成型加工原理

1、1、简述材料加工的4个阶段（1）混合、熔融和均化作用（2）输送和挤压（3）拉伸或吹塑（4）冷却和固化2、写出材料加工的几种形式（1）聚合物熔体的加工（2）类橡胶状聚合物的加工（3）聚合物溶液的加工（4）低分子聚合物或预聚物的加工（5）聚合物悬浮体的加工（6）聚合物的机械加工3、什么是聚合物的可挤出性？影响聚合物熔指的因素。可挤出性是指聚合物通过挤压作用形变时获得形状和保持形状的能力影响，聚合物熔指 的因素有温度、压力、聚合物本身。4、什么是聚合物的可纺性？可纺性是指聚合物材料通过加工形成连续的固态纤维的能力。5、聚合物可延性的概念及影响因素。可延性表示无定形或半结晶固体聚合物在一个方向或两个方

2、向上受到压延或拉伸时变形 能力。 影响因素：材料产生塑性形变的能力和应变硬化作用，温度，拉伸强度。6、 什么叫流变学？研究物质形变与流动的科学称为流变学7、按受力不同，聚合物在加工过程中受到哪三种应力？剪切应力、拉伸应力、流体静压力8、什么叫剪切流动、拉伸流动？聚合物加工时受到剪切力作用产生的流动称为剪切流动聚合物加工过程中受到拉应力作用引起的流动称为拉伸流动9、什么叫聚合物流体？指处于粘流温度Tf或Tm以上的熔体不高温度下保持流动液体的溶液或悬浮液。6、切力变稀的原因（1）假塑性流体变现粘度的降低归因于大分子的长链性质（2）流动阻力减小，熔体粘度随 剪切速度增大而降低（3）增大剪切速率使分子

3、物质（溶剂）分离出来，导致体系被破坏， 流动阻力大大减小，液体的表现粘度随之降低。7、综合分析温度对粘度的影响，为什么？TTf时，粘度对温度的依赖关系R有当聚合物处于粘流温度不宽的温度范围内才适用当TgTTg+100C对于非晶态聚合物来说，粘度对温度的依赖关系用WLF方程：对大多数聚合物一般Ts-Tg约为43C8、简述聚合物本身的性能对塑料制品加工过程，产品性能的影响。（1）分子量的影响，分子量增大，有利于提高制品的强度，但流动性低，加工困难，分子 量减少，易于成型，但制品性能太差（2）分子量分布的影响，分子量分布宽对影响材料和 加工性能，分子量分布低时可能热降解。（3）颗粒结构的影响，表面毛

4、糙不规则，多孔疏 松的粒子，易吸收增塑剂，表面规则实心无孔的粒子，不易吸收增塑剂。（4）粒度的影响， 粒度增大，易造成混合不均匀现象，粒子过细易造成粉尘飞扬和容积计量困难9、什么叫增塑剂？解释增塑剂原理及分类增塑剂是增加塑料柔韧性、玻璃化温度下降、粘度减小，流动性增加，改善加工性能的对热 和化学剂都很稳定的一类有机化合物。原理：没有增塑的聚合物分子链建存在范德华力， 偶极吸力等作用，作用力大小取决于分子链中各基团的性质，具有强极性基团的分子间作用 力大，有非极性基团的分子间作用力小。分类：外增塑：在加工过程中使用，将降低分子量有机物或聚合物在一定条件下添加到高聚物中，分为极性增塑剂和非极性增塑

5、剂。内增塑：在分子链上引入其他取代基或短链段，降低了大分子间的吸引力，达到使刚性分子 链变软和易于活动的目的。10、什么是防老剂？为防止或抑制降解或交联破坏作用而加入的物质统称为防老剂。11、解释填料，添加剂的作用。改善塑料的成型加工性能，提高制品的某些技术指标，赋予塑料制品某些新的性能，降低成 本和聚合物单耗。12、什么叫内润滑、外润滑？内润滑与聚合物有一定的相溶性，加入后可减少聚合物分子间的内聚力，降低其溶体粘度， 从而消弱聚合物间的内摩擦。外润滑剂与聚合物仅有很小的相溶性，而在成型过程中易从内部折至表面而粘附于设备的接 触表面形成润滑剂层，降低了熔体和接触表面的摩擦，防止塑料熔体对设备的

6、粘接。13、什么叫降解？归纳降解机理。分子量降低的作用称为降解 （1）游离基链或降解：在热和剪切力的影响下，聚合物进 行无规则降解，通过形成游离基的中间步骤，按连锁反应机理进行，包括活性中心的产生、 链转移、链减短、链终止。（2）逐步降解：在加工的高温条件下，聚合物有杂质时有选 择进行降解，通常发生在碳-杂链处，杂链聚合物中断裂部分是任意无规的，反应逐步进行 的，每步反应具有独立性中间产物稳定，断裂机会随分子量增加而增加。14、加工过程中聚合物产生降解的影响因素？1、聚合物结构的影响2、温度3、氧4、应力5、水分15、混合的概念，目的，三种形式。混合包括两个方面的含义：混合和分散混合系，将两种

7、组分相互分布在各自所占的空间中，分散系指混合中一种或多种组分的物理 特性发生了一些内部变化的过程。三种形式：混合，捏合，塑炼。16、什么是塑料加工的一次成型，二次成型？一次成型是通过加热使塑料处于粘流态的条件下，经过流动、成型和冷却却不硬化而将塑料 制成各种形状的产品方法。二次成型指将一次成型所得的片管，板等塑料成品加热使其处于类橡胶态（Tg-Tf）通过外 力作用使其形变而成型为各种简单形状，再经冷却定型而得产品。17、什么是挤出成型，有何特点？挤出成型即借助螺杆或螺塞的挤压作用，使其热熔化的熔体在压力推动下强行通过口模而成 为具有恒定截面的连续型材的一种成型方法。18、单螺杆挤出机的主要部分

8、，简述其工作原理。单螺杆挤出机主要包括，传到加料装置，料筒、螺杆、机头和口模。螺杆挤出机借助螺杆旋转产生的压力和剪切力，使物料充分塑化和均匀混合，通过型腔成型。19、分析螺杆挤出机的主要参数（1）直径D，生产效率与螺杆直径的平方成正比。D增大，加工能力提高。（2）转速n， 一般选择最大速度的30-60%（3）长径比，长径比大改善物料温度分布，有利于塑料的混 合和塑化，提高生产能力。过大时会使塑料受热时间增长而降解，同时因螺杆自重增加，自 由端绕曲下垂，容易引起料筒与螺杆间摩擦，并使制造加工困难，增大了功率消耗，过短， 容易引起混炼的塑化不良（4）间隙，间隙小产量大（5）螺槽深度h，螺槽浅时，产

9、生较高 的剪切速率，利于杆筒壁和物料间的传热，生产率低。20、螺杆挤出机三段及作用。加料段：将料斗供给的料送往压缩段，塑料在移动过程中一般保持固体状态，由于受热而部 分熔化。压缩段：压实物料，使物料由固体转化为熔融体，并排除物料中的空气。均化段：将熔融物料定容定压的送入机头使其在口模中成型。21、机头口模的概念。机头：将处于旋转运动的塑料熔体转变为平行直线运动使塑料进一步塑化均匀，并将熔体均 匀而平稳的导入口模，赋予必要的成型压力，使塑料易于成型和所得制品压实。口模：具有一定截面形的通道，塑料熔体在口模中流动时取得所需形状并被口模外的定型装 置和冷却系统冷却硬化而成型。22、什么叫中空吹塑成型

10、将挤出或注射成型的塑料管胚趁热于半熔融的类橡胶时置于各种形状的模具中，并即时在管 胚中通入压缩空气将其吹胀，是其紧贴于模壁上成型，经冷却脱模后即得中空制品。23、简述挤出吹塑成型的工艺原理（1）管胚的形成通常直接由挤出机挤出，并垂挂在安装于机头正下方的预先分开的型腔中。（2）当下垂的型胚达合格长度后立即合模，并靠模具的切口将管胚切断（3）从模具分型 面上的小孔插入的压缩空气吹管，送入压缩空气，使型胚吹胀紧贴模壁而成型（4）保持充 气压力使制品在型腔中冷却定型后即可脱模24、说明挤出吹塑成型的工艺影响因素（1）型胚温度，一般控制在材料的Tg-Tf之间，并偏向Tf 一侧，（2）吹气压力，粘度低，

11、易变形选择较低值，粘度大，模具高取较高值，另外薄壁和大容积用较高压力，厚壁和小容 积则用较小压力。（3）充气速度，尽可能大一些，缩短吹胀时间，有利于制品取得较均匀 的的厚度和较高的表面（4）吹胀比，根据材料的种类和性质，制品的形状尺寸及型胚的尺 寸决定。（5）模温，根据材料的种类确定，Tg高模高温，Tg低模低温，模温度过低，塑料 冷却过早，形变困难，过高冷却时间长，生产周期增加。（6）冷却时间，冷却程度不够， 易引起制品脱模变形，收缩率大和表面无光。25、热成型的定义。利用热塑料的片材作为原料制造塑料制品的一种方法，将裁成一定尺寸和形成的片材夹在模 具的框架上，让其在Tg至Tf间的适宜温度加热

12、软化，片材一边受热一边延伸，而后凭借 施加的压力，使其紧贴模具的型面，取得与型面相仿的形样，经冷却定型和修整后即得制品。26、分析热成型温度对热成型的影响。伸长率最大时的温度应是最适宜的成型温度，单随温度上升材料的抗张强度下降，应选用伸 长率较低的温度或降低成型压力。较低温度会影响制品轮廓的清晰度和尺寸及形状的稳定 性，温度过高会引起分解，材料变色和失去光泽等。27、聚合物成型过程中的两种取向。（1）流动取向：在剪切流动中，在速度梯度作用下，蜷曲状长链分子沿流动方向舒展和伸 直和取向（2）拉伸取向：拉伸取向可由高弹拉伸，塑料拉伸和粘流拉伸引起，拉伸时包含 链段形变和大分子链形变，两过程同时进行

13、，但速率不同，外力作用，先是链段取向，再引 起大分子链的取向。28、分析聚合物拉伸流动取向。流动取向:在速度梯度的作用下，剪切流动蜷曲状长链分子逐渐沿流动方向舒展伸直和取向， 由于熔体温度很高，分子运动剧烈，流动取向的同时必然存在解取向的作用。拉伸取向：拉伸时包含链段的形变和大分子作为独立结构单元的形变，连个过程可以同时进 行，但速率不同。外力作用下最早发生的是链段的取向，进一步发生才引起大分子链的取向。29、与末拉伸相比拉伸薄膜的特点。（1）强度为拉伸薄膜的3-5倍，透明度和表面光泽好，对气体和水蒸气的渗透性等降低， 制品使用价值提高。（2）薄膜厚度减小，宽度增大，平均面积增大，成本降低。（

14、3）耐热 耐寒性改善，使用范围扩大。、30、什么叫单轴双轴拉伸？单轴拉伸：拉伸只由一个方向进行的拉伸。双轴拉伸：由平面的两个不同方向进行的拉伸。31、说明注射成型的模具对温度的影响。模具温度低时，熔体粘度增大则流动困难，充模不足。模具温度高时，流动性增加，制品表面光洁，制品模塑收缩率增大，提高制品密度，结晶度。32、注射成型的制品为什么要进行调温处理，如何处理？原因：（1）注射成型的制品大都有结构复杂，壁厚不均的特点（2）塑料成型时流动行为复 杂，有各种不同的取向，结晶。（3）制片各部分冷却速度极难达到一致（4）制片中可能带 嵌件（5）塑料在料筒中塑化质量不均等。 方法：使聚合物大分子的弹性形

15、变得到松弛， 通过加热制品到适宜温度（Tg-Tm）之间来加速松弛过程，使制品中内应力逐渐消除或降低。33、什么叫压制成型。将粉状粒状碎屑状或纤维状的塑料放入加热的阳模槽中，合上阳模后加热使其熔化，并在压 力作用下使物料充满模腔，形成与模腔形状一样的模制品再加热或冷却，脱模后即得制品。34、压制成型的模压的作用（1）塑料在塑模中加速流动（2）增加塑料的密实度（3）克服树脂在缩聚反应中放出的低 分子物及塑料中其他会发缩产生的压力，避免出现肿胀，脱层等缺陷。（4）使模具紧密闭 合，从而使制品具有固定的尺寸，形状，最小毛边。（5）防止制品冷却时发生形变35、分析模压实践对制品性能的影响模压实践太短，树

16、脂固化不完全，制品物理机械性能差，外观无光泽，制品脱模后易出现翘 曲，变形。模压实践过长：延长成型周期，降低进产率，使制品收缩率增加，制品性能降低36、什么是泡沫塑料，发泡原理和方法泡沫塑料是以气体物质为分散相识固体树脂为分散介质所组成的分散体原理：利用机械物理或化学作用，使产生的气体分散在树脂中形成空隙，此时树脂受热熔化， 或链段逐步增长达某一粘度，或交联到某一程度，气体不再逸出。方法：机械法，物理法，化学法。37、橡胶配合剂种类作用（1）硫化剂：使橡胶由线型长链分子转变为网状大分子（2）硫化促进剂：促进硫化作用， 降低硫化所需温度，缩短硫化时间，改善硫化橡胶的物理机械性能（3）防老剂：抑制

17、橡胶 老化（4）增塑剂：使生胶软化，便于加工，减少动力消耗，缩短混炼时间，增加制品的柔 软性和耐寒性，增加胶料的自粘性和粘性（5）填充剂：提高硫化橡胶的物理机械性能38、橡胶塑炼的机理目的目的：（1）使各种配合剂均匀混合（2）便于加工（3）使橡胶的性质均匀机理：（1）在力的作用下，形成游离基R-RR+R（2）在氧的作用下，形成过氧游离 基R +O2ROO （3）温度-C=C-C双键旁的单键断裂（4）增塑剂，使平均分子量下降39、影响塑炼的因素（1）聚合物本身的结构（2）压力（3）氧气（4）化学增塑剂（5）温度40、混炼的目的，机理。目的：提高橡胶产品使用性质，改进橡胶工艺性能和降低成本，混炼就

18、是通过机械作用使生 胶与各种配合剂均匀混合的过程机理（1）开放式炼胶机混炼：加料顺序：生胶（塑炼胶）小料（促进剂，活性剂，防老 剂等）液体软化剂补强剂，填充剂硫磺（2）密炼机混炼：一般和压片机配合适用， 并使胶料温度降低（不高于100D再加入硫化剂及配合剂。加料顺序：生胶小料（促进 剂，活性剂，防老剂）填料，补强剂液体增塑剂41、混炼时如何防止焦烧？开放式混炼机：低温下60r最后加硫磺加料顺序有：生胶（或塑炼胶）一小料（促进剂，活性剂，防老剂）液体软化剂一补强剂 填充剂一硫磺 密炼机：胶料温度不高于100C在压片机上加硫化剂顺序：生胶一小料（包括促进剂，活性剂，防老剂）一填料补强剂一液体增塑剂

19、42、压延压出的概念压延：将脚料制成一定厚度和宽度的胶片，在胶片上压出花纹，以及在作为制品结构骨架的 织物上覆上一层薄胶压出：通过螺杆的旋转，使胶料在螺杆和机筒壁之间受到强在的压力，不断向前移送，并借 助于口型压出各种断面的半成品43、初生纤维后加工的目的：用不同的纺丝法制成的初生纤维，虽具有纤维的基本结构与性能，特别是经过纺丝过程中的 初步拉伸和定向后，纤维已具有一定的结晶度和取向度，但纤维的物理机械性能，还不适宜 做纤维产品，所以目的是：a、提高取向度和结晶度，使结晶变稳定，结构变紧密b、提高 力学性能c、使纤维外形尺寸稳定d、赋予材料新的性能44、热处理的目的与方法：目的：将拉伸定形的纤

20、维在较高温度下的热介质中处理一段时间，在热处理过程中，纤维中 分子链吸收一定的能量使分子运动加剧，利于消除分子链上内应力方法:热处理温度应高于使用温度;纤维在热处理过程中的收缩程度主要决定于温度和时间， 不同纤维收缩率不同，热处理条件也不同45、熔体纺丝时沿纺程上按速度梯度变化分为：挤出胀大区、形变区、固化丝条运动区46、写出初生纤维的结构和力学性能特征：有一定的结晶度和取向度，都较低，结晶不稳定，结构不紧密，强度低，模量大，形变大47、讨论湿法纺丝的双扩散过程：在湿法纺丝过程中，凝固浴中凝固剂同液体细流接触作用后，改变液体细流的相平衡，破坏 聚合物在溶剂中溶剂化作用，使聚合物和溶剂分离两相，

21、液体细流中溶剂及盐类向外扩散， 凝固剂向内扩散，形成固相纤维，NaSCN溶液进行纺丝也是利用这个原理，湿法传质过程 受扩散过程中相变化，纤维结构不均匀，离子交换作用，吸附离子作用和凝固浴组成等影响。48、成纤聚合物的结构特征：成纤聚合物分子必须是线性结构的，用于溶液法纺丝的聚合物，能溶于溶剂中制成聚合物溶 液，溶解及熔融后的液体具有适当的黏度，分子量及其分布影响纤维性能，分子量高的才能 制成强度好的纤维，分子量分布窄的比宽的好，成纤聚合物的分子结构要有一定的化学及空 间结构的规律性，还应具有好的结晶性，它的玻璃化温度高于纤维通常的使用温度。49、化学纤维成型的基本步骤：成纤聚合物的制备，制成纺丝液体，纺丝，拉伸，热处理，纺织加工50、纺丝的基本步骤；纺丝流体在喷丝孔中的流动，流动场的转变，流体的单轴拉伸，纤维的固化51、熔体纺丝：熔体纺丝是在熔融纺丝机中进行的，聚合物颗粒加入纺丝机后，受热熔融而 成为熔体，将熔体打入喷丝头，在一定压力下，熔