高分子成型与加工作业参考答案

1、 C Chapter 1hapter 1 1.1.什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际意义？什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际意义？ 聚合物的结晶结晶：高聚物发生的分子链在三维空间形成局部区域的、高度有序的排列的过程。 聚合物的取向取向：高聚物的分子链沿某特定方向作优势的平行排列的过程。包括分子链、链段和结晶高聚物的 晶片、晶带沿特定方向择优排列。 不同之处：不同之处： （1）高分子的结晶属于高分子的一个物理特性，不是所有的高聚物都会结晶，而所有的高聚物都 可以在合适的条件下发生取向。 （2）结晶是某些局部区

2、域内分子链在三维空间的规整排列，而取向一般是在 一定程度上的一维或二维有序，是在外力作用下整个分子链沿特定方向发生较为规整排列。 （3）结晶是在分 子链内部和分子链之间的相互作用下发生的， 外部作用也可以对结晶产生一定的影响； 取向一般是在外力作 用和环境中发生的，没有外力的作用，取向一般不会内部产生。 （4）结晶主要发生在 TgTm 范围内，而取向 可以发生在 Tg 或 Tm 以上的任何温度（热拉伸或流动取向） ，也可以在室温下进行冷拉伸获得。 （5）结晶单 元为高分子链和链段，而取向单元还可以是微晶(晶粒)。 结晶是结晶性高聚物加工成型过程中必然经历的过程， 结晶直接影响到聚合物的成型加工

3、和制品的性能。 结晶温度越低，聚合物加工熔点越低且熔限越宽，结晶温度越高，熔点较高且熔限越窄。化学结构相似而结 晶度较大的聚合物成型加工温度较高。 结晶过程中结晶速度的快慢直接决定了制品的成型加工周期， 结晶越 快，冷却时间越短，而结晶越慢，加工成型周期变长。聚合物结晶颗粒的尺寸对制品的透明性、表观形态和 机械性能也有非常大的影响。因此结晶在聚合物的成型加工过程中占有举足轻重的低位。 取向是聚合物在加工过程中或者加工后处理阶段形成的，结晶聚合物和非晶聚合物均可以产生取向。非 晶态高聚物的取向， 包括链段的取向和大分子链的取向， 而结晶态高分子的取向包括晶区的取向和非晶区的 取向， 晶区的取向发

4、展很快， 非晶区取向较慢。 取向能提高拉伸制品的力学强度， 还可使分子链有序性提高， 这有利于结晶度的提高，从而提高其耐热性。在纤维和薄膜的生产中取向状况的控制显得特别重要。但对其 他成型制品，如果流动过程中取向得以保存，则制品的力学强度会降低并易变型，严重时会造成内力不均而 易开裂。 2.2.请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性的好坏。请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性的好坏。 晶态聚合物晶态聚合物： （1）若聚合物的分子量较小，TmTf，则聚合物达到熔点时已进入粘流态，则熔融加工温度范 围即为 TmTd（热分解温度） ；

5、若聚合物的分子量较大，分子链相互作用力较大，当晶区熔融时，分子链还 需要吸收更多能量克服分子间作用力， 才能产生运动， 因此聚合物的 TmTf， 则熔融加工温度范围为 TfTd。 非晶态聚合物非晶态聚合物：熔融加工温度范围为 TfTd。 比较结晶聚合物和非晶聚合物耐热性的好坏必须在两者化学结构相似的前提下。 在两者化学结构相似时， 结 晶聚合物由于晶区分子链排列较为规整， 聚合物由固态变为熔融状态时， 需要先吸收热量使晶区变为非晶区， 然后再进入粘流态，非晶态聚合物由于分子链刚性较大，链柔顺性较差或者规整度较低，因此结晶聚合物比 非晶态聚合物能够耐更高的温度，作为材料使用时，其耐热性更好些。如

6、结晶的等规聚苯乙烯的耐热性比非 晶的无规聚苯乙烯高。 3.3.分析并讨论影响热塑性塑料成型加工中熔体粘度的因素。分析并讨论影响热塑性塑料成型加工中熔体粘度的因素。 答：影响热塑性塑料成型加工熔体粘度的因素可分为内因和外因。 内因内因： （1）聚合物主链结构的影响：聚合物分子链柔性越大，缠结点越多，链的解缠和滑移越困难，聚合物 流动时非牛顿性越强。聚合物分子链刚性增加，分子间作用力愈大，粘度对剪切速率的敏感性减小，但粘度 对温度的敏感性增加，提高这类聚合物的加工温度可有效改善其流动性。 聚合物分子中支链结构的存在对粘度也有很大的影响。 具有短支链的聚合物的粘度低于具有相同相对分 子质量的直链聚合

7、物的粘度；支链长度增加，粘度随之上升，支链长度增加到一定值，粘度急剧增高。在相 对分子质量相同的条件下，支链越多，越短，流动时的空间位阻越小，粘度越低，越容易流动。较多的长支 链可增加与临近分子的缠结几率，使流体流动阻力增加，粘度增大；长支链越多，粘度升高愈多，流动性愈 差。 （2）相对分子质量的影响：聚合物相对分子质量增大，不同链段偶然位移相互抵消的机会增多，因此分子 链重心转移减慢， 要完成流动过程就需要更长的时间和更多的能量， 所以聚合物的粘度随相对分子质量的增 大而增加。 （3）相对分子质量分布的影响：相对分子质量分布宽的聚合物，对剪切敏感，即使在较低剪切速率或剪切 应力下流动时，也比

8、相对分子质量分布窄的聚合物更具有假塑性。 外因外因： （1）温度的影响：粘流温度以上，高聚物的粘度与温度的关系符合如下关系： Ln = ln A + E / RT 分子链刚性越大，或分子间作用力越大，则高聚物的粘度对温度有较大的敏感性，可采用升高温度的方 法降低成型加工粘度。而柔性分子链的高聚物的粘度对温度敏感性较差。 （2）剪切速率的影响：在低和高剪切速率区，高聚物熔体的剪切粘度不随剪切速率而改变，而在中间剪切 速率区，粘度随着剪切速率增加而降低。柔性分子链的表观粘度随着剪切速率的增加明显下降，而刚性分子 链粘度下降不多。因此可采用提高转速的方法增加剪切速率，从而降低熔体粘度。 （3）压力的

9、影响：压力增加，自由体积减小，分子间的相互作用增大，熔体粘度升高。 （4）添加剂的影响：增塑剂、润滑剂、稳定剂等小分子改性剂的加入，使聚合物共混物的粘度有所下降； 而大量无机填料的添加会增加熔体的粘度。 C Chapter 2hapter 2 3.3.增塑增塑剂的作用机理？剂的作用机理？ 增塑剂是指用以使高分子材料制品塑性增加， 改进其柔软性、 延伸性和加工性的物质。按作用机理不 同，有外增塑和内增塑之分。 （1）起外增塑作用的是低相对分子质量的化合物或聚合物，通常为高沸点的较难挥发的液体或低熔点的固 体，且绝大多数为酯类有机化合物。以 PVC 为例，增塑剂分子上的极性基团与 PVC 上的氯原

10、子相互吸引， 减少了 PVC 分子间的相互作用，即减少了物理交联点。此外，增塑剂的分子比 PVC 要小得多，活动较容易， 增加了 PVC 分子链段活动的空间， 从而使 PVC 的 Tg 下降， 塑性增加。 这类增塑剂生产较简单， 性能较全面， 其增塑作用可在较大范围内依加入增塑剂的品种和数量进行调节。其缺点是耐久性较差，易挥发、迁移和抽 出。 （2）起内增塑作用的通常为共聚树脂，即在均聚物 Tg 较高的单体中引入均聚物 Tg 较低的第二单体，进行 共聚，降低高分子化合物的有序程度（即结晶度） ，增加分子的柔软性，氯乙烯-醋酸乙烯共聚树脂即为典型 的一种。此外，在高分子化合物分子链上引入支链或取

11、代基也是一种常见的方法，如氯化聚乙烯。 它们的 优点是耐久性好，不挥发、难抽出，缺点是必须在聚合过程中引入，工艺较复杂，成本高，使用温度范围较 窄，应用较少。 5. 5. 润滑剂的选用原则？润滑剂的选用原则？ 润滑剂是能降低熔体与加工机械或模具之间、熔体内部相互间的摩擦和黏附，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和光洁度等的一类添加剂。其选取原则如下： （1）必须注意内、外润滑作用的平衡。内、 外润滑作用和成型过程中的初期、 中期及后期作用润滑剂的 配合使用是必要的。 （2）根据加工工艺特点，考虑剪切速率范围，合理兼顾流动、防粘和塑化时间三因素， ， 选用一种润滑作

12、 用为主，并兼顾内、外润滑作用。以 PVC 成型为例，压延成型以外润滑作用为主，采用金属皂脂肪酸复配； 挤出、注塑成型以内润滑为主，采用低分子脂肪酸酯。 （3） 不同产品用量不同： 对于软质 PVC， 润滑剂主要是防止物料与加工机械表面的黏附， 用量一般为 0.5% 或 更低；对于硬质 PVC，润滑剂除上述功能外，还具有调节 PVC 树脂熔化速率和降低熔体黏度的作用，应增加 润滑剂用量，通常在 1% 左右，特殊情况下，甚至可高达 4%。润滑剂在使用中还必须防止过润滑的出现。 （4）兼顾和其它助剂间的搭配，注意稳定剂本身的润滑作用，充分重视稳定剂的品种和用量以及并用润滑 剂的类型。如某些增塑剂、

13、稳定剂兼具润滑作用，光泽剂、脱模剂、开口剂均具有润滑作用。 （5）填充剂用量较大时，适当增加润滑剂用量 （6） 还要考虑价格和毒性因素，低毒、价廉始终是润滑剂选择所不能回避的问题。 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 树脂（树脂（XSXS- -4 4） ：） ：树脂基体，邻苯二甲酸二辛酯：增塑剂，邻苯二甲酸二丁酯：增塑剂，环氧脂肪酸辛 酯：增塑剂和稳定剂，液体钡镉、硬脂酸钡和硬脂酸镉：热稳定剂兼润滑剂，二氧化钛：白色颜料（增白 剂）和抗菌剂。 PVCPVC 树脂（树脂（XSXS- -5 5） ：） ：树脂基体，

14、三盐基性硫酸铅、二盐基性亚磷酸铅、亚磷酸三苯脂和硬脂酸铅：热稳 定剂兼润滑剂，硬脂酸正丁酯、石蜡：润滑剂，氧化锑：阻燃剂。 PVCPVC 树脂（树脂（XSXS- -3 3） ：） ：树脂基体，DOP、DBP：增塑剂，DOS：辅助增塑剂、提高耐寒性能，氯化石蜡：增塑、 润滑及阻燃作用，UV-9：光稳定剂，滑石粉：润滑剂，氧化铁：颜料，二月桂酸二丁基锡：热稳定剂、兼具 抗菌作用。 丁睛橡胶：丁睛橡胶：树脂基体，硫磺：交联剂，促进剂 M、促进剂 TMTD ：硫化促进剂，ZnO：无机硫化活化剂、 抗菌剂，硬脂酸：防焦剂和有机活化剂，防老剂 4010NA：防老化作用，半补强碳黑：补强剂、起补强橡胶 作用

15、，陶土：填充剂、起补强作用，沥青：增粘和软化作用，石蜡：脱模剂。 （2 2）判断制品基本性能，并说出相应的理由。）判断制品基本性能，并说出相应的理由。 该配方制品为浅白色、具有较好抗菌和热稳定性能的半硬质 PVC 塑料。 理由：使用了增塑剂，但用量在 30 份以下，故为半硬质 PVC；使用较多的热稳定剂，使其具有较好的热稳 定性；同时，使用较多的二氧化钛又使其具有一定的抗菌特性，且呈浅白色。 该配方制品为具备阻燃和较好耐热性能的硬质 PVC 塑料。 理由：未加增塑剂，质硬；热稳定剂用的多，耐热；使用了 5 份氧化锑，有一定阻燃性。 该配方制品为耐寒性好、具备一定抗紫外、抗菌和耐热性能和略显红相

16、对软质 PVC 塑料。 理由：增塑剂用量大，超过 30 份，质软；DOS 不仅具有增塑作用，而且会提高制品的耐寒性能；UV-9 的使 用使其具有抗紫外光辐照的能力； 3 份二月桂酸二丁基锡的应用使其具有一定抗菌能力， 而且改善了耐热性； 少量氧化铁的使用使其显红相。 该配方制品为具有一定抗菌性能、强度较大的橡胶。 理由：采用硫化技术，并使用大量的补强剂和无机填充剂，橡胶强度显著提高，另外，5 份 ZnO 的使用也使 其具有一定抗菌特性。 2.2.在生产宽在生产宽 1200mm,1200mm,厚厚 0.5mm0.5mm 的聚氯乙烯软膜时，采用以下配方：的聚氯乙烯软膜时，采用以下配方： 聚氯乙烯树

17、聚氯乙烯树脂脂 100100，三盐基硫酸铅，三盐基硫酸铅 2 2，硬脂酸钡，硬脂酸钡 1.21.2，硬脂酸铅，硬脂酸铅 0.80.8，邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二辛酯 3030，癸二酸二辛，癸二酸二辛 酯酯 1010，环氧大豆油，氯化石蜡，环氧大豆油，氯化石蜡 5 5，硬脂酸，硬脂酸 0.80.8，碳酸钙，碳酸钙 8 8，钛菁蓝，钛菁蓝 0.50.5 问：配方中各组分的作用？问：配方中各组分的作用？ 答：聚氯乙烯树脂为基体树脂； 三盐基硫酸铅、硬酯酸钡和硬酯酸铅为热稳定剂； 邻苯二甲酸二辛酯和癸二酸二辛酯为增塑剂； 环氧大豆油有增塑和热稳定的作用； 氯化石蜡有增塑、润滑和阻燃的作用；硬酯酸为

18、润滑剂； 碳酸钙为无机填充剂； 钛菁兰为颜料（即着色剂） 。 C Chapter 4hapter 4 7. 7. 聚合物熔体在剪切流聚合物熔体在剪切流动过程中有哪些弹性表现形式？在成型过程中可采取哪些措施来减少弹性表现对动过程中有哪些弹性表现形式？在成型过程中可采取哪些措施来减少弹性表现对 制品质量的不良影响？制品质量的不良影响？ 答： （1）聚合物流动过程主要弹性表现：入口效应、离模膨胀、不稳流动（熔体破裂） 。 （2）措施：提高成型温度，降低剪切应力，增加高温下的流动时间，减小口模流道入口收敛角，增加口模 长径比，减小聚合物的相对分子量等。 C Chapter 5hapter 5 1 1

19、天然橡胶的低温机械塑炼的目的及其原理与聚氯乙烯塑料中添加剂邻苯二甲酸二丁酯的目的及其原理有天然橡胶的低温机械塑炼的目的及其原理与聚氯乙烯塑料中添加剂邻苯二甲酸二丁酯的目的及其原理有 何异同？何异同？ 答： 相同之处：相同之处：橡胶低温塑炼的目的和 PVC 添加增塑剂的目的一样，均是为了改善高聚物的加工性能，增 加材料的加工流动性。 不同之处：不同之处： 天然橡胶低温机械塑炼是利用机械力和热氧作用的原理使自身高聚物的长分子链发生一定程度的 断链，从而降低分子量和弹性，增加橡胶的可塑性和流动性。PVC 添加增塑剂是利用增塑剂上的极性基团与 PVC 的氯原子相互吸引，降低分子间的相互作用；增塑剂较小

20、的体积可进入大分子链间，增加 PVC 分子链的 活动能力，增大材料的可塑性。 2 2 哪些机械通常用于塑料的初混合？哪些机械用于塑炼？哪些机械通常用于塑料的初混合？哪些机械用于塑炼？ 答：初混合设备通常包括静式混合设备（重力混合器和气动混合器） 、滚筒类混合设备和转子类混合设备。 塑料的初混合经常采用滚筒类和转子类中高强度的混合设备，包括鼓式混合机、双椎混合机和 V 形混合机， 主要用于粉状、粒状固态物料的初混，如混色、配料和干混。转子类混合设备经常采用高速混合机、Z 形混 合机，可用于配料、混色、共混物、母料的预混合。间歇式混合塑炼机包括开炼机和密炼机，连续式包括单 螺杆挤出机、双螺杆挤出机

21、、行星螺杆挤出机和连续混炼机。 3. 3. 塑料的塑化与橡胶的塑炼二者的目的和原理有何异同？塑料的塑化与橡胶的塑炼二者的目的和原理有何异同？ 答： 相同之处相同之处：塑料的塑化和橡胶的塑炼都是在温度和剪切力的作用下，使物料重复地通过狭窄的高剪切 区，迫使物料在剪切力的作用下实现优良的流动性，为各组分的分散混合和产品的成型做准备。 不同之处：不同之处：塑料的塑化是使物料在温度和剪切力的作用下，实现由固态到熔融态的转变，同时物料具有较好 流动性，为各组分的进一步均匀混合做准备，其中发生分子链的断链反应较少，基本是物理过程。橡胶的塑 炼是通过低温剪切或高温氧化作用，目的是为了降低生胶的弹性，增加可塑

22、性，以利于配合剂在混炼时能够 均匀的混合，分子链在一定程度上发生了断链反应，降低橡胶的分子量，获得较好的可塑性，改善成型加工 性能。 C Chapter 6hapter 6 2.2.简述热固性塑料模压成型的工艺步骤。简述热固性塑料模压成型的工艺步骤。 （1 1）计量：重量法和容量法，按制品的要求计量物料的质量或体积。 （2 2）预压：在室温下将松散的粉状或 纤维状的热固性塑料压成形状规则的型坯。也可以在低温下（5090）预压，预压的密度一般达到制品密 度的 80。 （3 3）预热：模压前对塑料进行加热具有预热和干燥两个作用，前者是为了提高料温，便于成型， 后者是为了去除水分和其它挥发物。 （4

23、 4）嵌件安放：在加料前嵌件必须放入模具，嵌件安放要求平稳准确， 以免造成废品或损伤模具。 （5 5）加料：把已计量的模塑料放入模具中，要求堆放合理，避免局部缺料。 （6 6） 闭模：加料完毕后闭合模具，应先快后慢，避免物料被空气吹出，造成缺料。 （7 7）排气：排气不仅能缩短硬 化时间，而且可以避免制品内部出现分层和气泡现象。排气时卸压使模具松开少许时间，次数和时间根据具 体情况而定。 （8 8）保压固化：排气后以慢速升高压力，在一定的模压压力和温度下保持一段时间，使缩聚反 应完全。一般在模内的保压固化时间为数分钟。 （9 9）脱模冷却：热固性塑料固化完毕后即可趁热脱模，脱模 通常靠顶出杆完

24、成，形状复杂的制品应加压冷却，防止翘曲。 （1010）制品后处理：脱模后需对制品进行修整 和热处理。修整主要是去掉溢料产生的毛边，热处理将制品在一定温度下加热一段时间，缓慢冷却至室温， 使固化完全。 4.4.在热固性塑料模压成型中，提高模温应相应地降低还是升高模压压力才对模压成型工艺有利？为什么？在热固性塑料模压成型中，提高模温应相应地降低还是升高模压压力才对模压成型工艺有利？为什么？ 答：在一定的温度范围内，模温升高，物料流动性提高，充模顺利，模压压力可有所降低，但同时模温提高 也会使塑料的交联固化速度增加，从而导致熔融物料的黏度迅速增高，反而需要更高的模压压力。因此提高 模温关键是看固化反

25、应的交联程度，如果固化反应刚刚开始，提高模温可以增加物料流动性，模压压力可相 应降低；如果提高模温时，固化反应已经进行，提高模温使物料的流动性变差，应该升高模压压力。因此模 温不能过高。 6.6.在高分子材料成型加工中，哪些地方要求交联？交联能赋予高聚物制品哪些性能？在高分子材料成型加工中，哪些地方要求交联？交联能赋予高聚物制品哪些性能？ 答：高分子材料成型加工中，当要求材料的耐热性更高一些、机械强度更高一些、耐化学性能更好些时，通 常会考虑对高分子材料进行交联来改善高聚物制品的综合性能。因此，大多数的橡胶制品、全部的热固性塑 料和某些热塑性塑料产品（发泡和电线电缆产品）会通过在成型加工时发生

26、交联反应来实现这些目标。交联 后，高聚物制品在以下性能方面发生较大的改变： （1）物理机械性能：交联后，线形大分子逐渐变为网状结 构，可塑性减小，拉伸强度、定伸强度、硬度、弹性增加，而伸长率、永久变形、疲劳生热等相应减小。 （2） 物理性能：随着交联密度的增加，高聚物的密度增大，制品的透气性、透水性减少，且交联后相对分子质量 增大， 热稳定性和使用温度范围提高。 （3） 化学稳定性： 交联反应总是发生在化学活性较高的基团或原子上， 这些地方也是高聚物容易老化的薄弱环节。交联后形成了网状结构，使低分子扩散受到更大的阻力，提高了 制品的化学稳定性。 9.9.生胶和硫化胶在分子结构及性能上有何不同？

27、生胶和硫化胶在分子结构及性能上有何不同？ 答：生胶和硫化胶在分子结构上的差异在分子结构上的差异：生胶的分子量较高，通常可达到几十万，分子结构呈线形，分子链 缠结程度较高。 而硫化胶在交联前一般经过塑炼， 分子量有一定幅度地下降， 分子量分布变窄， 经过交联后， 硫化胶分子结构呈网状。 生胶和硫化胶在性能上的差异在性能上的差异： （1）加工性能：生胶的分子量较高，导致加工时一方面胶料弹性变形较大， 制品的尺寸难以掌控，另一方面各种配合剂无法在生胶中分散均匀，加工性能较差；而硫化胶经过交联后， 弹性增加，网状结构使其失去可塑性，一般不具有重复加工性。 （2）物理机械性能：生胶的弹性较高，拉伸 强度

28、、硬度较低，伸长率、变形性和疲劳生热较大；交联后，线形大分子逐渐变为网状结构，可塑性减小， 拉伸强度、定伸强度、硬度、弹性增加，而伸长率、永久变形、疲劳生热等相应减小。 （3）物理性能：随着 交联密度的增加，高聚物的密度增大，制品的透气性、透水性减少，且交联后相对分子质量增大，热稳定性 和使用温度范围提高。 （4）化学稳定性：交联反应总是发生在化学活性较高的基团或原子上，这些地方也是 高聚物容易老化的薄弱环节。交联后形成了网状结构，使低分子扩散受到更大的阻力，提高了制品的化学稳 定性。因此硫化胶比生胶具有更好的耐化学稳定性。 简述层压成型的工艺过程。简述层压成型的工艺过程。 答：可分为以下几个

29、步骤： （1）浸渍上胶：先将树脂按需要配制成一定浓度的胶液，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。将树脂溶液均匀地涂布在增强材料上， 浸渍前对增强材料进行适当的表面处理和干燥，以改善胶液对其表面的浸润性。浸渍上胶后进入干燥室，以 除去溶剂、水分及其他挥发物。 （2）压制：裁剪干燥后的附胶材料，然后叠合成板坯。层压成型在多层压机 上完成，叠合好的板坯置于两块打磨抛光的不锈钢板之间，并逐层放入多层压机的各层热压板上。然后闭合 压机开始升温加压。压制时间取决于树脂的类型、固化特性和制品厚度。当板材冷却到 50以下即可卸压 脱模。 （3）后加工和热处理：后加

30、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下处理 4872 小时，使树脂固化完全，以提高热性能和电性能。 简述手糊成型的工艺过程。简述手糊成型的工艺过程。 答：可分为以下几个步骤： （1）树脂胶液的配制：按照配方将助剂和树脂混合均匀，再加入固化剂搅匀，树 脂胶液的浓度为 0.40.9Pa.s。 （2）玻纤制品的准备：玻纤要通过加热烘焙，烧毛及化学方法除去表面水 分和浆料，按照模型的大小进行裁剪。 （3）模具准备和脱模剂的涂刷：模具的工作面必须光洁，无污染物； 为了防止成型时粘模， 模具的工作面上一般都要涂刷脱模剂。 （4） 胶衣层的制备：

31、为了改善制品的表面质量， 延长使用寿命，制品表面往往是树脂含量较高的胶衣层。胶衣层可以是纯树脂层，也可以是含无机填料的树 脂胶液。胶衣层用喷涂和涂刷的方法均匀涂在模具上。 （5）糊制成型：在模具上重复地刷一层树脂，贴一层 玻璃布，直到达到要求厚度，要求含胶量均匀，无气泡及表面平整。 （6）固化：手糊成型后在常温下固化 24 小时才能脱模， 加热可缩短固化时间。 环氧树脂热处理温度不超过 150， 聚酯树脂一般控制在 5080。 （7）脱模、修整及装配：脱模时注意避免划伤制品。脱模后的制品要机械加工除去毛边、飞刺，修补表面 和内部缺陷。 C Chapter 7hapter 7 2.2.挤出螺杆一

32、般分为哪几段？每段各有什么作用？对于晶态塑挤出螺杆一般分为哪几段？每段各有什么作用？对于晶态塑料的挤出成型，应选择何种螺杆？其料的挤出成型，应选择何种螺杆？其 L2L2 的长的长 度有何特征？为什么？度有何特征？为什么？ 答：挤出螺杆一般分为三段：加料段（输送段） 、压缩段（塑化段） 、均化段（计量段） 。加料段的作用是对 物料进行初步加热，并输送物料到压缩段。压缩段的作用是压实塑化物料，同时将夹带的空气排出。均化段 的作用是进一步塑化物料，并定量定压地挤出熔融物料。 对于晶态塑料的挤出成型，应选择突变型螺杆。突变型螺杆压缩段的长度较短，为 35D。这是因为晶态塑 料， 其熔融温度范围较窄，

33、在较长的加料段吸收足够的热量熔融之后， 很快就能熔融塑化， 因此压缩段较短。 3.3.什么叫压缩什么叫压缩比？挤出机螺杆设计中的压缩比根据什么来确定？比？挤出机螺杆设计中的压缩比根据什么来确定？ 解答： 螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽的容积之比称为压缩比， 它表示物料通过螺杆的 全过程被压缩的程度。压缩比一般在 25 之间，压缩比的大小取决于挤出物料的种类和形态。粉状物料的 相对密度较小，夹带空气较多，其压缩比应大于粒状物料；另外挤出薄壁状制品时，压缩比应比挤出厚壁制 品的大。 4.4.什么是挤出机螺杆的长径比？长径比的大小对塑料挤出成型有什么影响？长径比太大又会造成什么后什么

34、是挤出机螺杆的长径比？长径比的大小对塑料挤出成型有什么影响？长径比太大又会造成什么后 果？果？ 解答： 挤出机螺杆的长径比指螺杆工作部分的有效长度 L 与直径 D 之比。 长径比的大小通常在 1525 之间， 长径比较大时， 能改善物料的温度分布， 混合更均匀， 并减少挤出时的逆流和漏流， 提高挤出机的生产能力； 长径比过小时，对物料的混合和塑化均不利。长径比太大时，对热敏性物料会因受热时间过长而分解，同时 螺杆的自重增加，能耗较大。 5.5.渐变型和突变型螺杆有何区别？它们各适合哪类塑料的挤出？为什么？渐变型和突变型螺杆有何区别？它们各适合哪类塑料的挤出？为什么？ 解答：渐变型螺杆的压缩段较

35、长，为螺杆全长的 5565，甚至 100；突变型螺杆的压缩段较短，为 3 5D，甚至仅为一个螺距的长度。渐变型螺杆螺槽深度由加料段深的螺槽向均化段的螺槽逐渐过度，塑化时能 量转换缓和， 适合熔融温度范围较宽的无定形高聚物； 突变型螺杆螺杆槽深度由深变浅的过程是在一个较短 的轴向距离内完在的，塑化时能量转换较剧烈，适合熔融温度范围较窄结晶聚合物。 6.6.影响挤出机生产效率的因素？影响挤出机生产效率的因素？ 解答： （1）机头和口模压力：机头压力增大，挤出流量下降，塑化效果变好，机头压力降低，挤出流量增加， 塑化效果变差。因此在保证塑化效果的基础上，降低机头压力可提高生产效率。口模截面积越小，物

36、料受到 机头的阻力越大，生产率越低，口模平直部分越短，机头阻力越小，生产效率越大。 （2）螺杆转速：螺杆转 速与生产效率成正比，因此提高螺杆转速可提高生产效率；但螺杆转速增大到一定值时，逆流和漏流增加， 生产能力上升变慢，且挤出物易出现熔体破裂现象。 （3）螺杆几何尺寸：生产量与螺杆直径的平方成正比， 螺杆直径增大，生产率增加；口模阻力较小时，深槽螺槽可提高生产率，口模阻力较大时，使用浅槽螺杆挤 出量较高。均化段长度增加，生产效率提高。 （4）物料温度：一定程度上升高温度，物料黏度下降，塑化效 果变好，生产率提高。 7.7.挤出成型的工艺流程。挤出成型的工艺流程。 解答： （1）原料的准备和预

37、处理：挤出前要对物料进行预热和干燥，原料中的机械杂质也尽可能除去。 （2） 挤出成型：首先将挤出机加热到预定的温度，然后开动螺杆，同时加料，应根据挤出工艺性能和挤出机机头 口模的特点调整挤出机料筒各段的温度和螺杆的转速等工艺参数。 （3）定型与冷却：挤出物离开机头口模后 应立即进行定型和冷却，大多数情况下，冷却和定型是同时进行的，只有在挤出管材和各种异型材时才有一 个独立的定型装置。 （4） 制品的牵引和卷取： 牵引的速度要与挤出速度配合， 一般牵引速度略大于挤出速度。 各种制品的牵引速度是不同的，通常挤出薄膜和单丝需要较快的速度，牵引度较大，挤出硬制品的牵引速度 则小得多，通常是根据制品离口

38、模不远处的尺寸来确定牵引度。 （5）后处理：主要包括热处理和调湿处理。 热处理主要是消除内应力，吸湿性较强的挤出制品，需在成型后浸入含水介质中调节尺寸平衡。 （7 7）双螺杆挤出机根据螺杆的不同可分为哪几种？它们有什么区别？）双螺杆挤出机根据螺杆的不同可分为哪几种？它们有什么区别？ 解答：双螺杆挤出机根据螺杆的不同可分为三种： （1）同向啮合型双螺杆挤出机。有两种螺杆模式：紧密啮 合型挤出机和自洁型挤出机。 紧密啮合型是螺棱外型与另一螺杆的螺槽外型紧密配合， 螺槽宽度大于螺棱宽 度，具有滑动型的啮合；其螺槽空隙面积小于受阻面积，物料呈正向输送性。在高压区域产生横向力，因此 要低速运转。自洁型挤

39、出机，其空隙面积大于受阻面积，可高速运转；螺槽空隙比螺棱宽度小，具有自洁功 能；呈非正向输送性，物料停留时间长，压力敏感性较大。 （2）异向啮合双螺杆挤出机。螺槽之间空隙很小， 呈正向输送性，物料可进入辊隙，一般适合在低速下运转。大多用于混配、连续的化学反应及其它特种聚合 物加工。 （3）非啮合型双螺杆挤出机。两根螺杆之间的中心距大于两螺杆半径之和。有实用价值的是异向非 啮合型双螺杆挤出机，其挤出量小于相同螺杆直径的单螺杆挤出机挤出量的两倍。 （8 8）橡胶压出机和塑料挤出机在机械和工艺上有哪些区别？）橡胶压出机和塑料挤出机在机械和工艺上有哪些区别？ 解答：在机械上的区别： （1）橡胶压出机长

40、径比较小，主要是为了防止胶料过热和焦烧。热喂料压出机长径 比在 45，冷喂料压出机长径比在 1520。 （2）橡胶压出机螺槽深度较大，1823D，主要是减少剪切和 降低生热。 （3）橡胶压出机压缩比较小，1.31.4，主要是避免生热产生热降解。 在工艺上的主要区别： （1）橡胶压出机有热喂料和冷喂料的差别，热喂料压出机物料在压出前必须进行充分 的热炼， 热炼一般是在开炼机或密炼机中进行。 而塑料挤出机的物料除了高吸水性的物料外， 不需进行预热， 但多组分物料需要进行充分混合，一般在低温下、高速混合机中混合。 （2）橡胶压出机原料一般是以胶条或 胶粒的形式进入加料口，而塑料挤出机则要求原料为一定

41、直径范围内的颗粒状、片状或粉状，并要求物料不 能成团、有一定的比重。 （3）压出温度：橡胶压出机压出温度比起塑料挤出机一般都较低，橡胶压出机压出温度在 30120，而 塑料挤出机一般温度在 150300。 C Chapter 8hapter 8 1.1.何谓注射成型，它有何特点？请用框图表示一个完整的注射成型工艺过程。何谓注射成型，它有何特点？请用框图表示一个完整的注射成型工艺过程。 解答：将干燥处理的原料通过注塑机，在一定的温度和压力下注射入模具型腔中，经冷却定型后，开模得到 塑料件的工艺称为注射成型。 特点特点：成型周期短、生产效果高、一次成型复杂、精确产品、适应性强、产品种类多、自动化程度高。 2.2.塑料挤出机的螺杆与移动螺杆式注射机的螺杆的结构特点和各自的成型作用上有何异同？塑料挤出机的螺杆与移动螺杆式注射机的螺杆的结构特点和各自的成型作用上有何异同？ 答： 移动螺杆式注射机的螺杆与塑料挤出机的螺杆相比， 有以下结构特点及作用： （1） 注射螺杆长径比较小， 在 1015 之间，塑化能力较差；而塑料挤出机螺杆长径比在 2540 之间，甚至更大，混合塑化效果较好； （2）注射螺杆压缩比较小，在 22.5 之间，因此不宜加工粉状物料；而塑料挤出机螺杆压缩比在，物料选