(完整版)課后習(xí)題

1、第2章2. 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叻肿硬牧霞庸び泻螌?shí)際意義？聚合物的結(jié)晶：高聚物發(fā)生的分子鏈在三維空間形成局部區(qū)域的、高度有序的排列的過程.聚合物的取向：高聚物的分子鏈沿某特定方向作優(yōu)勢的平行排列的過程.包括分子鏈、鏈段和結(jié)晶高聚物 的晶片、晶帶沿特定方向擇優(yōu)排列.不同之處：1高分子的結(jié)晶屬于高分子的一個物理特性,不是所有的高聚物都會結(jié)晶,而所有的高聚物都可以在適宜的條件下發(fā)生取向.2結(jié)晶是某些局部區(qū)域內(nèi)分子鏈在三維空間的規(guī)整排列,而取向一般是在一定程度上的一維或二維有序,是在外力作用下整個分子鏈沿特定方向發(fā)生較為規(guī)整排列.3結(jié)晶是在分子鏈內(nèi)部和分子鏈之間的

2、相互作用下發(fā)生的,外部作用也可以對結(jié)晶產(chǎn)生一定的影響；取向一般是 在外力作用和環(huán)境中發(fā)生的,沒有外力的作用,取向一般不會內(nèi)部產(chǎn)生.4結(jié)晶主要發(fā)生在 TgTm范圍內(nèi),而取向可以發(fā)生在 Tg或Tm以上的任何溫度熱拉伸或流動取向,也可以在室溫下進(jìn)行冷拉伸獲得.5結(jié)晶單元為高分子鏈和鏈段,而取向單元還可以是微晶晶粒.結(jié)晶是結(jié)晶性高聚物加工成型過程中必然經(jīng)歷的過程,結(jié)晶直接影響到聚合物的成型加工和制品的性 能.結(jié)晶溫度越低,聚合物加工熔點(diǎn)越低且熔限越寬,結(jié)晶溫度越高,熔點(diǎn)較高且熔限越窄.化學(xué)結(jié)構(gòu)相 似而結(jié)晶度較大的聚合物成型加工溫度較高.結(jié)晶過程中結(jié)晶速度的快慢直接決定了制品的成型加工周期,結(jié)晶越快,冷

3、卻時間越短,而結(jié)晶越慢,加工成型周期變長.聚合物結(jié)晶顆粒的尺寸對制品的透明性、表 觀形態(tài)和機(jī)械性能也有非常大的影響.因此結(jié)晶在聚合物的成型加工過程中占有舉足輕重的低位.取向是聚合物在加工過程中或者加工后處理階段形成的,結(jié)晶聚合物和非晶聚合物均可以產(chǎn)生取向.非 晶態(tài)高聚物的取向,包括鏈段的取向和大分子鏈的取向,而結(jié)晶態(tài)高分子的取向包括晶區(qū)的取向和非晶區(qū) 的取向,晶區(qū)的取向開展很快,非晶區(qū)取向較慢.取向能提升拉伸制品的力學(xué)強(qiáng)度,還可使分子鏈有序性 提升,這有利于結(jié)晶度的提升, 從而提升其耐熱性.在纖維和薄膜的生產(chǎn)中取向狀況的限制顯得特別重要. 但對其他成型制品,如果流動過程中取向得以保存,那么制品

4、的力學(xué)強(qiáng)度會降低并易變型,嚴(yán)重時會造成內(nèi) 力不均而易開裂.5. 什么是結(jié)晶度,結(jié)晶度的大小對聚合物有什么影響結(jié)晶度用來表示聚合物中結(jié)晶區(qū)域所占的比例.1力學(xué)性能 結(jié)晶使塑料變脆耐 沖擊強(qiáng)度下降,韌性較強(qiáng),延展性較差.2光學(xué)性能結(jié)晶使塑料不透明,由于晶區(qū)與非晶區(qū)的界面會發(fā)生光散射.減小球晶尺寸到一定程式度,不僅提升了塑料的強(qiáng)度減小了晶間缺陷而且提升了透明度,當(dāng)球晶尺寸小于光波長時不會產(chǎn)生散射O3 熱性能 結(jié)晶性塑料在溫度升高時不出現(xiàn)高彈態(tài),溫度升高至熔融溫度TM時,呈現(xiàn)粘流態(tài).因此結(jié)晶 性塑料的使用溫度從 Tg 玻璃化溫度提升至ij TM 熔融溫度.4耐溶劑性,滲透性等得到提升,由于結(jié)晶分排列更

5、加緊密.第3章1. 高分子材料中參加添加劑的目的是什么？添加劑可分為哪些主要類型目的：滿足成型加工上的要求,滿足制品性能上的要求,滿足制品功能上的要求,滿足制品經(jīng)濟(jì)上的要求. 主要類型：工藝性添加劑、功能性添加劑7. 增塑劑的作用機(jī)理？增塑劑是指用以使高分子材料制品塑性增加,改進(jìn)其柔軟性、延伸性和加工性的物質(zhì).按作用機(jī)理不同,有外增塑和內(nèi)增塑之分.1起外增塑作用的是低相對分子質(zhì)量的化合物或聚合物,通常為高沸點(diǎn)的較難揮發(fā)的液體或低熔點(diǎn)的固體,且絕大多數(shù)為酯類有機(jī)化合物.以PVC為例,增塑劑分子上的極性基團(tuán)與 PVC上的氯原子相互吸引,減少了 PVC分子間的相互作用,即減少了物理交聯(lián)點(diǎn).此外,增塑

6、劑的分子比PVC要小得多,活動較容易,增加了 PVC分子鏈段活動的空間,從而使 PVC的Tg下降,塑性增加.這類增塑劑生產(chǎn)較簡單,性能較全 面,其增塑作用可在較大范圍內(nèi)依參加增塑劑的品種和數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié).其缺點(diǎn)是耐久性較差,易揮發(fā)、遷移和抽出.2起內(nèi)增塑作用的通常為共聚樹脂,即在均聚物Tg較高的單體中引入均聚物 Tg較低的第二單體,進(jìn)行共聚,降低高分子化合物的有序程度即結(jié)晶度,增加分子的柔軟性,氯乙烯 -醋酸乙烯共聚樹脂即為典型的一種.此外,在高分子化合物分子鏈上引入支鏈或取代基也是一種常見的方法,如氯化聚乙烯.它們的優(yōu)點(diǎn)是耐久性好,不揮發(fā)、難抽出,缺點(diǎn)是必須在聚合過程中引入,工藝較復(fù)雜,本錢高

7、,使用溫度 范圍較窄,應(yīng)用較少. 第4章3. 在生產(chǎn)寬1200mm厚0.5mm的聚氯乙烯軟膜時,采用以下配方：聚氯乙烯樹脂100,三鹽基硫酸鉛2,硬脂酸鑰1.2,硬脂酸鉛0.8,鄰苯二甲酸二辛酯 30,癸二酸二辛酯10, 環(huán)氧大豆油,氯化石蠟 5,硬脂酸0.8,碳酸鈣8,鈦菁藍(lán)0.5 問：配方中各組分的作用？ 答：聚氯乙烯樹脂為基體樹脂；三鹽基硫酸鉛、硬酯酸鑰和硬酯酸鉛為熱穩(wěn)定劑；鄰苯二甲酸二辛酯和癸二酸二辛酯為增塑劑；環(huán)氧大豆油有增塑和熱穩(wěn)定的作用；氯化石蠟有增塑、潤滑和阻燃的作用；硬酯酸 為潤滑劑；碳酸鈣為無機(jī)填充劑；鈦菁蘭為顏料即著色劑 .4. 高分子材料進(jìn)行配方設(shè)計的一般原那么和依據(jù)各

8、是什么？1依據(jù)：充分發(fā)揮其物理機(jī)械性能,改善成型加工性能,降低制品本錢,提升經(jīng)濟(jì)效益.2原那么：制品的性能要求、成型加工性能的要求、選用的原料材料來源容易、質(zhì)量穩(wěn)定可靠,價格合理. 第5章6. 聚合物的分子量及其分布與聚合物熔體粘度的關(guān)系 聚合物的粘性流動是分子鏈重心沿流動方向發(fā)生位移和鏈間相互滑移的結(jié)果.分子量越大,一個分子鏈包含的鏈段數(shù)目就越多,為了實(shí)現(xiàn)重心的遷移,需要完成的鏈段協(xié)同作用的次數(shù)就越多,所以聚合物熔體的剪切粘度隨分子量的增加而增加,分子量大的流動性就差,表觀粘度就高,而且分子量的緩慢增加會引起表觀粘 度的急劇增高.這主要可以用鏈纏結(jié)理論解釋,分子量大,分子鏈纏結(jié)越嚴(yán)重,使流動

9、阻力變大,粘度升高. 第6章10.3.什么叫塑料的混合和塑化,其主要區(qū)別在哪里 塑料的混合：物料的初混合,在低于流動溫度和較為緩和的剪切速率下進(jìn)行,混合后,物料各組分的物理 性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)無變化,只增加各組分顆粒的無規(guī)那么排列程度,不改變顆粒大小 塑料的塑化：再混合,在高于流動溫度和較強(qiáng)烈的剪切速率下進(jìn)行,混合后,物料各組分物化性質(zhì)有所改 變. 第7章2. 簡述熱固性塑料模壓成型的工藝步驟.1計量：重量法和容量法,按制品的要求計量物料的質(zhì)量或體積.2預(yù)壓：在室溫下將松散的粉狀或纖維狀的熱固性塑料壓成形狀規(guī)那么的型坯.也可以在低溫下5090C預(yù)壓,預(yù)壓的密度一般到達(dá)制品密度的80%.3預(yù)熱：模壓

10、前對塑料進(jìn)行加熱具有預(yù)熱和枯燥兩個作用,前者是為了提升料溫,便于成 型,后者是為了去除水分和其它揮發(fā)物.4嵌件安放：在加料前嵌件必須放入模具,嵌件安放要求平穩(wěn)準(zhǔn)確,以免造成廢品或損傷模具.5加料：把已計量的模塑料放入模具中,要求堆放合理,預(yù)防局部缺料.6閉模：加料完畢后閉合模具,應(yīng)先快后慢,預(yù)防物料被空氣吹出,造成缺料.7排氣：排氣不僅能縮短硬化時間,而且可以預(yù)防制品內(nèi)部出現(xiàn)分層和氣泡現(xiàn)象.排氣時卸壓使模具松開少許時間,次數(shù) 和時間根據(jù)具體情況而定.8保壓固化：排氣后以慢速升高壓力,在一定的模壓壓力和溫度下保持一段 時間,使縮聚反響完全.一般在模內(nèi)的保壓固化時間為數(shù)分鐘.9脫模冷卻：熱固性塑料

11、固化完畢后即可趁熱脫模,脫模通常靠頂出桿完成,形狀復(fù)雜的制品應(yīng)加壓冷卻,預(yù)防翹曲.10制品后處理：脫模后需對制品進(jìn)行修整和熱處理.修整主要是去掉溢料產(chǎn)生的毛邊,熱處理將制品在一定溫度下加熱一段時間, 緩慢冷卻至室溫,使固化完全. 10.橡膠的硫化歷程分為幾個階段？各階段的實(shí)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,否那么就發(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平安性.這一階段的長短取決于配合劑的種類和數(shù)量.

12、2欠硫期-預(yù)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)反響的進(jìn)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(jī)械性能逐漸上升,但尚未到達(dá)預(yù)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(yù)硫時間的長短反映了硫化反響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(xiàng)性能在一個階段根本上保持恒定或變化很少,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)反響到達(dá)一定的程度,此時的各項(xiàng)物理機(jī)械性能均到達(dá)或接近最正確值, 其綜合性能最正確.此時

13、交聯(lián)鍵發(fā)生重排、裂解等反響.意義：過硫階段的性能變化情況反映了硫化平坦期的長短,不僅說明了膠料熱穩(wěn)定性的上下,而且對硫化 工藝的平安性及制品硫化質(zhì)量有直接影響.15.某一膠料的硫化溫度系數(shù)為 2,當(dāng)硫化溫度為137C時,測出其硫化時間為 80min,假設(shè)將硫化溫度提升 到143 C,求該膠料達(dá)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,求所選取的硫化溫度是多少？t 4T go m*解】R,叩一 =2 10 =2° 解得t廣52.8min£ *同理二二K地,即二2 10 ,解得h-141V 60第8章4.什么是擠出機(jī)螺桿的長徑比？長徑比的大小對塑料擠出成型有

14、什么影響？長徑比太大又會造成什么后 果？答：擠出機(jī)螺桿的長徑比是指螺桿工作局部的有效長度L與直徑Ds之比.L/Ds大,能發(fā)送塑料的溫度分布,混合更均勻,并可減少擠出時的逆流和漏流,提升擠出機(jī)的生產(chǎn)水平.L/Ds過小,對塑料的混合和塑化都不利.L/Ds太大,對熱敏性塑料會因受熱時間太長而易分解,同時螺桿的自重增加,自由端撓曲下垂,容易引起 料筒和螺桿擦傷,制造和安裝都困難,也增大了擠出機(jī)的功率消耗.12.擠出管材的工藝過程是什么,根底管材如何定徑？過程是原料烘干、加料、加熱熔融、擠出、冷卻、切割、包裝.外定徑：內(nèi)壓法,抽真空；內(nèi)定徑：直角式,偏移式機(jī)頭第9章6.試分析注射成型中物料溫度和注射壓力

15、之間的關(guān)系,并限制成型區(qū)域示意圖.答：注射過程中注射壓力與塑料溫度是相互制約的.在一定的料溫和注射壓力范圍內(nèi),料溫高時注射壓力 可適當(dāng)減??；反之,料溫低時,所需的注射壓力加大.物料溫度和注射壓力之間的關(guān)系圖如下列圖：料溫一般在粘流溫度以上和分解溫度以下,在料溫非常低的情況下,即在外表不良線以下的料溫時,無論多高的注射壓力,都成型困難；而物料溫度太高時那么會分解 在較低的注射壓力和較低的料溫下,即在缺料線以下的區(qū)域,由于物料黏度太低,流動性太差,會出現(xiàn)缺 料現(xiàn)象；當(dāng)升高溫度或者增大注射壓力,即可越過缺料線進(jìn)入成型區(qū)域,此時可順利成型制品.當(dāng)注射壓 力過大或者料溫較高時,由于物料黏度太低,流動性太

16、好,在較大的注射壓力下,那么會出現(xiàn)溢料現(xiàn)象,進(jìn) 入溢料線以上區(qū)域.射成型ffiwra10.試述注射成型制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力原因以及解決方法制品大多數(shù)是形狀復(fù)雜或壁厚不均勻的,注射成型時,壓力和速度都很高,塑料熔體流動行為復(fù)雜,制品有不同程度的結(jié)晶和取向.制品各局部冷卻速度極難一至,所有這些都有可能造成制品存在內(nèi)部應(yīng)力集中,制品在貯存和使用過程中產(chǎn)生變形和裂紋,將影響制品的使用壽命和使用性能.退火處理：使制品在塑料的玻璃化溫度和軟化溫度之間某一溫度附近加熱一段時間,加熱介質(zhì)可以使用熱水、熱油或熱空氣.處理過程中,能加速大分子松弛過程,消除或降低成型時造成的內(nèi)應(yīng)力.第io章4.何謂壓延效應(yīng)？產(chǎn)生的原因及減小的方法是什么？壓延成型過程中,黏流態(tài)塑料在通過壓延輻筒間隙時,線形大分子沿著壓延方向作定向排列.出現(xiàn)制品的各向異性,制品的縱向和橫向的物理機(jī)械性能不同,這種現(xiàn)象在壓延成型中稱為壓延效應(yīng).f溫度；I速度及速比；輻距f ;盡量不使用各向異性的配合劑、改變喂料方向和提升物料的塑性,壓延后緩慢冷卻,可降低壓延效應(yīng).第11章3. 用平擠逐次雙向拉伸法成型 PP薄膜時,擠出的厚片為何要急冷？冷卻后的厚片在拉伸前為什么又要預(yù)熱？答：PP