聚合物加工成型配方設(shè)計

1、第二章1.區(qū)分通用塑料和工程塑料，熱塑性塑料和熱固性塑料，并請各舉二到三例通用塑料：綜合性能較好，力學性能一般，產(chǎn)量大，應用范圍廣，價格低廉的一類樹脂工程塑料：物理機械性能及熱性能比較好的，可以當做結(jié)構(gòu)材料使用的且在較寬的溫度范圍內(nèi)可承受一定機械應力和較苛刻的化學，物理環(huán)境中使用的塑料材料。熱塑性塑料：受熱軟化，熔融，塑制成一定形狀，冷卻后固定成型，再次受熱軟化，熔融，反復多次加工，可溶，線形高分子，如PP PE PVC熱固性塑：;未成型前受熱軟化，熔融塑制成一定形狀，在熱或固化劑作用下，一次硬化成型，成型后，受熱不熔融，達到一定溫度分解破壞，不能反復加工，不溶，由線形分子轉(zhuǎn)為體型分子，如PF

2、 PU EP UP2.什么是聚合物的結(jié)晶和取向？它們有何不同？研究結(jié)晶和取向?qū)Ω叻肿硬牧霞庸び惺裁磳嶋H意義？ 聚合物的結(jié)晶：聚合物的取向：聚合物在成型加工時，受到剪切力和拉伸力得作用，聚合物分子鏈和結(jié)構(gòu)單元按特定方向排列，發(fā)生取向。答： 熱的飽和溶液冷卻后，溶質(zhì)以晶體的形式析出這一過程叫結(jié)晶。高聚物的取向意味著其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)單元（如分子或晶粒等）的空間指向遵循一些擇優(yōu)的方向，而不是 完全隨機的。 高聚物取向時，它的性能會呈現(xiàn)各向異性。適當調(diào)節(jié)取向狀況，可在很大范圍內(nèi)改變高聚物的性能。一般說，取向時物體在取向方向上的模量和強度會明顯增大。在 纖維和薄膜的生產(chǎn)中取向狀況的控制顯得特別重要。通過液晶態(tài)

3、加工而獲得高度取向的剛性鏈高分子纖維的模量和強度已能達到鋼絲和玻璃纖維的水平。其他高分子 材料或制品中的取向狀況也是影響性能的一種因素。（取向能提高材料的各向異性，也就是高分子鏈向一個方向規(guī)整的排列能提高材料的一個方向強度。結(jié)晶能提高 材料的熔點和韌性。）3.請說出晶態(tài)和非晶態(tài)聚合物的熔融加工溫度范圍，并討論兩者作為材料的的耐熱性好壞。答晶態(tài)聚合物Tm-Td 非晶態(tài)聚合物Tf-Td。對于作為塑料使用的高聚物來說,在不結(jié)晶或結(jié)晶度低時,最高使用溫度是 Tg, 當結(jié)晶度達到 40%以上時, 晶區(qū)互相連接,形成貫穿整個材料的連續(xù)相.因此在 Tg 以上仍不會軟化其最高使用溫度可提高到結(jié)晶熔點。熔點Tm

4、 是晶態(tài)高聚物熔融時的溫度。表征晶態(tài)高聚物耐熱性的好壞。4.為什么聚合物的結(jié)晶溫度范圍是Tg-Tm？答T>Tm 分子熱運動自由能大于內(nèi)能,難以形成有序結(jié)構(gòu)T<Tg 大分子鏈段運動被凍結(jié),不能發(fā)生分子重排和形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)5.什么是結(jié)晶度？結(jié)晶度的大小對聚合物性能有哪些影響？結(jié) 晶度：聚合物中結(jié)晶部分所占的質(zhì)量分數(shù)或體積分數(shù)。影響：力學性能：模量；硬度；伸長率；沖擊強度；拉伸強度 （非晶區(qū)處于高彈態(tài)）；.力學性能也與結(jié)晶形態(tài)有關(guān)球晶尺度：伸長率 ；沖擊強度；模量；. 其它性能：耐熱性能 ；耐溶劑性 ；溶解性能 ； 抗氣透性 ；密度 ；光學透明性6.聚合物在成型過程中為什么會發(fā)生取向？成型

5、時取向產(chǎn)生的原因及形式有哪些？取向?qū)Ω叻肿硬牧现破返男阅苡泻斡绊?？在成型加工時，受到剪切和拉伸力的影響，高分子化合物的分子鏈會發(fā)生取向。原因：由于在管道或型腔中沿垂直于流動方向上的各不同部位的流動速度不相同，由于存在速度差，卷曲的分子力受到剪切力的作用，將沿流動方向舒展伸直和取向。高分子化合物的分子鏈、鏈段或微晶等受拉伸力的作用沿受力方向排列。主要包括單軸拉伸取向和雙軸拉伸取向。形式：非晶態(tài)高分子取向包括鏈段的取向和大分子鏈的取向；結(jié)晶性高分子的拉伸取向包括晶區(qū)的取向和非晶區(qū)的取向取 向后對高聚物性能的影響如下：力學性能：取向方向上，高聚物的抗長強度、撓曲疲勞強度、沖擊強度、斷裂伸長率增加，而

6、垂直于取向方向則降低。光學性 能：取向方向與垂直于取向方向折射率不同，發(fā)生雙折射現(xiàn)象。熱性能：取向后使材料的玻璃化溫度升高，對于結(jié)晶性高聚物，則密度和結(jié)晶度也會升高，提高材 料的使用溫度，從而提高了耐熱性能。7.分析并討論影響熱塑性塑料成型加工中熔體粘度的因素。答影響高聚物熔體黏度的因素有： 溫度：隨著溫度升高，高聚物黏度降低，高聚物分子結(jié)構(gòu)為剛性的對溫度的敏感性大于柔性的高聚物。 壓力：隨著壓力的增大，高聚物熔體的黏度增大，增大壓力和降低溫對黏度的影響是等效的。 剪切速率：對于假塑性流體，隨著剪切速率的增大，熔體的黏度降低，柔性高聚物的敏感程度大于剛性高聚物 分子結(jié)構(gòu)：a分子量：隨著分子量的

7、增大，高聚物的黏度增大。b分子量分布：平均分子量相同時，熔體黏度隨分子量分布增寬而迅速降低，其流變行為表現(xiàn)出更多 的非牛頓性。分子量分布窄的高聚物對溫度的敏感性大；分子量分布寬的高聚物，對剪切速率的敏感性大。c分子鏈支化:短支鏈（低于可以產(chǎn)生纏結(jié)的長度）聚合 物的熔體粘度低于線性聚合物;長支鏈聚合物的熔體粘度與其臨界分子量和剪切速率有關(guān)。隨著分子量的增大，支鏈變長，大分子運動阻力加大。當支鏈長至支鏈間 產(chǎn)生纏結(jié)時，粘度增大。 添加劑:增塑劑能降低熔體黏度，提高成型加工的流動性;潤滑劑能降低熔體之間以及熔體與設(shè)備之間的摩擦及粘附，改善加工流動性，提高生產(chǎn)能力和制品質(zhì)量;固體添加劑（增強劑、填充劑

8、）一般會降低聚合物的加工流動性，但具體受添加劑的類型，用量，粒徑，表面性質(zhì)等影響。第三章1.高分子材料中加入添加劑的目的是什么？添加劑分為哪些類型？添加劑是實現(xiàn)高分子材料成型加工工藝過程并最大限度的發(fā)揮高分子材料制品的性能或賦予其某些特殊功能性必不可少的輔助成分。：a: 對熱塑性塑料有抗氧劑（鏈終止型抗氧劑和預防型抗氧劑防止高分子材料的老化）、潤滑劑（改善材料加工成型時的流動性和脫模性）、熱穩(wěn)定劑（防止材料因受熱 引發(fā)自動反應致聚合物降解）、光穩(wěn)定劑（能屏障或抑制光氧化還原或光老化過程而加入的一些物質(zhì) ）、阻燃劑（賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑 ）、發(fā)泡劑（能產(chǎn)生大量泡沫，而且泡沫具有優(yōu)異性

9、能，能滿足各種產(chǎn)品發(fā)泡的技術(shù)要求 ）、著色劑（使物質(zhì)健美用著色劑 顯現(xiàn)設(shè)計需要顏色的物質(zhì)）、增塑劑（使聚合物體系的塑性增加）。b:對橡膠材料其硫化體系有硫化劑（使橡膠分子鏈起交聯(lián)反應，使線形分子形 成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可塑性降低，彈性劑強度增加的物質(zhì)）、硫化促進劑（能促進硫化作用的物質(zhì)。可縮短硫化時間，降低硫化溫度，減少硫化劑用量和提高橡膠的物 理機械性能 ）、防焦劑（提高膠料操作安全性，增加膠料或膠漿的貯存壽命。當調(diào)整硫化體系難以達到需要的操作安全時，加入防焦劑往往可以很簡便地滿足對膠料焦燒性能的 要求 ）；防老劑（防止高分子材料老化的助劑）等2.什么是熱穩(wěn)定劑？熱穩(wěn)定劑可分為哪些主要類型？其中

10、那些品種可用于食品和醫(yī)藥包裝材料。熱穩(wěn)定劑是一類能防止或減少聚合物在加工使用過程中受熱而發(fā)生降解或交聯(lián),延長復合材料使用壽命的添加劑。2什么是增塑劑？根據(jù)塑化效率可分為哪些類型？其各自的特點如何？增塑劑是能夠降低聚合物Tg并提高其塑性的添加劑。根據(jù)塑化效率可分為主增塑劑、輔助增塑劑、增量劑。主增塑劑：與聚合物的相容性好，凝膠能力很強，可大量添加并單獨使用主要有鄰苯二甲酸酯類和磷酸酯類增塑劑。輔助增塑劑：與聚合物的相容性有限，凝膠能力較低，只能與主增塑劑并用，但往往起到功能性作用。主要品種有環(huán)氧大豆油。聚酯增塑劑、耐寒性增塑劑。增量劑：與聚合物的相容性很差，凝膠能力較差，不可單獨使用，只可限量使

11、用，以減少主增塑劑的用量。主要有烷基磺酸苯酯。3.試述增塑劑的作用機理答： 增塑劑的作用機理是增塑劑分子插入到聚合物分子鏈之間,削弱了聚合物分子鏈間的應力,結(jié)果增加了聚合物分子鏈的移動性、降低了聚合物分子鏈的結(jié)晶度，從而 使聚合物的塑性增加，也就是對抗塑化作用的主要因素聚合物分子鏈間的應力和聚合物的分子鏈的結(jié)晶度，而他們則取決于聚合物的化學結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。當把增塑 劑加入到聚合物中，增塑劑分子相互之間、增塑劑與聚合物分子相互之間的相互作用力是很重要。除非所有這些相互作用(增塑劑與增塑劑之間、增塑劑與聚合物之 間、聚和物與聚合物之間)都是同樣大小時，才可能沒有增塑作用和反增塑作用。1.范德華力

12、范德華力是物質(zhì)的聚集態(tài)中分子與分子間存在著的一種較弱的引力。范德華力包括色散力、誘導力和取向力。范德華力的作用范圍只有幾個埃。(1) 色散力 色散力存在于所有極性或非極性分子之間，是由于微小的瞬時偶極的相互作用使挨近的偶極處于異極相鄰狀態(tài)而產(chǎn)生的一種引力。但是只有在非極性體系中，如苯、 聚乙烯或聚苯乙烯中，色散力才占較主要的成分。(2)誘導力 當一個具有固定偶極的分子在相鄰的一個非極性分子中誘導出一個誘導偶極使，誘導偶極和固有偶極之間的引力叫做誘導力。芳香族化合物因為電子能高度極化所 以影響特別強，如低分子量的酯與聚苯乙烯之間或苯與聚醋酸乙烯之間主要是誘導力。(3)取向力 當極性分子相互靠近時

13、，由于固有偶極的取向而引起分子間的一種作用力叫做取向力。如酯類增塑劑與 PVC 或與硝酸纖維素的相互作用就是代表性的例子。2.氫鍵含有OH基或NH基團的分子，如聚酰胺、聚乙烯醇、纖維素等，在分子間、有時在分子內(nèi)部都能形 成氫鍵。氫鍵是一個比較強的相互作用鍵，它們妨礙增塑劑分子插入聚合物分子間，如果氫鍵沿聚合物分子鏈分布越密相應的對抗增塑劑插入的作用也越強。因此要 求增塑劑與聚合物分子也能產(chǎn)生類似的強的作用。另一方面隨著溫度的升高，分子間的吸引作用由于氫鍵的減少而顯著削弱，這是因為分子的熱運動妨礙了聚合物分 子的取向。3.空間有規(guī)結(jié)構(gòu)的聚合物的分子鏈適當?shù)臈l件下能夠結(jié)晶，即鏈狀分子從卷的和雜亂的

14、狀態(tài)變成緊密折疊成行的有規(guī)則狀態(tài)。在一般條件下，工業(yè)生產(chǎn) 的聚合物不可能是完全結(jié)晶的，而往往是由結(jié)晶區(qū)域散插在無定形區(qū)域構(gòu)成的。顯然，增塑劑的分子插入結(jié)晶區(qū)域要比插入無定形區(qū)域困難得多，因為在結(jié)晶區(qū)與聚 合物與鏈之間的自由空間最小。如果增塑劑的分子僅能插入部分結(jié)晶的聚合物的無定形區(qū)域，則此增塑劑便是非溶劑型增塑劑，也就是所謂的輔助增塑劑。如果增塑 劑的分子僅能插入聚合物的無定形區(qū)域同時又能插入結(jié)晶區(qū)域，則此增塑劑便是溶劑型增塑劑，即所謂的主增塑劑.4.橡膠硫化劑可分為哪些主要類型？其各自適用的橡膠類型是什么？目前使用的硫化劑分無機和有機兩大類有：硫磺、含硫化合物、過氧化物、醌類化合物、胺類化合

15、物、樹脂和金屬化合物等。（3）a、 主要用于天然橡膠及二烯烴類通用合成膠 如：丁苯膠、順丁膠、丁腈膠等的硫化劑有： 硫磺（主要硫化劑）、含硫化合物（如：一氯化硫、二氯化硫、二硫化嗎啡啉等）、硒（Se）、碲（Te）及其氯化物（為第二硫化劑）、樹脂類（如：烷基苯酚 甲醛樹脂、叔丁基苯酚甲醛樹脂等）。b.主要用于飽和度較大的通用合成膠或特種膠 硫化劑有： 過氧化物（少量用于不飽和二烯烴橡膠、耐熱性增強）、醌類化合物；胺類化合物、樹脂類（如：2123酚醛樹脂用于丁基橡膠）、金屬化合物 （如：ZnO，MgO等）用硫磺硫化天然膠，至今有150多年的歷史。但至今它仍是天然膠及二烯烴類合成膠的主要硫化劑。硫磺

16、價格低，來源廣，效果佳。目前橡膠磨具所用的橡膠是天然膠和丁苯膠，所以硫磺是它們的主要硫化劑。5.橡膠硫化體系主要有哪些添加劑組成？其各自的作用是什么？對橡膠材料其硫化體系有硫化劑（使橡膠分子鏈起交聯(lián)反應，使線形分子形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可塑性降低，彈性劑強度增加的物質(zhì)）、硫化促進劑（能促進硫化作用的物質(zhì)。可縮短硫化時間，降低硫化溫度，減少硫化劑用量和提高橡膠的物理機械性能 ）、防焦劑（提高膠料操作安全性，增加膠料或膠漿的貯存壽命。當調(diào)整硫化體系難以達到需要的操作安全時，加入防焦劑往往可以很簡便地滿足對膠料焦燒性能的要求 ）；防老劑（防止高分子材料老化的助劑）等。6，什么是潤滑劑？為什么硬質(zhì)PVC配

17、方中必須添加潤滑劑？潤滑劑是降低熔體與加工機械或成型模具之間以及熔體內(nèi)部相互之間的摩擦和粘附，改善加工流動性，提高生產(chǎn)能力和制品外觀質(zhì)量的一類添加劑。對于硬質(zhì)的PVC，潤滑劑除了防止物料與加工機械表面的粘附，還能調(diào)節(jié)PVC樹脂的熔化速率和降低體系粘度的作用。7.什么是填充劑?根據(jù)其作用可分為哪些類型？其各自的作用是什么？答：填充劑是為了改善高分子成型加工的性能，賦予或提高制品某些特定的性能，或為了增加物料體積、降低制品成本而加入的一類物質(zhì)。根據(jù)其作用可分為增量型和補強型兩類。增量填充劑，用于橡膠時一般沒有補強作用，僅為了增加膠料體積和降低成本，對材料的使用性能無影響或影響很小，但往往能改善壓出

18、、壓延等工藝性能。用于塑料時雖不能提高其力學性能，但可以改善成型加工性能或賦予制品某些新的性能。補強填充劑：用于橡膠時，不但能改善膠料的工藝性能，提高硫化膠的拉伸強度，定伸強度，彈性，耐磨性等力學性能，而且能夠增大膠料體積，降低成本。第四章1.高分子材料進行配方設(shè)計的一般原則和依據(jù)各是什么？原則：制品的性能要求成型加工性能的要求選用的原材料來源容易，產(chǎn)地較近，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，價格合理依據(jù)：配方成本應在滿足上述三條的前提下，盡量選用質(zhì)量穩(wěn)定可靠、價格低的原材料；必要時采取不同品種和價格的原材料復配；適當加入填充劑，降低成本。2.在生產(chǎn)寬1200mm，厚0.5mm的聚氯乙烯軟膜時，采用以下配方：聚氯

19、乙烯樹脂100，三鹽基硫酸鉛2，硬脂酸鋇0.8，鄰苯二甲酸二辛脂30，葵二酸二辛酯10，環(huán)氧大豆油5，氯化石蠟5，硬脂酸0.8，碳酸鈣8，酞菁藍0.5問：配方中各組分的作用？配方中樹脂，穩(wěn)定劑，增塑劑，填充劑，潤滑劑，顏料各占總量的百分之幾？答：樹脂：聚氯乙烯樹脂穩(wěn)定劑：三鹽基硫酸鉛 硬脂酸鋇 環(huán)氧大豆油增塑劑：鄰苯二甲酸二辛脂 葵二酸二辛酯 環(huán)氧大豆油填充劑：碳酸鈣潤滑劑：硬脂酸鋇 石蠟 硬脂酸顏料：碳酸鈣，酞菁藍3.試分析下列配方，要求指出各組分在配方中的作用，判斷制品基本性能，并說出相應的理由。配方一：PVC樹脂（XS-4）100，鄰苯二甲酸二辛脂10，鄰苯二甲酸二丁酯8，環(huán)氧脂肪酸辛酯

20、3，液體鋇-鎘2，硬脂酸鋇0.5，硬脂酸鎘0.3，硬脂酸0.3，二氧化鈦3答：PVC樹脂為基體樹脂， 鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二丁酯為增塑劑，環(huán)氧脂肪酸辛酯兼有熱穩(wěn)定劑和增塑劑雙重作用， 液體鋇-鎘、硬脂酸鋇和硬脂酸鎘為熱穩(wěn)定劑， 硬脂酸為潤滑劑， 二氧化鈦為顏料。該制品為半硬質(zhì)PVC制品。因為配方中加入了較多的鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯等增塑劑。配方二：PVC樹脂（XS-5）100，三鹽基性硫酸鉛5，二鹽基性亞磷酸鉛1.5，亞磷酸三苯酯0.5，硬脂酸鉛0.5，硬脂酸正丁酯0.3，石蠟0.3，氧化銻5答：PVC樹脂為基體樹脂，三鹽基性硫酸鉛和二鹽基性亞磷酸鉛為熱穩(wěn)定劑， 亞磷酸三苯

21、酯兼有熱穩(wěn)定劑和增塑劑作用，硬脂酸鉛兼有熱穩(wěn)定劑和潤滑劑雙重作用，硬脂酸正丁酯和石蠟為潤滑劑，氧化銻為阻燃劑。該制品為硬質(zhì)PVC制品。因為配方中加入了較多的熱穩(wěn)定劑，而幾乎沒有增塑劑。配方三：PVC樹脂（XS-3）100，DOP20，DBP20，DOS10，氯化石蠟5，UV-9 0.1,滑石粉1，氧化鐵0.2，二月桂酸二丁基錫3答：PVC樹脂為基體樹脂，DOP、DBP和DOS為增塑劑，氯化石蠟兼有阻燃劑和增塑劑作用，UV-9為光穩(wěn)定劑，氧化鐵為著色劑，二月桂酸二丁基錫為熱穩(wěn)定劑。該制品為軟質(zhì)PVC制品。（因為配方中加入了很多的增塑劑，制品性能柔軟。配方四：丁腈橡膠100，硫磺1.5，促進劑M1

22、.5，促進劑TMTD0.2，ZnO5，硬脂酸1，防老劑4010NA 1，半補強炭黑60，陶土30，瀝青5，石蠟1.5答： 丁腈橡膠為基體橡膠， 硫磺為硫化劑， 促進劑M和促進劑TMTD為硫化促進劑，ZnO和硬脂酸為活性劑，硫化劑、促進劑和活性劑組成橡膠硫化體系，使橡膠產(chǎn)生交聯(lián)。 防老劑4010NA為防老劑，防止橡膠老化。 半補強炭黑和陶土為填充補強劑，可降低膠料成本，提高強度。 瀝青為軟化劑，改善膠料的加工性能。 石蠟為軟化劑和物理防老劑。（8分） 該配方的制品具有耐油性，因為所用的基體橡膠為極性橡膠丁腈橡膠，具有良好的耐油性。第八章1.什么是非分散混合？什么是分散混合？兩者各主要通過何種物料

23、運動和混合操作來實現(xiàn)？答：非分散混合的定義在混合中僅增加粒子在混合物中空間分布均勻性而不減小粒子尺寸的過程。主要通過對流方式來實現(xiàn)，可以通過塞流和不需要物料連續(xù)性變形便發(fā)生簡單的體積重排和置換來達到混合。分散混合的定義：是指在混合過程中發(fā)生粒子尺寸減小到極限值，同時增加相界面和提高混合物組分均勻性的過程。主要靠剪切應力和拉伸應力來實現(xiàn)的。2.何為橡膠的混煉？用開煉機和密煉機分別進行混煉時應控制的工藝條件有哪些？有何影響？答：混煉就是將各種配合劑與可塑度合乎要求的生膠或塑煉膠在機械作用下混合均勻，制成混煉膠的過程。 開煉機混煉時應控制的工藝條件有（1）裝膠容量（2）輥距（3）混煉溫度（4）混煉時

24、間（5）輥速和速比（6）加料順序密煉機分別進行混煉時應控制的工藝條件有（1）裝膠容量（2）上頂栓壓力（3）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和混煉時間（4）混煉溫度（5）加料順序3.塑料的塑化和橡膠的塑煉二者的目的和原理有何異同？答：塑化：再混合，是高一級的混合。在高于流動溫度（Tf或Tm）和較強烈的剪切速率下進行?；旌虾?，塑料各組份的物理和化學性質(zhì)有所變化。其目的是使物料在一定溫度和剪切力下熔融，驅(qū)出其中的水份和揮發(fā)物。使各組份的分散更趨均勻，得到具有一定可塑性的均勻物料。塑 煉：使生膠由強韌的彈性轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浀谋阌诩庸さ乃苄誀顟B(tài)的過程。目的是使生膠獲得一定的可塑性，使之適合于混煉、壓延、壓出、成型等工藝操作；使生膠的

25、可 塑性均勻化，以便得到質(zhì)量均勻的膠料。（目的是降低彈性，增加可塑性，獲得流動性； 混煉時配合劑易于分散均勻，便于操作； 使生膠分子量分布變窄，膠料質(zhì)量均勻一致。）第七章2.在高分子材料成型加工中，哪些地方要求交聯(lián)？交聯(lián)賦予聚合物制品那些性能？答：未硫化的橡膠 T g 在室溫以下.常溫下發(fā)黏強度很低,基本無使用價值。通過硫化( 交聯(lián)) 才能使用。 酚醛樹脂、 氨基樹脂、 環(huán)氧樹脂、 不飽和聚酯等是具有活性官能團的低分子量的齊聚物 也只有通過交聯(lián)才能充分發(fā)揮它們的特性。在聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等泡沫塑料生產(chǎn)中,交聯(lián)也是極為重要的工藝技術(shù).交聯(lián)有助于提高泡孔壁的強度。交聯(lián)后的性能取決于交聯(lián)密度。

26、交聯(lián)密度高,相鄰交聯(lián)點之間相對分子質(zhì)量小，鏈段活動性受到限制，T g 隨之增高。交聯(lián)改善了高分子材料的力學性能、耐熱性能、化學穩(wěn)定性能和使用性能。 3.試述橡膠硫化后的物理性能的變化，并解釋之。答 天然橡膠在硫化過程中，隨著線型大分子逐漸變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)?？伤苄詼p小，拉伸強度、 定伸強度、硬度、彈性增加；而伸長率、永久變形、疲勞生熱等相應減小。但若繼續(xù)硫化， 則出現(xiàn)拉伸強度、彈性逐漸下降；伸長率、永久變形反而會上升的現(xiàn)象。 這些現(xiàn)象都是線形大分子轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特征。4.橡膠的硫化歷程分為幾個階段？各階段的實質(zhì)和意義是什么？答1 焦燒期 硫化起步階段 是指橡膠在硫化開始前的延遲作用時間。在此階段膠

27、料尚未開始交聯(lián)。膠料在模型內(nèi)有良好的流動性。對于模型硫化制品，膠料的流動、充模必須在此階段完成，否則就發(fā)生焦燒，出現(xiàn)制品花紋不清、缺膠等缺陷。意義 焦燒期的長短決定了膠料的焦燒性及操作安全性。 這一階段的長短取決于配合劑 的種類和數(shù)量。2 欠硫期 預硫階段 焦燒期以后橡膠開始交聯(lián)的階段。在此階段隨著交聯(lián)反應的進行，橡膠的交聯(lián)程度逐漸增加，并形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。橡膠的物理機械性能逐漸上升，但尚未達到預期的水平。但有些性能如抗撕裂性、耐磨性等卻優(yōu)于正硫化階段時的膠料。意義 預硫時間的長短反映了硫化反應速度的快慢。主要取決于配方。3 正硫期 正硫化階段 正硫化是膠料的各項性能在一個階段基本上保持恒定或變化

28、很少也稱硫化平坦期。意義 這個階段橡膠的綜合性能最好，是選取正硫化時間的范圍。 硫化平坦期的寬窄取決于配方、溫度等 4 過硫期 過硫階段 橡膠的交聯(lián)反應達到一定的程度?此時的各項物理機械性能均達到或接近最佳值 ，其綜合性能最佳。此時交聯(lián)鍵發(fā)生重排、裂解等反應。意義 過硫階段的性能變化情況反映了硫化平坦期的長短。 不僅表明了膠料熱穩(wěn)定性的高低，而且對硫化工藝的安全性及制品硫化質(zhì)量有直接影響。5.何為硫化三要素？對硫化三要素控制不當會造成什么后果？答 硫化三要素是指硫化的壓力、溫度和時間。模型硫化時必須施以壓力。 壓力過低， 膠料流動性差，不能充滿模腔，制品容易產(chǎn)生泡。 膠料不夠致密，機械性能下降

29、。但過高壓力對橡膠的性能也不利，高壓會對橡膠分子鏈的熱 降解有加速作用。對于含纖維織物的膠料，高壓會使織物材料的結(jié)構(gòu)被破壞，導致耐屈撓性 能下降。硫 化溫度是橡膠發(fā)生成化反應的基本條件 它直接影響硫化速度和產(chǎn)品質(zhì)量。 硫化溫度 太高，硫化速度太快，膠料剛受熱即交聯(lián)而流動性下降，得不到所需要的產(chǎn)品，且高溫易引 起橡膠分子鏈裂解，乃至發(fā)生硫化返原現(xiàn)象，結(jié)果導致強伸性能下降。反之，硫化溫度低， 硫化速度慢，生產(chǎn)效率低，直至不硫化。在一定的硫化溫度和壓力下，橡膠有一最適宜的硫化時間，時間太長則過硫；時間太短 則欠硫，對產(chǎn)品性能都不利。6.某一橡膠的硫化溫度系數(shù)為2，當硫化溫度為137度時，測出其硫化時

30、間為80min。若將硫化溫度提高到143度，求該膠料達到正硫化所需要的時間？上述膠料的硫化溫度時間縮短到60min時，所選取的硫化溫度應該是多少？解：依題意已知K=2，T1=137，t1=80，T2=143， 由范特霍夫方程 t1/t2=K(T2-T1)/10得若將硫化溫度提高到143時，則有80/t2=2143-137/10=20.6 解得t2=52.8min若將硫化溫度時間縮短到60min, 則有80/60=2T2-137/10 解得T2=141.2若將硫化溫度提高到143，該膠料達正硫化所需時間為52.8min, 若膠料的硫化時間縮短到60min, 硫化溫度為141.2。7.某膠料的硫化

31、溫度系數(shù)為2，在實驗中用試片測定，當硫化溫度為143度時，硫化平坦時間為20-80min，該膠料在140度下于模型中硫化了70min，問是否達到正硫化？解： 由范特霍夫方程得 t1/t2=KT2-T1/10得 t1/70=2140-143/10 解得t1=56.9min t1=56.9min在硫化平坦時間20-80min范圍內(nèi) 該膠料已達到正硫化名詞解釋1擠出成型又稱擠塑（擠壓模塑），在擠出機的螺桿或柱塞的壓作用下，使高聚物的熔體（或高彈體），通過一定形狀的口模，而成為具有恒定截面的連續(xù)型材的一種成型方法。2注射成型是將固體聚合物加熱塑化成熔融體，并高壓、高速注射入模具中，賦予模腔的形狀，經(jīng)冷

32、卻（或交聯(lián)、硫化）成型的過程。注射成型又叫注塑成型（=注射+模塑）。3壓延成型是利用壓延機的輥筒之間的擠壓力作用并在適當?shù)臏囟龋ń咏沉鳒囟龋l件下，使聚合物發(fā)生塑性變形，制成薄膜或片狀材料的加工工藝。是加工塑料薄膜、片材如地板膠及膠布、人造革、等制品的主要方法。4中空吹塑成型：是借助于氣體的壓力，把在閉合模具中呈橡膠態(tài)（TgTf）的塑料型坯吹脹形成中空制品的二次成型技術(shù)5注射吹塑成型：用注射機先在模具內(nèi)注射有底的型坯，然后開模將型坯移至吹塑模內(nèi)、進行吹塑成型，冷卻開模取出制品。6二次成型：指在一定條件下將高分子材料一次成型所得的型材通過再次成型加工，以獲得制品的最終型樣的技術(shù)。10共混是兩種

33、或兩種以上聚合物加以混合，使之形成表觀均勻的混合物的混合過程。 .填空1、聚合物的加工工程研究制品成型加工過程中的 工藝流程 及設(shè)備配型 、 加工原理 及 工藝實施條件 ，加工過程的投入產(chǎn)出比等2、高聚物加工中的三種力學狀態(tài)是 玻璃態(tài) 、 高彈態(tài) 、 粘流態(tài) 。3、*普通螺桿的三段是： 加料段 、 壓縮段 、 計量段（均化段） 。對應的物料三區(qū)是： 固體輸送區(qū) 、 熔融區(qū) 、 融體輸送區(qū)4、為了獲得最佳螺旋角，常用螺桿設(shè)計總是使螺桿外徑與螺距 相等 ， 此時的螺旋角是 17°41 。5、擠出機由 擠壓系統(tǒng) 、 加料系統(tǒng) 、 傳動系統(tǒng) 、后加熱冷卻系統(tǒng) 組成.6、*普通螺桿按其槽深度變化情況可分為： 等距變深螺桿 、 等深變距螺桿 、 變深變距螺桿 三種形式。7、雙螺桿可以實現(xiàn)比單螺桿更強的 輸送能力、塑化和混合能力、混煉 能力。8、*注射工藝包括： 塑化熔融 、注射充模 和冷卻定型 基本過程。9、 50%以上的塑料制品采用擠出成型，主要制品有 管、 棒、 型材、 板、 片、 薄膜 、等,它們都是變換不同形狀的 口模，改變 輔機的組成來實現(xiàn)的。 10、按制品厚度分： >1mm 為板材， 0.25-1mm 為片材， <0.25 為薄膜。11、 11、成型塑料薄膜的方法有： 擠出吹塑 、 壓延 、 流延 、 擠出拉幅 以及使用 狹