聚合物加工原理

1、一，劍詞解釋：1:假塑性流體：假塑性流體是指無(wú)屈服應(yīng)力，并具有粘度隨剪切速率增 加而減小的流動(dòng)特性的流體.由于曲線在彎曲的起始階段有類似塑性流動(dòng)的行為，所以稱 這種流動(dòng)為假塑性流動(dòng)，具有假塑性流動(dòng)行為（切力變稀）的流體稱為假塑性流體。2：賓漢塑性流體：流體的流動(dòng)只有當(dāng)剪切應(yīng)力高至一定值后才發(fā)生塑性流動(dòng)。表觀粘度不隨剪切速 率變化3：膨脹性流體：在外力作用下，其粘度會(huì)因剪切速率的增大而上升的流體，但在靜置 時(shí)，能逐漸恢復(fù)原來(lái)流動(dòng)較好的狀態(tài)8：拖曳流動(dòng)：聚合物液體的流動(dòng)性為除受壓力因素的影響外，還要受到管道運(yùn)動(dòng)部分的影 響，這種影響表現(xiàn)在粘滯性很大的聚合物液體能隨管道的運(yùn)動(dòng)部分移動(dòng)，所以稱這種流動(dòng)

2、為 拖拽流動(dòng)。15：收斂角：結(jié)構(gòu)單元排列方向與流動(dòng)方向或拉伸方向之間形成一定的角度.16：膨脹比：流化床的膨脹比R=某流速下密相流化床髙度L"最小流化速度時(shí)床高Lmf 17：螺桿壓縮比：螺桿加料段最初一個(gè)螺槽容積與均化段最后一個(gè)螺槽容枳之比。21：冷料井：冷料井又稱冷料穴，是在塑料注射成型模具中用來(lái)儲(chǔ)存注射間隔期間產(chǎn) 生的冷料頭,防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使熔料能順利地充滿型腔的一個(gè)結(jié) 構(gòu)22：澆鑄成型（靜態(tài)澆注）：澆鑄是在常壓下將液態(tài)單體或預(yù)聚物注入模具內(nèi)，經(jīng)聚合 而固化成型，變成與模具內(nèi)腔形狀相同的制品27：吹脹比：1）中空吹塑時(shí)，吹塑模腔橫向最大直徑和管狀型坯外徑之比.

3、（2）吹塑薄膜時(shí)，吹脹管膜直徑和口模直徑之比33：壓延效應(yīng)：在高分子材料成型加工過(guò)程中，若進(jìn)行壓延成型，則物料在壓延過(guò)程 中，在通過(guò)壓延轆筒間隙時(shí)會(huì)受到很大的剪切力和一些拉伸應(yīng)力，因此髙聚物大分子 會(huì)沿著壓延方向做左向排列，以致制品在物料機(jī)械性能上出現(xiàn)各向異性，這種現(xiàn)象在 壓延成型中稱為壓延效應(yīng)34：收斂流動(dòng)：當(dāng)聚合物在截面尺寸變小的管道中流動(dòng)或粘彈性流體從管道中流出，流體 中的流線不能保持相互平行的關(guān)系。36.端末效應(yīng)：聚合物流體經(jīng)貯槽或大管進(jìn)入小管時(shí)，在入口端需先經(jīng)一段長(zhǎng)L的不穩(wěn)定流 動(dòng)的過(guò)渡區(qū)域，才進(jìn)入穩(wěn)流區(qū)Ls,稱此現(xiàn)象稱為入口效應(yīng)也成為端末效應(yīng)。二、簡(jiǎn)述1. 取向?qū)酆衔镄阅艿挠绊憽?/p>

4、 非結(jié)晶聚合物：取向方向拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、沖擊強(qiáng)度增大、垂宜于取向方向強(qiáng)度下降。 結(jié)晶聚合物：韌性、彈性上升，強(qiáng)度、密度上升，伸長(zhǎng)率下降。 取向方向：?jiǎn)屋S取向：各向異性；雙軸取向：各向同性。 制品：熱收縮率與取向度成正比.玻璃化溫度Tg上升2. 為什么聚合物加熱和冷卻不能有太大的溫差？1）不能將推動(dòng)傳熱速率的溫差提的過(guò)高，否則局部溫度過(guò)離，會(huì)引起降解；2）熔體冷卻時(shí)也不能使冷卻介質(zhì)與熔體之間溫差太大，否則將產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。3. 說(shuō)明擠出機(jī)機(jī)頭和口模的組成及作用。機(jī)頭的作用是將處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運(yùn)動(dòng)，使塑料進(jìn)一步塑化均勻， 并將熔體均勻而平穩(wěn)地導(dǎo)入口模，賦予必要的成型壓力，使塑料

5、易于成型和取得制品密實(shí)。 口模為具有一定截面形狀的通道，塑料熔體在口模中流動(dòng)時(shí)取得所需形狀，并被口模外的 定型裝置和冷卻系統(tǒng)冷卻硬化而成型。機(jī)頭與口模的組成部件包括過(guò)濾網(wǎng)、多孔板、分流器、模芯、口模和機(jī)頸等部件。4. 擠出機(jī)的螺桿可分為幾段，各有什么作用？各段長(zhǎng)度分配的依據(jù)是什么？加料段、壓縮段、均化段，加料段作用：對(duì)料斗送來(lái)的塑料進(jìn)行加熱，同時(shí)輸送到壓縮段. 壓縮段作用:對(duì)加料段送來(lái)的料起擠壓和剪切作用.進(jìn)一步壓實(shí)物料，使物料由固體轉(zhuǎn)為熔融體，并排除物料中的空氣。均化段作用：將塑化均勻的物料在均化段螺槽和機(jī)頭回壓作用下進(jìn)一步攪拌塑化均勻，并 定量定壓地通過(guò)機(jī)頭口模擠出成型。加料段的長(zhǎng)度隨塑料

6、品種而異：擠出結(jié)晶聚合物最長(zhǎng)，硬性無(wú)定形聚合物次之，軟性無(wú)定 形聚合物最短。壓縮段的長(zhǎng)度與塑料的性質(zhì)、塑料的壓縮率有關(guān)。無(wú)定形塑料壓縮段較長(zhǎng)，為螺桿全長(zhǎng)的55% 65%,熔融溫度范圍寬的塑料其壓縮段最長(zhǎng)， 宜用漸變螺桿；結(jié)晶型塑料，熔融溫度范圍較窄，壓縮段較短，為3-5D,宜用突變螺桿。5. 聚合物流體在擠出機(jī)螺桿槽中的流動(dòng)可分為哪幾種流動(dòng)，對(duì)擠出機(jī)的流率（擠岀量）有什么 影響？熔體在均化段輸送中的流動(dòng)形式：正流（拖曳流動(dòng)）、逆流（壓力流動(dòng)）、橫流、漏流（泄流）正流（拖曳流動(dòng)）：是由物料受機(jī)筒的摩擦拖曳引起的。流量用Qd表示。逆流（壓力流動(dòng)）：由機(jī)頭，口型等阻力元件產(chǎn)生的壓力引起的回流。方向與

7、正流方向相反，流 雖:為QP.表示。橫流（環(huán)流）：由垂直于螺棱方向的分速度引起使物料在螺槽內(nèi)產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。對(duì)生產(chǎn)能力沒(méi)有 影響，但能促進(jìn)物料的混合、攪拌和熱交換，流量Qc二0。漏流：由機(jī)筒與螺棱間隙§處形成的倒流。方向沿螺桿軸線方向，并由機(jī)頭向后。流量用QL表 /Js o螺槽中熔體的總的流動(dòng)是這幾種流動(dòng)的總和，擠出機(jī)的生產(chǎn)能力即等于正流、壓力流、漏 流的總和Q二Qd-Qp-Ql6. 說(shuō)明注射成型過(guò)程壓力的作用。注射過(guò)程由哪幾個(gè)過(guò)程組成？1. 推動(dòng)料簡(jiǎn)中塑料向前端移動(dòng)，同時(shí)使塑料混合和塑化，柱塞（或螺桿）必須提供克服固 體犁料粒子和熔體在料筒和噴嘴中流動(dòng)所引起的阻力。2. 充模階段注射

8、壓力應(yīng)克服澆注系統(tǒng)和型腔對(duì)塑料的流動(dòng)阻力，并使塑料獲得足夠的充模 速度及流動(dòng)長(zhǎng)度，使塑料冷卻前能充滿型腔。3. 保壓階段注射壓力應(yīng)能壓實(shí)模腔中的塑料，并對(duì)塑料因冷卻而產(chǎn)生的收縮進(jìn)行補(bǔ)料，使 從不同的方向先后進(jìn)入模腔中的塑料熔為一體，從而使制品保持精確的形狀，獲得所需的 性能。7. 試分析注射成型過(guò)程中快速充模和慢速充模各有什么利弊。提高沖模速度會(huì)提髙沖模壓力，制品各部分的熔接縫強(qiáng)度增髙。但注射速度增大，常使熔體 由層流變?yōu)橥牧?，?yán)重的湍流引起噴射而帶入空氣，由于模底先被塑料充滿，模內(nèi)空氣無(wú)法 排出而被壓縮，這種高溫氣體會(huì)引起塑料局部燒傷及分解，使制品不均勻，內(nèi)應(yīng)力較大，表 而常有裂紋。慢速注射

9、時(shí)，熔體以層流形式自澆口端向模底一端流動(dòng)，能順利排岀空氣，制品的質(zhì)量較均勻，但過(guò)慢的速度會(huì)延長(zhǎng)沖模時(shí)間使塑料表層迅速冷卻，容易降低熔 體的流動(dòng)性，引起沖模不全，并出現(xiàn)分層和結(jié)合不好的熔接痕，降低了制品的強(qiáng)度和表面質(zhì) 量。8. 分析充模不滿、收縮率大、表而凹陷的原因。充模不滿：1料筒、噴嘴及模具溫度偏低2.加料量不夠3.料筒剩料太多4.注射壓力太低5.注射速度太 慢6.流道或澆口太小，澆口數(shù)目不夠，位置不當(dāng)7.模腔排氣不良8注射時(shí)間太短9.澆注系統(tǒng)發(fā)生堵塞10. 原料流動(dòng)性太差收縮率大：原料的收縮率大；保壓時(shí)間太短；澆口太??；溫度太低不能很好補(bǔ)料。表面凹陷：1.加料量不足2.料溫太高3.制品壁厚

10、或壁薄相差大4.注射及保壓時(shí)間太短5.注射 壓力不夠6.注射速度太快7.澆口位置不當(dāng)9. 熱塑性塑料注塑制品內(nèi)為什么總有一龍程度的聚合物大分子取向?取向?qū)ψ⑺苤破返牧?學(xué)性能有何影響？答：聚合物熔體以層流方式流動(dòng)時(shí)，在速度梯度的作用下，卷曲的長(zhǎng)鏈大分子會(huì)逐漸沿流動(dòng)方向 舒展、伸直、進(jìn)行取向。與此同時(shí)，由于流動(dòng)中的熔體溫度都比較高，分子鏈的熱運(yùn)動(dòng)劇烈，故解取 向過(guò)程也在進(jìn)行。因此，流動(dòng)過(guò)程中所能達(dá)到的大分子取向程度，由取向和解取向二者的相對(duì)優(yōu)勢(shì)所 決定。由于速度梯度是外加應(yīng)力引起的，在外部剪切應(yīng)力停止作用或減小后，己取向的長(zhǎng)鏈大分子將 通過(guò)鏈段的熱運(yùn)動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行解取向制品內(nèi)取向結(jié)構(gòu)的分布，與熔體在

11、充模時(shí)的非等溫流動(dòng)持性和模 腔內(nèi)的壓力分布有關(guān)。1）在注塑制品的橫截面上，取向度最大的地方并不是表層，而是距表層不遠(yuǎn) 的次表層.2）軸向縱斷面上，模腔長(zhǎng)度方向上取向度最高的點(diǎn)，不是在靠近澆口處，而是在與澆口有 一段距離的點(diǎn)上。取向度最高的點(diǎn)，往往也是被流入模腔的熔體最先填滿的橫截面。從這 一點(diǎn)到澆口和到模腔底部的取向度都逐漸減小。10. 保壓在熱塑性塑料注射成型過(guò)程中的作用是什么？實(shí)現(xiàn)在保壓期內(nèi)往模腔中補(bǔ)料的必要 條件是什么？使模腔中的塑料能形成形狀完整而致密的制品。保持對(duì)塑料的壓力，使模腔中的熔體得 到壓實(shí)和成型，并緩慢地向模腔中補(bǔ)壓入少量塑料，以補(bǔ)充塑料冷卻時(shí)的體積收縮，降低 收縮和克服制

12、品表面缺陷。實(shí)現(xiàn)在保壓期內(nèi)往模腔中補(bǔ)料的必要條件是：（1）注射結(jié)束后料筒前端還應(yīng)有一定量的熔體（常稱料 墊）.（2）噴嘴和澆道系統(tǒng)中沒(méi)有被冷凝的料堵塞，而且從料筒到模腔的通道能允許熔體通過(guò)。11. 常用吹塑成型方法有哪幾種，各自有何特點(diǎn)？根據(jù)管坯成型方法不同分類：a）擠出一吹塑：生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單，產(chǎn)量高，精度低，應(yīng)用較多b）注射一吹衆(zhòng)：精度高，質(zhì)量好，價(jià)高，適于批量大產(chǎn)品。根據(jù)成型工藝不同分類：c）普通吹塑d）拉伸吹塑：產(chǎn)品經(jīng)拉伸，強(qiáng)度高，氣密性好。i.擠出一拉伸一吹塑（簡(jiǎn)稱擠一拉一吹）ii. 注射一拉伸一吹塑（簡(jiǎn)稱注一拉一吹）根據(jù)管坯層數(shù)不同分類：e）單層吹塑f）多層吹塑：綜合性能好，生產(chǎn)復(fù)雜，

13、適于包裝要求高的產(chǎn)品包裝。12. 擠出中空吹塑的型坯溫度對(duì)擠岀吹塑的影響。型坯溫度過(guò)高，擠出速度慢，型坯易下垂，引起型坯縱向厚度不均，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間，甚至 喪失熔體強(qiáng)度，難以成型。型坯溫度過(guò)低，離模膨脹嚴(yán)重，會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)度收縮，壁厚增大現(xiàn)象，降低型坯的表面質(zhì)量， 出現(xiàn)流痕，同時(shí)增加不均勻性。還會(huì)導(dǎo)致制品的強(qiáng)度差，表面粗糙無(wú)光。13. 壓延成型的工藝流程是什么？前階段一一備料，主要包括塑料的配制、塑化和向壓延機(jī)供料：后階段一一成型，主要包括壓延、牽引、軋花、冷卻、卷取、切割.是壓延成型的主要階段。14. 影響壓延產(chǎn)品質(zhì)量的因素有哪些？(1)壓延機(jī)的操作因素：輾溫、輾速、速比、輾距與存料量。(2) 原材料因素：樹脂、助劑、塑化。(3) 設(shè)備因素(4) 冷卻定型階段影響因素。15. 澆鑄成型工藝具有哪些特點(diǎn)？包括哪些成型方法？塑料在鑄塑過(guò)程中一般不需加壓，故不需要加壓設(shè)備；塑模的強(qiáng)度要求也較低；所得制品大分子取向 低，內(nèi)應(yīng)力小，質(zhì)就較均勻；對(duì)制品的尺寸大小限制也較少；生產(chǎn)周期長(zhǎng)及制品尺寸準(zhǔn)確性較差。成型方法：靜態(tài)鑄塑、嵌鑄、離心澆鑄、流延鑄塑、期塑、滾塑等16. 說(shuō)出熱成型的工序和五種熱成型的方法。成型工序：片材的夾持一片材的加熱一成型一冷卻一脫模。五種：差壓