高分子成型加工工藝復(fù)習(xí)題(8章)

1、一、簡(jiǎn)答題1. 簡(jiǎn)單描述一個(gè)完整的注塑過程。塑化物料，注塑，保壓冷卻，開模，脫模，合模2. 注塑制品有何特點(diǎn)。壁厚均勻；制品上有凸起時(shí)，要對(duì)稱，這樣容易加工；為加強(qiáng)凸臺(tái)的強(qiáng)度要設(shè)筋，并在拐角處加工出圓角；傾斜的凸臺(tái)或外形會(huì)使模具復(fù)雜化，而且體積變大，應(yīng)該設(shè)計(jì)為和分型面垂直的形狀； 深的凹進(jìn)部分盡可能的集中在制品的同一側(cè)；對(duì)于較薄的壁為避免出現(xiàn)側(cè)凹，可將制品上的凹孔設(shè)計(jì)成v形槽；所有的拐角處都應(yīng)有較大的圓角。3. 注塑機(jī)有幾種類型，包括哪些組成部分。按傳動(dòng)方式：機(jī)械式注塑機(jī)，液壓式注塑機(jī)，機(jī)械液壓式注塑機(jī)按操縱方式：手動(dòng)注塑機(jī)、半自動(dòng)注塑機(jī)、全自動(dòng)注塑機(jī)按塑化方式：柱塞式注塑機(jī)、預(yù)塑式注塑機(jī)、橡

2、膠注塑機(jī)包括以下：注射裝置、合模裝置、液壓電氣控制系統(tǒng)4. 柱塞在柱塞式注塑機(jī)中的作用。柱塞將注塑力傳遞至聚合物，并將一定的熔料快速注射入模腔。5. 擠出機(jī)和注塑機(jī)的螺桿有何異同。注塑機(jī)的螺桿存在前進(jìn)、后退運(yùn)動(dòng)，多為尖頭，壓縮比較小6. 為了防止“流涎”現(xiàn)象，噴嘴可采用哪幾種形式，描述每種形式的工作原理。小孔型：孔徑小而射程長。料壓閉鎖型：利用預(yù)塑時(shí)熔料的壓力，推動(dòng)噴嘴芯達(dá)到防止“流涎”彈簧鎖閉式：用彈簧側(cè)向壓合頂針?？煽劓i閉式：用液（或電、氣）動(dòng)控制頂針開閉7. 鎖模系統(tǒng)有哪幾種型式，描述每種型式的工作原理。液壓式，軸桿式8. 注塑機(jī)料筒清洗要注意哪些問題。1.首先使用上要注意操作的問題。2

3、.如果加工的物料有腐蝕性，且停機(jī)后需要一定時(shí)間才開機(jī)，則要及時(shí)對(duì)料筒進(jìn)行清洗。清洗工作應(yīng)在料筒加熱情況下進(jìn)行，一般用聚苯乙烯作為清洗料。在清洗結(jié)束后，立即關(guān)閉加熱開關(guān)，并做結(jié)束工作。3.如果是一般物料，清洗時(shí)一定要升溫到上次實(shí)驗(yàn)物料的熔點(diǎn)之上進(jìn)行清洗，否則螺桿會(huì)扭斷。后在降溫到所需溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。4.清洗時(shí)可采用高低不同轉(zhuǎn)速進(jìn)行清洗，容易洗凈。最后在所需轉(zhuǎn)速清洗，后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。9. 嵌件預(yù)熱有何意義。為了裝配和使用強(qiáng)度的要求，理解塑件內(nèi)常常嵌入金屬嵌件。注射前，金屬嵌件先放進(jìn)模具內(nèi)的預(yù)定位段，而后經(jīng)注射成型才能和塑料成為一個(gè)整體。由于塑料與金屬的熱性能差異很大，兩者收縮率不同，因此，有嵌件的塑料制

4、品，在嵌件周圍易出現(xiàn)裂紋或制品強(qiáng)度較低。設(shè)計(jì)制品時(shí)應(yīng)加入制件周圍塑料的厚度，同時(shí)對(duì)金屬嵌件進(jìn)行預(yù)熱也是必要的。因?yàn)榍都A(yù)熱可以減小塑料熔體與嵌件的溫差，使嵌件周圍的塑料熔體冷卻比較慢，收縮比較均勻，產(chǎn)生一定的熔料收縮作用，以防止嵌件周圍產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。10. 料筒加熱效率跟哪些因素有關(guān)。料筒本身的材料、壁厚，加熱器的種類與分布，以及加熱介質(zhì)的選擇。11. 柱塞式注塑機(jī)中壓力損失跟哪些因素有關(guān)。物料在料筒內(nèi)的輸送速度，粒料與料筒壁的序擦系數(shù)、粒狀區(qū)的長度、粒狀區(qū)直徑。12. 塑料熔體進(jìn)入模腔后，流動(dòng)可分為哪幾種情況，并對(duì)其簡(jiǎn)單描述。噴射流動(dòng)，擴(kuò)展性流動(dòng)，失穩(wěn)流動(dòng)13. 注塑制件后處理有哪些方法

5、，各有什么意義。熱處理，調(diào)濕處理， 熱處理的實(shí)質(zhì)： 使強(qiáng)迫凍結(jié)的分子鏈得到松他，凝固的大分子鏈段轉(zhuǎn)向無規(guī)位置，從而消除這一部分的內(nèi)應(yīng)力。 提高結(jié)晶度，穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)，從而提高結(jié)晶塑料制品的彈性模量和硬度，降低斷裂伸長率。調(diào)濕處理是為了在較短的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定的尺寸。同時(shí)還可以加快達(dá)到吸濕平衡，從而改善制件的柔曲性和韌性，使它的沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度均有提高。14. 結(jié)晶性塑料和非晶塑料在注塑工藝上有何不同。塑化階段，結(jié)晶性塑料的塑化需要更長的時(shí)間冷卻階段，結(jié)晶性塑料的冷卻要嚴(yán)格控制，冷卻的快慢直接影響塑件的物性15. 聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯塑料注塑需要主要哪些問題。1）聚丙烯：非極性的結(jié)晶塑料

6、，吸水率很低，注射時(shí)一般不需要進(jìn)行干燥；成型溫度范圍較寬；抗氧化能力很低，成型前應(yīng)加入抗氧劑等助劑。熔體流動(dòng)性較好，當(dāng)成型薄壁、復(fù)雜制件時(shí)，機(jī)筒溫度可提高；制品較厚時(shí)，機(jī)筒溫度可降低；因?yàn)榻Y(jié)晶能力較強(qiáng)，提高模具溫度將有助于制品結(jié)晶度的增加；如模溫過低，冷卻速度太快，澆口道早凍結(jié)，不僅結(jié)晶度低、密度小，而且制品內(nèi)應(yīng)力較大，甚至引起充模不滿和制品缺料；聚丙烯注射制品的收縮率為1.2。此外，由于它的Tg較低，結(jié)晶使得制品在室溫下存放時(shí)常會(huì)發(fā)生后收縮，對(duì)尺寸穩(wěn)定性要求較高的制品，應(yīng)進(jìn)行熱處理；制件在低溫下表現(xiàn)脆性，對(duì)缺陷比較敏感，避免尖角的設(shè)計(jì)2）聚酰胺：聚酰胺類塑料在分子結(jié)構(gòu)中含有親水的酞胺鍵易吸濕

7、，成型前必須進(jìn)行干燥，以使水分降至0.3以下。含水員高，成型時(shí)會(huì)使熔體粘度下降，制品表面出現(xiàn)氣泡，銀絲和斑紋等缺陷，以致使制品力學(xué)性能下降。聚酰胺在干燥時(shí)邊防止氧化變色因?yàn)樗鼘?duì)氧很敏感，易產(chǎn)生氧化降解。因此，干燥時(shí)最好采用真空干燥。干燥后的物料應(yīng)注意保存，以防止再吸溫。塑化階段因?yàn)槿廴跍囟确秶^窄，熔體粘度小：流動(dòng)性大，熔體的熱穩(wěn)定性差，特別是和空氣接觸時(shí)易降解，成型收縮率較大。因此注射時(shí)對(duì)設(shè)備及成型工藝條件的選擇都應(yīng)考慮以上的一些特性。3）聚碳酸酯：聚碳酸能的成型，對(duì)溫度的調(diào)節(jié)比壓力調(diào)節(jié)更為重要。聚碳酸酯制品的吸濕性小，吸濕的制品，其尺寸及力學(xué)強(qiáng)度均無顯著變化。但是注塑成型前樹脂必須進(jìn)行干燥

8、處理，極微量的水分都會(huì)導(dǎo)致成型的制品中就會(huì)出現(xiàn)銀紋、氣泡，甚至破裂，引起制品強(qiáng)度明顯下降。聚碳酸酯制法不同，其分子量差異較大，再加上樹脂本身分子員分布的不均勻?qū)Τ尚图庸び泻艽笥绊?。聚碳酸酯成型收縮率很小，但熔融粘度大，流動(dòng)性差，冷卻速度快，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，因此；聚碳酸形成型工藝要求比較嚴(yán)格。4）聚苯乙烯：聚笨乙烯為無定形塑料，本身吸水率很小，成型前不一定要進(jìn)行干燥。處于粘流態(tài)的聚苯乙烯，其粘度對(duì)剪切速率和溫度都比較敏感，在注射成型中是增大注射壓力或升高機(jī)簡(jiǎn)溫度都會(huì)使熔融粘度顯著下降。聚苯乙烯分子鏈比較剛性，成型中容易產(chǎn)生分子取向和內(nèi)應(yīng)力，為了減小這些弊病，除調(diào)整工藝參數(shù)和改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)外，應(yīng)對(duì)

9、制品進(jìn)行熱處理，模具溫度應(yīng)盡員保持均勻，聚苯乙烯脆性，力學(xué)強(qiáng)度差，熱膨脹系數(shù)大，否則容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。16. 熱固性塑料傳遞模塑有哪幾種形式，簡(jiǎn)單描述他們的不同點(diǎn)。1）罐式（或噴嘴式）：將預(yù)熱的物料裝入模具上部的傳遞料筒中，閉合模具模塑料被加熱成熔體，然后通過壓機(jī)對(duì)壓柱加壓，熔體經(jīng)噴嘴注入型腔成型，升高模具溫度使型腔內(nèi)的熔體交聯(lián)固化，取模取出制品。2）柱塞式：在靜止的壓機(jī)平臺(tái)上安裝上一個(gè)獨(dú)立的液壓缸即解決了罐式模塑成型的弊端，液壓缸提供了兩個(gè)獨(dú)立的壓力功能：將熱料從料槽中傳遞到模具的過程中緊緊閉臺(tái)上下模具；提供足夠的柱塞壓力，獨(dú)立于閉模運(yùn)動(dòng)。這一模塑系統(tǒng)允許模具設(shè)計(jì)者省去料格式模具很大的澆口，

10、從而極大地降低了注射量和物料浪費(fèi)。3）螺桿式：此種成型能在相同條件下獲得密度均勻具有精確質(zhì)量預(yù)成型坯，省去了預(yù)成型和預(yù)熱元件。模塑機(jī)利用一個(gè)擠壓機(jī)對(duì)模塑料進(jìn)行預(yù)熱和預(yù)成型，方法是使料斗內(nèi)的原料進(jìn)入螺桿槽，螺桿位于外部加熱的料筒內(nèi)。從料筒中擠出已加熱的物料使之進(jìn)入位于中心的傳遞料筒而后被擠入模具。17. 簡(jiǎn)述樹脂傳遞模塑（Resin Transfer Molding, RTM）。樹脂傳遞模塑是一種閉合模塑技術(shù)，在成型時(shí)，樹脂被注射進(jìn)入模腔內(nèi)，在壓力作用下，樹脂在增強(qiáng)材料預(yù)制件中流動(dòng)且傳遞到各個(gè)部位。樹脂注射完畢后，經(jīng)過固化反應(yīng)制成最終產(chǎn)品。分為，真空模塑，共注射樹脂傳遞模塑，柔性樹脂傳遞模塑等。

11、RTM 有以下特點(diǎn) :(1) RTM 工藝分增強(qiáng)材料預(yù)成型坯加工和樹脂注射固化兩個(gè)步驟,具有高度靈活性和組合性;(2) 采用了與制品形狀相近的增強(qiáng)材料預(yù)成型技術(shù),纖維樹脂的浸潤一經(jīng)完成即可固化,因此可用低粘度快速固化的樹脂,并可對(duì)模具加熱而進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量;(3) 增強(qiáng)材料預(yù)成型體可以是短切氈、連續(xù)纖維氈、纖維布、無皺折織物、三維針織物以及三維編織物,并可根據(jù)性能要求進(jìn)行擇向增強(qiáng)、局部增強(qiáng)、混雜增強(qiáng)以及采用預(yù)埋和夾芯結(jié)構(gòu),可充分發(fā)揮復(fù)合材料性能的可設(shè)計(jì)性;(4) 閉模樹脂注入方式可極大減少樹脂有害成分對(duì)人體和環(huán)境的毒害;(5) RTM 一般采用低壓注射技術(shù)(注射壓力<4kg/

12、 cm2 ) ,有利于制備大尺寸、外形復(fù)雜、兩面光潔的整體結(jié)構(gòu),及不需后處理制品;(6) 加工中僅需用樹脂進(jìn)行冷卻;(7) 模具可根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的要求選擇不同的材料,以降低成本。18. 熱固性塑料注塑對(duì)原料有何要求。 (1)要有便于進(jìn)料的特定形狀，要造粒，保證下料通暢計(jì)量準(zhǔn)確，環(huán)境清潔； (2)流動(dòng)性好，低分子及揮發(fā)物少，便于注射成型。 (3)在料筒內(nèi)熱穩(wěn)定性好，不影響注射速度； (4)在模具內(nèi)固化速度快 (5)不粘污模具，易脫模；(6)質(zhì)均無雜質(zhì)。19. 熱固性塑料注塑機(jī)有何特點(diǎn)。熱固性塑料注射機(jī)屬于專用注射機(jī)，是在熱塑性塑料注射機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在結(jié)構(gòu)上有很多相同之處。熱固性與熱塑性塑料

13、注射機(jī)主要差別在塑化部件和鎖模系統(tǒng)上?？煞譃橹胶吐輻U式兩大類。用于熱固性塑料注塑成型的螺桿長徑比和壓縮比較小，螺槽較深注射噴嘴較短，噴嘴錐空反向。料簡(jiǎn)一般用電加熱形式溫度較高。模具一般不用加熱若注射工程塑料時(shí)模具加熱為80-90，料溫高于模溫。20. 熱固性塑料注塑工藝控制特點(diǎn)。注射成型過程是：塑料經(jīng)過料斗進(jìn)入具有一定溫度的料筒中受熱軟化，并隨著料筒溫度的升高和螺桿旋轉(zhuǎn)。塑料不斷地受到剪切和料簡(jiǎn)壁摩擦發(fā)熱濕度升高，塑化成粘流狀態(tài)，粘度從大到小又從小向大變化；然后，在螺桿的推動(dòng)下，塑料經(jīng)過噴嘴和流道注射到高溫模具中，粘度迅速增大，經(jīng)過適當(dāng)時(shí)間的保溫固化，最后開模出件。塑料從進(jìn)料筒到出料筒期間

14、，發(fā)生物理變化同時(shí)發(fā)生緩慢的化學(xué)反應(yīng)，而從噴嘴注入高溫模腔中后，則發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)，交聯(lián)固化，變成網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)。最佳的注射應(yīng)該在粘度小以及粘度對(duì)溫度和時(shí)間的變化率較小的范圍內(nèi)。通過對(duì)模塑料溫度、模具填充速率、模塑料流動(dòng)速率、模塑料固化度、充模密度這些參數(shù)的控制來對(duì)熱固性塑料注塑進(jìn)行控制和調(diào)整。二、通過查閱資料回答下列問題1. 簡(jiǎn)述氣體輔助注塑成型。氣體輔助注射成型過程是先向模具型腔內(nèi)注入經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)量的塑料熔體，再通過氣孔、澆口、流道或直接注入壓縮氣體，氣體在型腔中塑料熔體的包圍下沿阻力最小的方向擴(kuò)散前進(jìn)，對(duì)塑料熔體進(jìn)行穿穿和擠壓，推動(dòng)塑料熔體充滿模具型腔，并對(duì)塑料進(jìn)行保壓，待塑料冷卻后開模頂出

15、。整個(gè)成型周期可細(xì)分為6個(gè)階段。 (1)塑料充填階段：這一階段與傳統(tǒng)注射成型不同點(diǎn)為熔體只充滿局部型腔，空余部分要靠氣體補(bǔ)充。（2)切換延遲階段：從塑料熔體注射結(jié)束到氣體注射開始(3)氣體注射階段：從氣體開始注射到整個(gè)型腔充滿時(shí)止(4)保壓階段：熔體內(nèi)氣體壓力保持不變或略升高，使氣體在塑料內(nèi)部繼續(xù)穿透(稱為二次穿透)以補(bǔ)償冷卻引起的塑料收縮。(5)氣體釋放階段：氣體人口壓力降為零。(6)頂出階段：當(dāng)制品冷卻到一定程度后開模頂出。成型特點(diǎn)是：注射壓力小；制品翹曲變形??；可保證壁厚差異較大的制品的質(zhì)量；可消除縮痕，提高表面質(zhì)量；可提高制品的強(qiáng)度與剛度；可簡(jiǎn)化澆注系統(tǒng)，減少模具費(fèi)用；降低鎖核力，從而

16、降低設(shè)備成本；縮知成型周期(冷卻時(shí)間)。2. 什么是微孔塑料。80年代中期才開始研制成功的新型泡沫塑料，其泡孔直徑為0.1-10um，泡孔密度為109-1015/cm3。材料密度比發(fā)泡前少5%-98%。聚合物中的自由體積和缺陷能被一些微小的孔所取代，微孔將能減緩材料內(nèi)部的應(yīng)力集中，從而優(yōu)化材料的性能，改善材料的沖擊性能。3. 微孔泡沫塑料的物理性能特點(diǎn)。首先，微孔發(fā)泡塑料中的氣體濃度高于一般物理發(fā)泡，其次，微孔發(fā)泡的成核數(shù)要大大超過一般物理發(fā)泡成型；再者，微孔發(fā)泡材料產(chǎn)品中的泡孔以及泡孔尺寸分布均勻而且氣泡直徑小，氣孔為閉孔結(jié)構(gòu)。4. 微孔泡沫塑料的制備方法有哪些？1）微孔發(fā)泡注射成型：采用超

17、臨界的惰性氣體受到限制，微孔發(fā)泡注射成型采用超臨界的惰性氣體（CO2、N2）作為物理發(fā)泡劑其工藝過程分為四步： a氣體溶解：將惰性氣體的超臨界液體通過安裝在構(gòu)簡(jiǎn)上的注射器注人聚合物熔體中，形成均相聚合物/氣體體系； b成核：充模過程中氣體因壓力下降從聚合物中析出而形成大量均勻氣核； c氣泡長大：氣在精確的溫度和壓力控制下長大； d定型：當(dāng)氣泡長大到一定尺寸時(shí)，冷卻定型。2)超臨界流體沉析法,3)相分離法,4)飽和氣體法，5）單體聚合法等。5. 簡(jiǎn)述可熔芯注塑成型。熔芯注射成型 當(dāng)注射成型結(jié)構(gòu)上難以脫模的塑料件，將類似石蠟鑄造的熔芯成型工藝引入注射成型，形成了所謂的熔芯注射成型方法。 熔芯注射成

18、型的基本原理是：先用低熔點(diǎn)合金鑄造成可熔型芯，然后把可熔型芯作為該件放入模具中進(jìn)行注射成型，冷卻后把含有型芯的制件從模腔中取出，再加熱將型芯熔化。為縮短型芯熔出時(shí)間，減少塑料件變形和收縮，一般采用油和感應(yīng)線圈同時(shí)加熱的方式，感應(yīng)加熱使可熔型芯從內(nèi)向外熔化，油加熱熔化殘存在塑料件內(nèi)表面的合金表皮層。 熔芯注射成型特別適于形狀復(fù)雜、中空和不宜機(jī)械加工的復(fù)合材料制品，這種成型方法與吹塑和氣輔助注射成型相比，雖然要增加鑄造可熔型芯模具和設(shè)備及熔化型芯的設(shè)備，但可以充分利用現(xiàn)有的注塑機(jī)，且成型的自由度也較大。 熔芯注射成型中，制件是圍繞芯件制成的。制成后芯件隨即被格去，這似乎與傳統(tǒng)基礎(chǔ)工業(yè)的做法類似，并

19、不新奇。但是關(guān)鍵問題在于芯件的材料，傳統(tǒng)的材料是不可能用來作為塑料加工中的芯件的，首先是不夠堅(jiān)硬，難以在成型過程保持其形狀，尤其是不能承受壓力和熔體的沖擊，更主要的是精度絕不適合塑料制品的要求，所以，關(guān)鍵是要找到芯件的合適材料。目前常采用的SnBi和Sn-Pb低熔點(diǎn)合金。6. 簡(jiǎn)述液體-氣體輔助成型。氣輔成型是通過高壓氣體在注塑制件內(nèi)部產(chǎn)生中空截面，利用氣體積壓，減少制品殘余內(nèi)應(yīng)力，消除制品表面縮痕，減少用料，顯示傳統(tǒng)注射成型無法比擬的優(yōu)越性。氣體輔助注射的工藝過程主要包括三個(gè)階段：起始階段為熔體注射，熔體只充滿型腔的6095。第二階段為氣體注人，把高壓惰性氣體注人熔體芯部，熔體前沿在氣體壓力

20、的驅(qū)動(dòng)下繼續(xù)向前流動(dòng)，直至充滿整個(gè)型腔。第三階段為氣體保壓，該階段使制件在保持氣體壓力的情況下冷卻進(jìn)一步利用氣體各向同性的傳壓特性在制件內(nèi)部均勻地向外施壓，并通過氣體膨脹補(bǔ)充因熔體冷卻凝固所帶來的體積收縮（二次穿透），保證制品外表面緊貼模壁。 水輔助注射成型用水代替氮?dú)廨o助熔體流動(dòng)，最后利用壓縮空氣將水從制件中壓出。與氣體輔助注射成型相比，水輔助注射成型能夠明顯縮短成型時(shí)間和減小制品壁厚，可應(yīng)用于任何熱塑性塑料的制件。7. 簡(jiǎn)述推拉（push-pull）注塑成型。這種成型方法可消除塑料件中熔體縫、空隙、裂紋以及顯微疏松等缺陷，并可控制增強(qiáng)纖維的排列它采用主、輔兩個(gè)注射單元和一個(gè)雙繞口模具。工作

21、時(shí)，主注射單元推動(dòng)熔體經(jīng)過一個(gè)繞口過量充填模腔。多余的料經(jīng)另一澆口進(jìn)人輔助注射單元，輔助注射螺桿后退以接受模腔中多余熔體；然后輔助注射螺桿往前運(yùn)動(dòng)向模腔注射熔體，主注射單元?jiǎng)t接受模腔多余熔體。主、輔注射單元如此反復(fù)推拉，形成模腔內(nèi)熔體的振動(dòng)剪切流動(dòng)，當(dāng)靠近模壁的熔體固化時(shí)，芯部的熔體在振動(dòng)剪切流動(dòng)，當(dāng)靠近靠近模壁的熔體固化時(shí)，芯部的熔體在振動(dòng)剪切的作用下產(chǎn)生取向并逐漸固化，形成高取向度的制品.一般制品成型需10次左右的循環(huán)，最高的可達(dá)40次。 推-拉注射成型的周期比普通注射成型的周期長，但由于在推拉運(yùn)動(dòng)中材料被冷卻固化，保壓階段對(duì)于控制收縮和翹曲已不是很重要了。在推-拉注射成型中，注射階段和保

22、壓階段合二為一。用此種注射工藝對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)LCP的推-拉注射成型結(jié)果表明，與常規(guī)的注射成型相比，材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲彈性模量可大大提高。 8. 簡(jiǎn)述多點(diǎn)注塑成型。利用多點(diǎn)進(jìn)行注射的成型方式，可形成顏色分布的制品，可以減少溶體的流動(dòng)長度，成型周期縮短，缺點(diǎn)是熔接痕增加，制品強(qiáng)度會(huì)有所影響。9. 簡(jiǎn)單介紹反應(yīng)注塑成型（Reaction Injection Molding）。反應(yīng)注射成型的原理是將反應(yīng)原材料經(jīng)計(jì)量裝置計(jì)量后泵入混合頭，在混合頭中碰撞混合，然后高速注射到密閉的模具中，快速固化，脫模，取出制品。反應(yīng)注射成型是將兩種或兩種以上的低粘度高活性失穩(wěn)液體物料，經(jīng)過計(jì)量泵送入混合頭，在高壓下經(jīng)過

23、激烈撞擊混合，然后高速注入密閉的模具內(nèi)，完成聚合，交聯(lián)固化成型等一系列工藝過程，這是一種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，可以有目的的控制其性能。與傳統(tǒng)的注塑成型相比，反應(yīng)注射成型的特點(diǎn)是通過直接注射低粘廢物料使注射設(shè)備和模具成本顯著降低，對(duì)制作大型復(fù)雜制品尤為顯著；成型溫度和壓力低，成型快，能耗少；對(duì)產(chǎn)品適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量好，制品設(shè)計(jì)靈活，反應(yīng)注射成型與普通注射成型有本質(zhì)的不同，反應(yīng)注射成型是將液體狀的樹脂，以較低的壓力向模具內(nèi)注射，所以能成型極薄的制品；反應(yīng)注射是用低粘度的液體狀樹脂，以液面上升的形式充模，制品頂部必須能排氣；反應(yīng)注射過程是伴有化學(xué)反應(yīng)的，制品收縮大，易產(chǎn)生裂痕及氣泡，必須有施加保壓的機(jī)

24、構(gòu)。10. 簡(jiǎn)述層狀注塑成型。層狀注射成型是一種兼有共擠出成型和注射成型特點(diǎn)的成型工藝，該工藝能在復(fù)雜制件中任意地產(chǎn)生很薄的分層狀態(tài)。層狀注射成型同時(shí)實(shí)施兩種不同的樹脂注射，使其通過一個(gè)多級(jí)共擠模頭各股熔體在共擠模頭中逐級(jí)分層，各層的厚度變薄而層數(shù)增加，最終進(jìn)入注塑模腔疊加，保留通過上述過程獲得的層狀形態(tài)，即兩種樹指不是沿制品厚度方向呈無序共混狀態(tài)存在的，而是復(fù)合疊加在一起。據(jù)報(bào)道，層狀注射可成型每層厚度為0.110pm。層數(shù)達(dá)上千層的制品。因?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)，保留了各組分材料的特性，比傳統(tǒng)共混料更能充分發(fā)揮材料性能，使其制品在阻隔氣全滲透、耐溶劑、透明性方面各具突出優(yōu)點(diǎn)。三、論述題1. 闡述擠出和注

25、塑有何相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。相同：物料都要經(jīng)過塑化過程，最終通過模具賦予制品特定的形狀；一般都用螺桿式進(jìn)行塑化。不同：a.結(jié)構(gòu)不同：注塑成型包括注射系統(tǒng)，鎖模系統(tǒng)，液壓傳動(dòng)與電器控制系統(tǒng)，注射模具；擠出成型包括加料裝置，料筒，螺桿，機(jī)頭口模。b.擠出成型一般可以連續(xù)成型：成型管材，板材，異型材，薄膜等；注塑成型一般是單間生產(chǎn)或者一模多腔。2. 分別論述柱塞和螺桿式注塑機(jī)注塑過程中，傳熱、流動(dòng)與冷卻跟哪些因素相關(guān)，如何控制。柱塞式：物料在料筒內(nèi)熔化，熱量可以由電阻加熱器供給，物料的塑化依靠導(dǎo)熱和對(duì)流傳熱。通過柱塞將物料向前推進(jìn)，通過分流梭經(jīng)噴嘴注入模具。螺桿式：塑料的熔化熱來自機(jī)筒的外加熱和螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)與

26、塑料之間的摩擦熱。螺桿可以旋轉(zhuǎn)也可以水平往復(fù)移動(dòng)，從而推動(dòng)物料的流動(dòng)。兩者的冷卻都是要通過模溫來控制。3. 如何控制注塑溫度。溫度的測(cè)量和控制在注塑中是十分重要的。在多數(shù)注塑機(jī)上，溫度是由熱電偶感應(yīng)的并控制的。具體溫度大小控制，我們應(yīng)該根據(jù)材料的特性（eg.熔點(diǎn)，分解溫度，流動(dòng)性），設(shè)備不同（eg. 柱塞或螺桿式注塑機(jī)）來分別進(jìn)行設(shè)定。4. 如何控制注塑壓力。注塑壓力 是指引起塑料流動(dòng)的壓力，可以用在射嘴或液壓線上的傳感器來測(cè)量。它沒有固定的數(shù)值，大體的要求是：模具填充越困難，注塑壓力也增大，注塑線壓力和注塑壓力是有直接關(guān)系。那么就要根據(jù)材料的特性，注塑機(jī)的類型，磨具的特點(diǎn)以及制品的質(zhì)量要求等

27、來控制壓力的大小，從而保證最終的成型要求。5. 注塑制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的原因。注塑條件（如注射壓力及保壓壓力過大，模具溫度過低）；原料原因；注射機(jī)的選擇及制品的形狀（如厚度不均，嵌件等）、模具設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)仍?。四、分析題1下圖是剛從模具中取出的注塑制件實(shí)物圖（一出四，即以此注塑成型四個(gè)制品）。（1）請(qǐng)指出A、B、C、D部位的名稱。簡(jiǎn)要說明部位B的作用。A：主流道 B：冷料井 C:分流道 D：澆口B的作用主要是用于存儲(chǔ)進(jìn)入流道的熔體前端冷料。（2）制件用于建筑上水管道的90度彎接頭。從使用要求考慮，選擇什么高分子材料？簡(jiǎn)要談?wù)劺碛?。ABCDPPR作為一種新型的水管材料，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，它既可以用作

28、冷水管，也可以用作熱水管，由于其無毒、質(zhì)輕、耐壓、耐腐蝕，PPR管不僅適用于冷水管道，也適用于熱水管道，甚至純凈飲用水管道。PPR管的接口采用熱熔技術(shù)，管子之間完全融合到了一起，所以一旦安裝打壓測(cè)試通過，不會(huì)象鋁塑管一樣存在時(shí)間長了老化漏水現(xiàn)象，也不像PVC塑料管接口處一般用膠粘接，抗凍和耐熱能力都不好，所以很難用作熱水管，由于其強(qiáng)度不能適用于水管的承壓要求，所以冷水管也很少使用。大部分情況下，PVC管適用于電線管道和排污管道。2 某塑膠公司有如下原料： 聚乙烯A(熔體流動(dòng)指數(shù)為7g/10min)；聚乙烯B(熔體流動(dòng)指數(shù)為0.3g/10min)；聚苯乙烯；聚碳酸酯；尼龍66。 （1）擬生產(chǎn)50

29、cm、高300cm的垃圾桶，可選用什么成型方法，選擇上述什么原料（要簡(jiǎn)述選擇的理由）？為了降低生產(chǎn)成本，打算在聚合物中加入30碳酸鈣填料，請(qǐng)問在加入填料后，成型工藝可能做那些調(diào)整？選擇聚乙烯A，相對(duì)B而言，熔體流動(dòng)指數(shù)較高，加工較容易。聚苯乙烯太脆，會(huì)被強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕，不抗油脂，不適合做垃圾桶，PC和尼龍66原材料費(fèi)較高，也不適合做垃圾桶。大型垃圾桶可以用擠吹中空塑料成型。加入填料后，材料的黏度會(huì)有所提高，所以擠出過程中應(yīng)該提高溫度，以降低材料黏度，即降低加工難度。在吹塑時(shí)，氣體壓力不宜過大，避免基體和填料間的應(yīng)力開裂。（2）擬采用尼龍66生產(chǎn)打印機(jī)的傳動(dòng)齒輪。在選擇注塑機(jī)時(shí)應(yīng)注意什么？通常應(yīng)對(duì)

30、齒輪進(jìn)行什么后處理，談?wù)勗鯓雍筇幚?，以及后處理的意義？對(duì)于傳動(dòng)齒輪，在傳送動(dòng)力最大化的同時(shí)讓傳送錯(cuò)誤和噪音最小化，這就對(duì)齒輪的同心性、齒形以及其它的特性提出了很高的加工精確要求。高精密零件的加工與一般成型加工的要求相比較，需要注意更多的細(xì)節(jié)問題以及達(dá)到精確測(cè)量水平所要求的測(cè)量技術(shù)。相匹配的注塑機(jī)在溫度控制和壓力控制（包括注射壓力和保壓壓力）上必須能夠精確設(shè)定，模具一般不超過4個(gè)型腔，并且應(yīng)該從齒輪中心位置的一個(gè)澆口處注入。目前還研究了氣輔法和注射壓縮模塑法，作為改善輪齒質(zhì)量、齒輪整體精度、減小內(nèi)應(yīng)力的一種方法。因磨擦熱和環(huán)境條件的變化，塑料比金屬熱膨脹系數(shù)高許多，導(dǎo)致了制件的尺寸穩(wěn)定性較差。通

31、常會(huì)對(duì)注塑制件進(jìn)行退火后處理，即將制件加熱到一定溫度，保持足夠時(shí)間，然后以適宜速度冷卻。退火后的制件可有效消除殘余內(nèi)應(yīng)力，制件不易翹曲變形，尺寸穩(wěn)定性較好。（3）擬生產(chǎn)手機(jī)外殼，該公司有的工程師認(rèn)為采用聚苯乙烯較好，而有的工程師認(rèn)為采用聚碳酸酯較好，你認(rèn)為選用那種聚合物合適，談?wù)劺碛?。若選用聚碳酸酯，在成型過程中應(yīng)注意那些問題？ 選用PC較好。聚苯乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性比較差，作為手機(jī)外殼可以被多種有機(jī)溶劑溶解，會(huì)被強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕，不抗油脂，并且在受到紫外光照射后易變色。質(zhì)地硬而脆，抗沖擊性能較差，作為手機(jī)外殼不耐摔，易破裂。聚碳酸酯無色透明，耐熱，抗沖擊，阻燃，在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機(jī)械性能。但

32、其耐磨性差，一些用于易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對(duì)表面進(jìn)行特殊處理。PC遇水容易水解，產(chǎn)生斷鍵、分子量下降和物理強(qiáng)度降低等現(xiàn)象。所以應(yīng)該嚴(yán)格控制PC中的水分，避免產(chǎn)品出現(xiàn)氣泡銀紋等，通常在PC加工前需用熱風(fēng)干燥機(jī)干燥3-5小時(shí)。3、有如下幾種塑料制品需要成型：（10分）（1）PVC薄片，厚度0.30mm，寬度1.2m擠出成型：PVC粒料自料斗進(jìn)入料筒，在螺桿旋轉(zhuǎn)作用下，通過料筒內(nèi)壁和螺桿表面摩擦剪切作用向前輸送到加料段，在此松散固體向前輸送同時(shí)被壓實(shí)；在壓縮段，螺槽深度變淺，進(jìn)一步壓實(shí)，同時(shí)在料筒外加熱和螺桿與料筒內(nèi)壁摩擦剪切作用，料溫升高開始熔融，壓縮段結(jié)束；均化段使物料均勻，定溫、定量、定

33、壓擠出熔體，到機(jī)頭后通過一個(gè)狹縫型片狀口模成型，經(jīng)冷卻定型得到制品。（2）PE儲(chǔ)水桶，直徑1.5m，高1.5m。吹塑成型：物料通過上述擠出裝置，得到一個(gè)型坯，繼而從模唇與模芯的間隙中繼續(xù)擠出，對(duì)坯進(jìn)行預(yù)吹脹，最后高壓吹脹型坯，使之貼緊模具型腔，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品塑性成型階段。（3）PA6大型水力發(fā)電機(jī)軸瓦澆注成型：在常壓或低壓下將液態(tài)樹脂，這里指尼龍單體或預(yù)聚體澆注入模內(nèi)或外殼內(nèi)，固化成型。最后在對(duì)其外觀進(jìn)行適當(dāng)修正即可。（4）PP洗衣機(jī)內(nèi)桶注塑成型：塑膠材料在注塑機(jī)的料筒中經(jīng)過外部的加熱和螺桿的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的剪切熱對(duì)樹脂材料進(jìn)行塑化成熔體后，通過施加一定的壓力，把熔體注射到具有一定的形狀的型腔中經(jīng)過冷卻

34、定型后所產(chǎn)生的物品就為注塑。請(qǐng)談?wù)勆鲜鏊芰现破房捎檬裁捶椒ǔ尚?，?jiǎn)述大致成型過程。4、下圖是采用毛細(xì)管流變儀測(cè)得的A、B兩種共聚PP的表觀粘度剪切速率關(guān)系曲線。某公司要注塑成型一批汽車用蓄電池殼（注意蓄電池殼中有許多跟外殼連在一起的很薄的隔板），擬選用A和B兩種PP中的一種。（1） 試分析兩種PP流動(dòng)曲線的特點(diǎn)。（2） 你覺得應(yīng)該選擇哪一種PP較好，簡(jiǎn)要談?wù)劺碛?。?） 如果你覺得只是知道該圖所示的流動(dòng)特點(diǎn)還對(duì)兩種PP加工特性了解不全面，你打算還要測(cè)試其它哪些性能，談?wù)劀y(cè)試獲得的數(shù)據(jù)對(duì)擬定工藝條件有何幫助。1.從圖中可以發(fā)現(xiàn)共聚物A，B的黏度都隨剪切速率的增加而減小，是典型的假塑性流體。在剪切

35、速率較低（小于500 s-1）時(shí)，兩種共聚物的黏度隨剪切速率變化都比較小，相同剪切速率下，A的黏度要略低于B。當(dāng)剪切速率繼續(xù)增加時(shí)（大于于500 s-1），A和B的黏度繼續(xù)減小，但B黏度隨剪切速率變化更快，相同剪切速率下A的黏度大于B的黏度。2.注塑成型汽車用蓄電池殼，要求尺寸穩(wěn)定性好，強(qiáng)度高，抗蠕變性能好，滯后現(xiàn)象小，應(yīng)選擇A，相比于B，A對(duì)剪切速率更不敏感，說明A的分子鏈剛性更大，分子間作用力更強(qiáng)，成型后材料的尺寸穩(wěn)定性和抗蠕變性能也越好，在周期性外力作用下滯后現(xiàn)象更小。3.可以測(cè)A和B的熔融指數(shù)，這樣可以更清楚地了解他們的流動(dòng)性，為其成型工藝如壓力、溫度等提供依據(jù)；測(cè)定其分子量及其分布，

36、分子量越大，分子間作用力越強(qiáng)，成型溫度、壓力越高；測(cè)定其熔點(diǎn)，熔點(diǎn)是加工的最低溫度。BAShear rate (s-1)0 101 102 103 104 1052005某研究者做了如下實(shí)驗(yàn)：將部分馬來酸酐接枝聚乙烯（MAH-g-PE）加入PA66中，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)共混后，注塑成型標(biāo)準(zhǔn)試樣，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)試樣的缺口沖擊強(qiáng)度跟MAH-g-PE加入量的關(guān)系見下圖。其中，曲線A為成型后，僅室溫放置了24小時(shí)測(cè)得的結(jié)果；曲線B為成型后室溫放置5周測(cè)得的結(jié)果。（1） 請(qǐng)簡(jiǎn)要談?wù)劮胖脮r(shí)間對(duì)材料韌性的影響，并解釋其中的原因。（2） 若用純的PA66塑料加工齒輪，馬上裝配到某機(jī)械上并將機(jī)械投入使用，你預(yù)測(cè)齒輪在使用過程中可能出現(xiàn)什么問題。（3） 為了克服（2）中的問題，若僅從成型加工方面考慮，應(yīng)對(duì)齒輪做怎樣的后處理，談?wù)労筇幚韺?duì)材料結(jié)構(gòu)和性能有哪些方面的影響。（4） 為了克服（2）中的問題，若從材料改性方面考慮，加入部分MAH-g-PE。試談?wù)劶尤隡AH-g-PE后，在成型加工工藝、制品后處理方面應(yīng)做哪些調(diào)整，對(duì)制品其他性能有何影響。1.放置時(shí)間越長，韌性越差，因?yàn)镻A66和PE存在后期結(jié)晶現(xiàn)象，所以試樣會(huì)變硬，韌性變差。2.在使用過程中齒輪會(huì)變形，變脆。3.應(yīng)該進(jìn)行退火處理，通過退火可以消除制品中殘留的內(nèi)應(yīng)力，防止翹曲變形，使制品的尺寸穩(wěn)定性變好，另外可以使結(jié)晶更完善，力學(xué)強(qiáng)度提高。4.MA