的用量也不同。不同产品对性能的要求不同，不同的产品生产工艺也不同，时常经济效益也不一样。6、 说明（表3-9）中不饱和聚酯树脂

20、的配方实例中各种添加剂的作用。P1117、 计算据对苯二甲酸癸二（醇）酯的Tg. P1158、 计算聚丙烯酸丁酯的Tg. P1159、 计算聚正丙醚的Tm. P11910、 某工厂研制了一种用于修补机械设备的环氧树脂耐磨胶，为了得到耐磨胶的最佳性能，研究人员考察了固化温度、固化时间、胶层厚度对胶的耐磨性能的影响，性能指标以磨损试验机上每磨一转所对应的磨损量表示（磨损率），采用（L827）正交试验表进行试验安排，变量的因子和水平及实验结果如下所示，请进行显著性鉴定，并确定胶黏剂的最佳固化条件。固化温度 A1=60A2=80固化时间B1=1.0h B2=3.0h胶层厚度 C1=1.0mm C2=3

21、.0mm试验结果为：试验号12345678磨损率（mg/r）3.6461.1252.9591.5820.8970.4600.9041.433P106 解：正交表：LM（bk） 其中，L-正交表的符号；K-因素数； b-每个因素所取的水平数； M-实验次数，可由经验确定，除去某些特例外，一般对于二水平的实验，M=k+1, 对于三水平实验，M=b(k-1)未完成第四章 聚合物加工的流变学基础1、写出宾哈流体的流变方程，并简要说明之。（宾哈流体的流动曲线的特征是什么？原因何在？）答：宾哈流体的剪切应力与剪切速率之间也成线性关系。但在流动前存在一个剪切屈服应力。只有当剪切应力高于屈服应力时，宾哈流体才

22、开始流动。2、非牛顿流体的流变行为可用下式表示（式子打不出来） 对于假塑性流体，n<13、稠度K和流动指数n与温度有关，稠度K随温度的升高而（减少），流动指数n随温度升高而（增大）4、成型加工中不同的加工方法对应的熔体流动速率不同，通常模压制品的熔体流动速率范围为（1到10），注射制品的熔体流动速率范围为（100010000）5、写出哈根泊肃叶（Hagen-Poiseuille）方程，并说明式中各项的意义。（牛顿流体）6.（1）离模膨胀定义为（聚合物熔体挤出后的截面积远比口模面积大的现象）（2）如何解释聚合物挤出过程中的离模膨胀？ 答：三种定性解释：a.取向效应：聚合物熔体流动期间处于高

23、剪切场内，其大分子在流动方向取向，但在口模出口处发生解取向，引起离模膨胀。b弹性变形效应：当聚合物熔体由大直径的料筒进入小直径口模时，产生弹性变形，而在熔体离开口模时，弹性变形获得恢复，从而引起离模膨胀。c正应力效应：由于粘弹性流体的剪切变形，在垂直于剪切方向上引起了正应力的作用，从而发生离模膨胀。 （3）如何减少聚合物挤出过程中的离模膨胀？（书上无原话，仅供参考，括号内为对应的影响离模膨胀的因素） 答：降低剪切速率。（当口模的长径比一定时，膨胀比B随剪切速率增大而增大，直到熔体破裂后B开始下降。） 升高温度（在低于临界剪切速率的一定剪切速率下，离模膨胀比B随温度升高而降低，PVC除外） 减小

24、剪切应力（低于发生熔体破裂的临界剪切应力之下，膨胀比B随剪切应力的增加而增加。） 口模直径一定下，增加口模长度（当剪切速率恒定时离模膨胀比B随口模长径比的增大而降低，在长径比超过某一数值时，B为常数） 加快熔体流动速率（离模捧场随熔体在口模内停留时间呈指数关系地减小） （离模膨胀随聚合物的品种和结构不同而异） （离模膨胀与口模入口的几何结构无关）7.名词解释：（1）入口效应：聚合物熔体在挤出时通过一个狭窄的口模，即使口模很短，也会有很大的压力降的现象。（2）入口角：（未在书上找到）（3）熔体破裂：当挤出速率升高到一定极限时，挤出物表面出现众多的不规则的结节、扭曲或竹节纹，甚至支离和断裂成碎片或

25、柱段的现象。8.离模膨胀称之为（B）A）Entry Effect（入口效应） B）Barus Effect（巴拉斯效应） C）Melt Fracture（熔体破裂） D）Plug Flow （柱塞流动）9写出幂律流体的基本方程并说明式中各项的意义。（该方程为非牛顿流体在圆形等截面通道中流动的最重要的基本表达式）n：非牛顿指数 K：稠度 L：圆管长度 R：圆管半径10.牛顿流体在圆管中的速度分布为（抛物线），非牛顿流体的流速分布为（柱塞流动）。第五章 混合1.混合的要素有哪些黏性流体：剪切，分流，位置交换混炼操作：压缩，剪切，分配置换（分布由置换来完成，剪切为进行置换起辅助作用，压缩为提高物料的

26、密度，为提高剪切作用速率起辅助作用）2.分散混合与非分散混合有何不同？（1）非分散混合：在混合中仅增加粒子在混合物中空间分布均匀性而不减小例子初始尺寸。通过对流实现，物料熵增加（2）分散混合：在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值，同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。靠剪切应力和拉伸应力实现。3.（1）分散混合过程包括哪些物理-机械和化学作用？A把较大的配合剂团聚体和聚合物团块破碎为适合于混合的较小粒子。B在剪切热和传导热的作用下，使聚合物熔融塑化，以降低聚合物相的黏度。C粉状或液状较小粒子组分克服聚合物的内聚能，渗入到聚合物内。D.使较小粒子组分分散，即在剪应力的作用下，把配合剂聚

27、结体或团聚体尺寸减小到形成聚结体之前初始粒子的最小尺寸。E固相最终粒子分布均化，使粒子发生位移，从而提高物料的熵或无规程度、随机性或均匀性。F聚合物和活性填充剂之间产生力-化学作用，使填充物料形成强化结构。（2）如何证明聚合物和活性填充剂之间产生力-化学作用？书上无答案，参考方法：扫描电镜（观察到填充剂与高聚物有粘连）、DTA（DSC）（观察填充剂加入后高聚物热力学性质的变化）4.分散混合主要是通过（剪应力）起作用，所以，混合机的设计应引入（高剪切）区，混合分散度取决于混合器内最大有效（剪切速率）和（通过次数）5.聚合物/无机物纳米复合材料最难解决的问题是纳米增强相的分散，请用分散混合的原理分

28、析原因何在？书上无答案，参考答案：分散混合是通过剪切应力作用减小平均粒子尺寸的过程，其大小与粒子或者结块的尺寸有关。小粒子受到的剪切应力小，分散困难，分散速度慢，当粒子或结块的黏度达到某个临界值的时候分散停止。纳米增强相的粒子较小，难以快速有效地分散，故其成为最难解决的问题。6.混合状态的判定。某车间生产炭黑混炼胶，请问如何判断混炼胶的质量（是否混合均匀）？参考答案：（1）直接描述：炭黑的均匀程度（混入物所占物料的比率与理论或总体比率的差异）与分散程度（混合体系中各个混入组分的粒子在混合后的破碎程度）。（2）间接判定：玻璃化温度是否接近或者单一，测定混炼胶力学性能是否得到足够的增强。7.分布混

29、合设备与分散混合设备的工作原理有何不同？试举例2台混合分布设备和分散混合设备。（1）分布混合设备通过对物料的搅动、翻转、推拉作用使物料中各组分发生位置更换，对于熔体则使其产生大的剪切应变和拉伸应变，增大组分的界面面积以及配位作用等达到分布混合（各组分在混合物中浓度趋于均匀）的目的。代表：重力混合器、气动混合器。（2）分散混合设备通过向物料施加剪切力、挤压力而达到分散目的，使混合物中组分粒度减小。8.名词解释（1）塑炼：使弹性生胶变成柔软而具有可塑性的状态的工艺过程。（2）塑解：（找不到，根据已有资料，塑解剂能缩短塑炼时间，减少弹性复原现象，提高塑炼效果，可能是使塑胶在化学作用下使分子链断裂的过

30、程）（3）塑化：使物料在初混合的基础上，在温度和剪切力的作用下熔融，获得剪切混合的作用，驱出其中的水分和挥发物，使各组分的分散更趋均匀，得到具有一定可塑性的均匀物料的过程。（4）薄通：生胶在辊距0.51.0mm下通过辊缝不包辊而直接落盘，然后把胶扭转90°再通过辊缝，反复多次直到获得所需可塑度为止的过程。（5）结合橡胶：已与炭黑结合的橡胶又通过缠结或交联结合更多的橡胶，形成的不溶于橡胶溶剂的产物。9（1）塑炼的目的是什么？为了获得适合各种加工工艺要求的可塑性，即降低生胶的弹性，增加可塑性，获得适当流动性，使橡胶与配合剂在混炼过程中易于混合分散均匀；同时也有利于橡胶进行各种成型操作。此

31、外，还要使生胶可塑性均匀一致，从而使制得的胶料也均匀一致。（2）塑炼的机理：橡胶经塑炼以增加其可塑性，其实质是橡胶分子链断裂，相对分子质量降低，从而弹性下降。（3）影响开炼机塑炼的主要因素：辊温、时间、辊距、速比、装胶量、塑解剂；影响密炼机塑炼的主要因素：塑炼温度、时间、转子的转速、装胶量、上顶栓压力； 影响螺杆塑炼机塑炼的主要因素：机头和机身温度、生胶的温度、填胶料速度、机头出胶空隙大小。（4）哪些胶可需要塑炼？10.天然橡胶在不同温度下塑炼，塑炼效率曲线呈U字型（图5-20），为什么在110左右时塑炼效率最低？原因何在？ 在低温塑炼区（小于110），主要依靠机械力使分子链断裂，随着温度升高

32、，生胶黏度下降，塑炼时受到的作用力较小，因而塑炼效果下降。在高温塑炼区（大于110），机械力作用下降，但由于热和氧的自动催化氧化破坏作用随着温度的升高而急剧增大，大大加快了橡胶大分子的氧化降解速度，塑炼效果也迅速增大。11，生胶塑炼之前要经过哪些准备工序？其目的是什么?答：生胶塑炼前需先经过烘胶、切胶、选胶和破胶等准备工序。烘胶是为了降低生胶的硬度，便于切割，同时还能解除有些生胶结晶。切胶是把从烘房内取出的生胶用切胶机切成10kg左右的小块，便于塑炼。破胶是在辊筒粗而短的破胶机中进行，以提高塑炼效率。12，什么是分段塑炼？为什么要分段塑炼？答：分段塑炼是将全塑炼过程分成若干段来完成，每段塑炼一

33、定时间后，生胶下片停放冷却，以降低胶温，这样反复塑炼数次，直到达到要求。塑炼可分为2-3段，每段停放冷却4-8h。此法生产效率高，可获较高可塑度。13，什么是分段混炼？为什么要分段混炼？答：对于有些混炼生热较大的胶料如氯丁胶，顺丁胶以及填料含量较高的胶料经密炼机混炼后在压片机压片冷却，并停放一定时间，再次回到密炼机上进行混炼，然后再在压片机上冷却后加入硫化剂和超促进剂并混合均匀，这种方法为分段混炼（通常称为二段混炼）。14，开炼机混炼，合理的装胶量可按下式计算，V=KDL,请问式中各项的意义答：V是装胶量，K是经验系数，D是辊筒直径，L是辊筒包胶宽。15，开炼机混炼经历哪几个阶段？配合剂加入顺

34、序的一般原则是什么？通常配合剂的加入顺序为：（生胶 ）（固体软化剂）（促进剂、活性剂、防老剂）（补强剂、填充剂）（液体软化剂）（硫磺及超促进剂），请解释为什么要这样加入配合剂。答：开炼机混炼经历包辊、吃粉、翻捣三个阶段。一般原则是难分散的、量少的先加；易分散的、量多的后加；硫化剂和促进剂分开加，以免混在一起加入时局部温度过高而使胶料焦烧；硫磺最后加。配合剂就爱如顺序是混炼主要的工艺条件，为了能在较短的混炼时间里得到质量良好的混炼胶，应根据配合剂的作用，用量及其混炼特性来合理安排加入顺序。16，天然橡胶在低温塑炼时，分子中哪个部分受作用力最大？合成橡胶为何塑炼效率比天然橡胶差？答：塑炼时大分子链

35、中央部分受力最大，伸展也最大。合成橡胶塑炼生热较大，热量难以散发，所以装胶量应小一些，故塑炼效率就低。17，塑料的混合与塑化是塑料制品生产过程中的重要环节，混合与塑化有何不同？如何检查混合和塑炼的质量？用密炼机塑化时为何可以用电流负荷变化来判断塑化的终点？答：混合是物料的初混合，是一种简单混合，是在树脂的流动温度以下和较低剪切作用下进行的，在这一混合过程中，只是增加各组分微粒空间的无规则排列程度，而不减小粒子的尺寸，是非分散混合，一般只是一个间歇操作过程。塑化是在物料初混合的基础上的再混合过程，是在高于树脂流动温度和较强剪切作用下进行的。塑化的目的是使物料在温度和剪切的作用下熔融，获得剪切混合

36、的作用，驱出其中的水分和挥发物，使各组分的分散更趋于均匀，获得具有一定可塑性的均匀物料，是分散混合过程。可以通过检查其混合状态来判断混合和塑炼的质量：一，混合状态的直接描述法，二，混合状态的间接判定。第六章 压制成型1，在压制成型过程中，加压的目的是什么？答：加压的目的是加速热固性塑料和橡胶成型时的物理化学变化，防止制品出现气泡，保证制品的质量。2，为什么说热固性塑料的模压成型过程是一个物理化学变化的过程？答：因为其工艺过程是将热固性模塑材料在已加热到指定温度的模具中加压，使物料熔融流动并均匀地充满模腔，在加热和加压的条件下经过一定的时间，使其发生化学交联反应而变成具有三维体形结构的热固性塑料

37、制品，因此是一个物理化学的过程。3，不同制品的模塑料要求有不同的流动性，流动性太大或太小为什么不好?答：流动性太小，模塑料难以充满模腔，造成缺料。流动性太大，会使模塑料熔融后溢出型腔，而在型腔内填塞不紧，造成分模面发生不必要的黏合，而且还会使填料分头聚集，制品质量下降。4，热固性塑料模压成型时，固化速率由什么决定？应如何控制？答：固化速率主要受热固性塑料的交联反应性质决定，并受成型前的预压、预热条件以及成型温度和压力等工艺条件和因素的影响。固化速率应当适中，过小则生产周期长，生产效率低，过大则流动性下降，会发生塑料尚未充满模具型腔就已固化的现象，就不能适于薄壁和形状复杂的制品的成型。5，热固性

38、塑料的成型收缩率和压缩率有何不同？成型收缩率大有什么缺点？压缩率大有什么缺点?答：成型收缩率总是小于1，压缩率总是大于1。成型收缩率大的制品易发生翘曲变形，甚至开裂。模塑料压缩率大，所需模具的装料室大，耗费模具材料不利于传热、生产效率低，而且装料时容易混入空气。6，不溢式模具、溢式模具、半溢式模具的特点是什么？各有何优缺点?答：不溢式模具的特点是不让物料从模具型腔中溢出，使模压压力全部施加在物料上，可得高密度制品，这种模具不但可以适用于流动性较差和压缩率较大的塑料，而且可用来压制牵引度较长的制品。这种模具结构较为复杂，制造成本高，要求阴模和阳模两部分闭合十分准确，为了防止操作不慎而造成压力过大

39、，损坏阴模，要求阴模壁特别强。溢式模具结构比较简单，操作容易，制造成本低，对压制扁平盘状或蝶状制品较为合适，适用于压制各类型塑料，但因阴模较浅，不宜压制压缩率大的塑料。半溢式结构介于溢式和不溢式之间，分有支承面和无支承面两种形式。有支承面：除装料室之外与溢式模具相似。由于有装料室，可以适用于压缩率较大的塑料，这种模具的制造成本高，模压时物料容易积留在支撑面上，从而使型腔内的物料得不到足够的压力。无支承面：与不溢式的很相似，但阴模的进口处开设向外倾斜的斜面，这种模具有装料室，加料可略过量，而不必十分准确，所得制品尺寸很准确，质量均匀密实，且制造成本及操作要求均较不溢式模具低。7，模压成型设备的压

40、力是如何计算的？若给定一台压机生产模压制品，请问想要获得一定的模压压力，可以调节什么参数达到这一目的？P193答：Pm=(D2/4Am)Pg8.固性树脂模压成型工艺三要素是什么？为了提高热固性树脂模压成型的生产效率，可采取什么措施？可能出现哪些问题？答：影响热固性树脂模压成型过程的主要因素是压力、温度和时间。可采取升高温度方法。在一定的温度范围内，模温升高，物料流动性提高，充模顺利，交联固化速度增加，模压周期缩短，生产效率高。但过高过低的模温均不利，过高的模压温度会使塑料的交联反应过早开始和固化速度过快而使塑料的熔融黏度增加，流动性下降，造成充模不全。另外，由于塑料是热的不良导体，模温高，固化

41、速度快，会使模腔内物料内外层固化不一，表层先行硬化，内层固化时交联反应生成的低分子物难以向外挥发，会使制品发生肿胀、开裂和翘曲变形，而且内层固化完成时，制品表面已过热，引起树脂和有机填料等分解，会降低制品的机械性能。9，橡胶的基本工艺过程有哪些?答：橡胶制品的基本工艺过程包括配合、生胶塑炼、胶料混炼、成型、硫化五个基本过程。10.橡胶在硫化过程中，物理机械性能、物理性质、化学性质、橡胶分子结构发生了什么变化？答:物理机械性能：不同结构的橡胶，在硫化过程物理机械性能的变化趋势有所不同：天然橡胶在硫化过程中，随着线性大分子逐渐变为网状结构，可塑性变小，拉伸强度、定伸强度、硬度、弹性增加，而伸长率、

42、永久变形、疲劳生热等相应减少，但若硫化时间再延长，则出现拉伸强度、弹性逐渐下降，伸长率、永久变形反而会上升的现象。对于像丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶等合成胶，其物理机械性能在硫化过程中有类似的变化情况，但硫化时间继续延长，各种性能的变化较为平坦。物理性质：橡胶在硫化过程中，交联密度发生了显著的变化。随着交联密度的增加，橡胶的密度增加，气体、液体等小分子就难以在橡胶内运动，宏观表现为透气性、透水性减少，而且交联后相对分子质量增大，溶剂分子难以在橡胶分子之间存在，宏观表现为使生胶溶解的溶剂只能使硫化橡胶溶胀，而且交联度越大，溶胀越少。硫化也提高了橡胶的热稳定性和使用温度范围。化学性质：化学活性比较

43、高的基团或原子容易发生交联，硫化后，这些地方发生了交联，分子结构改变了，老化反应难以进行。橡胶形成网状结构后，使低分子扩散受到更大的阻碍，导致橡胶老化的自由基难以扩散，提高了橡胶的化学稳定性。分子结构：硫化前，橡胶分子是呈卷曲状的线性结构，其分子链具有运动独立性，大分子之间是以范德华力相互作用的，当受外力作用时，大分子链段易发生位移，在性能上表现出较大的变形，可塑性大，强度不大，具有可溶性。硫化后，橡胶大分子被交联成网状结构，大分子之间有主价键力的作用，使大分子链的相对运动受到一定的限制，在外力作用下，不易发生较大的位移，变形减少，强度增大，失去可溶性，只能有限溶胀。11.橡胶硫化可分为哪四个

44、阶段？画出硫化历程图，说明不同阶段划分的意义。答：四个阶段：焦烧阶段，预硫阶段，正硫化阶段，过硫阶段。流程图：见书197图6-5焦烧阶段胶料尚未开始交联，胶料在模型内有良好的流动性。此阶段的长短决定了胶料的焦烧性能和操作安全性。预硫阶段的长短反应了橡胶硫化反应速度的快慢，主要取决于胶料的配方。正硫化阶段橡胶的各项性能均达到或接近最佳值，其综合性能最佳。过硫化阶段中往往氧化及热断链反应占主导地位，因此胶料出现物理机械性能下降的现象。过硫阶段胶料的性能变化情况反映了硫化平坦期的长短，不仅表明了胶料热稳定性的高低，而且对硫化工艺的安全性及制品硫化质量有直接影响。12 .名词解释：焦烧：胶料在焦烧阶段

45、，如果操作焦烧时间太长，而剩余焦烧时间太短，使胶料在模腔中流动的时间太少，不易充满等，最终影响到制品的外观和性能，这种现象叫焦烧。操作焦烧：橡胶在加工过程中由于热积累效应所消耗的焦烧时间。剩余焦烧：胶料在模型中加热时保持流动性的时间。正硫化：硫化过程中橡胶制品会达到这样的一个状态，这时它的物理机械性能指标课呈现出最佳值。这个状态成为正硫化状态，又称正硫化。正硫化时间：橡胶的交联反应达到一定程度，各项物理机械性能均达到或接近最佳值，其综合性能最佳，达到这种状态所需的最短时间称为正硫化时间。硫化介质：橡胶硫化时应用的传递热能的物质。13.胶料正硫化时间的确定可以采用哪些方法？答：确定正硫化时间的方

46、法：物理机械性能法，化学法，专用仪器法。14.橡胶硫化的三要素是什么？三要素各有何重要作用？硫化温度和硫化时间如何转换?答：三要素：硫化温度，硫化压力，硫化时间。硫化压力：模型硫化时必须施以压力。硫化温度：硫化温度是促进硫化反应的主要因素，提高硫化温度可以加快硫化速度，缩短硫化时间，提高生产效率。硫化时间：在一定的硫化温度和压力下，橡胶有以最宜的硫化时间，时间太长则过硫，太短则欠硫，对产品性能不利。用范特霍夫方程表示：t1/t2=K(T1-T2)/10转换式中：t1温度为T1时所需的硫化时间,t2温度为T2时所需要的硫化时间，minK硫化温度系数。通常K=215、生产厚制品时通常采用什么方法进

47、行硫化？为什么？答：通常采用高频和微波硫化。因为这种方法可以对制品里层和外层胶料同时受热升温。16、画出层压成型的主要工艺图，说明浸渍液浓度是如何影响产品质量的。答：工艺图在课本第204页，图6-22。浓度或黏度过大不易渗入增强材料内部，过小则浸渍量不够，一般配制浓度在30%左右。17、层压成型的三个重要的工艺条件是什么？为什么在层压成型过程中温度和压力的控制要分为五个阶段？答：层压成型的三个重要的工艺条件是：温度、压力和时间。五个阶段：预热阶段、中间保温阶段、升温阶段、热压保温阶段、冷却阶段。每个阶段的温度和压力都是不一样的。18、层压成型工艺中后加工和热处理指的是什么？问什么要进行热处理？

48、答：后加工是修整去除压制制品的毛边及进行机械加工制得各种形状的层压制品。热处理是将制品在120130温度下处理4872h，使树脂固化完全。热处理是可以提高制品的热性能和电性能。19、BMC与SMC有何不同 ？BMC:块状模塑料，是用预混法制成的聚酯树脂模塑料，模塑料成块团状，故也称料团。而SMC：片状模塑料，是用预浸法制成的片状聚酯树脂模塑料。P20820、手糊成型与模压成型相比有何优点？有何缺点？答：手糊成型的优点是，1、成型过程不用高压，也不必加热，设备及工艺都比较简单，生产成本低；2、对模具材料的要求比较低，制造方便，成型面积可大可小，形状也可复杂或简单；3、所得制品的力学性能优良。缺点

49、是：制品的结构密实性欠佳，尺寸控制难以一致。21、传递模塑与压缩模塑的区别在于？答：区别在于前者所用的模具在成型模腔之外另有一加料室，物料的熔融在加料室完成，成型是在模腔内完成。22、传递模塑成型对模塑料有什么要求？答：在未达到固化温度以前，塑料应有较大的流动性，当加热到固化温度后又必须具有较快的固化速率。23、与模压成型相比，传递模塑的成型压力、成型温度、模塑时间有何不同？答：成型压力传递模塑是模压成型的1.53.5倍，成型温度传递模塑比模压成型低1020，模塑时间传递模塑比模压成型短20%30%第七章 挤出成型1. 标出（图7-3）螺杆的几何参数，并说明这些几何参数对塑料挤出的影响。P21

50、9-P220答：螺杆直径Ds：随螺杆直径增大，挤出机的生产能力提高，所以挤出机的规格常以螺杆的直径大小表示。螺杆长径比L/Ds：L/Ds大，能改善塑料的温度分布，混合更均匀，并可减少挤出时的逆流和漏流，提高挤出机的生产能力。L/Ds过小，对塑料的混合和塑化均不利。L/Ds太大，对热敏性塑料会因受热时间太长而易分解。压缩比A：A越大，塑料受到的挤压也就越大，排除物料中的所含的空气的能力也就越大，但A太大，螺杆本身的机械强度下降。螺槽深度H：螺槽深度影响塑料的塑化及挤出效率，H小时，对塑料可产生较大的剪切速率，有利于传热和塑化，但挤出生产效率低。因此，热敏性材料如PVC宜用深槽螺杆，而熔体黏度低和

51、热稳定性较高的塑料如PA等宜用浅槽螺杆。螺旋角：是螺纹与螺杆横截面之间的夹角，随着的增大，挤出机的生产能力提高，但螺杆对塑料的挤压剪切作用减少。螺纹棱部宽E：E太小会使漏流增加，导致产量降低，对低黏度的熔体更是如此；E太大会增加螺棱上的动力消耗，有局部过热的危险。螺杆与料筒的间隙：大小影响挤出机的生产能力和物料的塑化。值大，生产效率低，且不利于热传导并降低剪切速率，不利于物料的熔融和混合。但过小时，强烈的剪切作用易引起物料出现热力学降解。2、 通常将挤出机的螺杆分成（加料）段、（压缩）段、（均化）段，说明各段在塑料挤出加工中所起的作用。 加料段：加料段作用是对物料斗送来的塑料进行加热，同时输送

52、到压缩段。塑料在该段螺槽始终保持固体状态。 压缩段：又叫迁移段，其作用是对加料段送来的料起挤压和剪切作用，同时使物料继续受热，由固体逐渐变为熔融体，赶走塑料中的空气及其他挥发成分，增大塑料的密度，塑料通过压缩段后，应该成为完全塑化的黏流状态。均化段：又叫熔融段或计量段，其作用是将塑化均匀的物料在均化段螺槽和机头回压作用下进一步搅拌塑化均匀，并确定定压低通过机头口模挤出成型。3、 挤出机头和模口的作用有哪些？对机头和模口的要求有哪些？挤出机头和口模的作用：1、使黏流态物料从螺旋运动变为直线运动，并稳定地导入口模而成型。2、产生回压，使物料进一步均化，提高制品质量。3、产生必要的成型压力，以获得结

53、构密实和形状准确的产品。为了获得塑料成型前必要的压力，机头和口模的流道型腔应逐步连续的缩小，过渡到所要求的成型截面形状。机头内塑料流道应光滑，呈流线型，不存在死角。为了保证料流的稳定以及消除熔接缝，口模应有一定长度的平直部分。4、 名词解释正流：是物料沿螺槽方向（z方向）向机头的流动，这是均化段熔体的主流，是由于螺杆旋转时螺棱的推挤作用所引起的。逆流：沿螺槽与正流方向相反（-z方向）的流动，它是由机头口模、过滤网等对料流的阻碍所引起的反压流动，故又称压力流动。横流：物料沿x轴和y轴两方向在螺槽内往复流动，也是螺杆旋转对螺棱的推挤作用和阻挡作用所造成的。漏流：物料在螺杆和料筒的间隙沿着螺杆的轴向

54、往料斗方向的流动，它也是由于机头和口模等对物料的阻力所产生的反压流动。5、 挤出机的生产率可以按什么方式来计算？哪一种计算方法最能代表挤出机的生产能力？请举一计算公式。(p231)实测法、按经验公式计算、按固体输送理论计算、按黏性流体流动理论计算。最能代表的是按黏性流体流动理论计算。实测法公式：qm=60vG6. 按黏性流体流动理论计算挤出机生产能力，正流流速与压力（无关），逆流流率与压力成（正比），漏流流率与压力（成正比）。7. 按黏性流体流动理论计算出挤出机的生产能力，正流流率与螺槽深度（的一次方）成正比，逆流流率与螺槽深度（的三次方)成正比。8. 按黏性流体流动理论计算出挤出机的生产能力

55、，均化段长度L增加时，逆流（减小），漏流（减小）、挤出生产率（提高）。9. 挤出成型主要用于（热塑性塑料制品）的成型。10. 塑料挤出过程中机械杂质如何去除？答：用粗滤器和过滤网除去。11. 管材挤出装置由挤出机、机头口模、定型装置、冷却水槽、牵引及切割等组成，其中挤出机的（机头口模和定型装置）是管材挤出的关键部件。12. 分流器又称（鱼雷头）。13. 吹塑薄膜的厚度可用下式表示：=b/（·） ，分别表示什么？b：机头口模环形缝隙宽度，mm吹胀比：是管坯吹胀后的膜管的直径D2与挤出机环口模直径D1的比值，即=D2/D1牵伸比：是膜管通过夹棍时的速度V2与口模挤出管坯速度V1之比，即=

56、V2/V114、塑料板、片与薄膜之间是没有严格界限的，通常把厚度在（0.25mm以下）称为平膜，（0.251mm）的称为片材，（1mm以上）的成为板材。15、双螺杆挤出机中，哪一种双螺杆挤出机有更好的正向输送特性？（CICO,CICT） 答：CICO:紧密啮合型同向旋转式双螺杆挤出机 CICT：紧密啮合异向旋转式双螺杆挤出机16、自洁式挤出机的（空隙面积比受阻面积大），啮合区形成高压力峰的倾向不大，可以再高速下运转。17、非啮合型双螺杆挤出机主要用于（共混、排气和化学反应）18、橡胶挤出机与塑料挤出机的主要差别在于（长径比较小及其螺槽深度相当）19、除了冷喂料挤出机外，经混炼和冷却停放的胶料在进入压出机前需要进行充分的热炼，（以进一步提高橡胶的均匀性和可塑性），使胶料易于压出。20.用开炼机进行热炼，可分为初炼和细炼，初炼采用薄通法，辊温（45左右），辊距（12mm）,以提高胶料的均匀性；细炼则主要是增加胶料的热塑性，辊温为（6070），辊距（56mm）。21.胶料挤出制成的半成品若不迅速冷却，会造成什么质量问题？答：造成半成品变形和存放时产生自流。22.橡胶配方中影响压出的添加剂有（填料、松香、