聚合物加工原理復(fù)習(xí)題

1、聚合物加工原理復(fù)習(xí)題1 .聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)？(1)非晶態(tài)聚合物在冷卻過程中分子鏈堆砌松散，密度低；(2)結(jié)晶態(tài)聚合物一般晶區(qū)、非晶區(qū)共存，存在“結(jié)晶度”概念；(3)聚合物結(jié)晶完善程度強(qiáng)烈依賴于成型工藝?yán)鋮s條件；(4)結(jié)晶聚合物晶態(tài)多樣，有伸直鏈晶體、串晶、柱晶、纖維晶等；(5)取向態(tài)結(jié)構(gòu)是熱力學(xué)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，高溫下易解取向。2 .聚合物的結(jié)晶過程。結(jié)晶溫度范圍：Tg-Tm之間結(jié)晶過程：晶核生成和晶體生長。3 .成型加工條件對(duì)結(jié)晶過程經(jīng)過的影響。(1)模具溫度：模具溫度影響制品的結(jié)晶度、結(jié)晶速率、晶粒尺寸、數(shù)量級(jí)分布。等溫冷卻：過冷度 T (Tm-TM很小，晶核少，晶粒粗，力學(xué)性能降低

2、。同時(shí)生產(chǎn)周期長?？焖倮鋮s：過冷度 T大，對(duì)于后制品，內(nèi)外冷卻速度不一致，結(jié)晶過程不一致，易產(chǎn)生不穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)，使制品在儲(chǔ)存、使用過程中發(fā)生后結(jié)晶，造成制品形狀及尺寸不穩(wěn)定。中速冷卻：過冷度 T大適宜，有利于制品內(nèi)部在 Tg溫度以上結(jié)晶，使結(jié)晶生長、完善和 平衡。導(dǎo)致制品的尺寸穩(wěn)定性。(2)塑化溫度及時(shí)間塑化溫度低且時(shí)間短， 熔體中可能存在殘存較多晶核，在再次冷卻時(shí)會(huì)產(chǎn)生異相成核，導(dǎo)致結(jié)晶速度快，晶粒尺寸小且均勻，制品的內(nèi)應(yīng)力小，耐熱性提高。反之則相反。(3)應(yīng)力作用結(jié)晶性聚合物在成型加工過程中都要受到應(yīng)力的作用。不同的成型方法和工藝條件，聚合物受到的應(yīng)力類型及大小不一樣，導(dǎo)致聚合物的晶體結(jié)構(gòu)

3、和形態(tài)發(fā)生變化。如剪切應(yīng)力是聚合物易得到伸直鏈晶體、片晶、串晶或柱晶；應(yīng)力(拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力)存在會(huì)增大聚合物熔體的結(jié)晶速率，降低最大結(jié)晶速度溫度Tmax；剪切或拉伸應(yīng)力增加，聚合物結(jié)晶度增加。(4)材料其它組分對(duì)結(jié)晶的影響一定量和粒度小的的固態(tài)填充劑能成為聚合物的成核劑，加速聚合物結(jié)晶進(jìn)程。如炭黑、二氧化硅、氧化鈦、滑石粉、 稀土氧化物等。如氧化對(duì)PA6明顯提高PA6的結(jié)晶度和結(jié)晶速率。聚合物的結(jié)晶速度很慢，在結(jié)晶后期或使用過程中經(jīng)常發(fā)生二次結(jié)晶現(xiàn)象。為加速聚合物二次結(jié)晶或后結(jié)晶過程，生產(chǎn)上要對(duì)制品進(jìn)行熱處理（退火處理），消除制品內(nèi)應(yīng)力。4 .單軸拉伸和雙軸拉伸取向概念及對(duì)制品性能的影響。

4、單軸取向是指取向單元沿著一個(gè)方向做平行排列而形成的取向狀態(tài)雙軸取向是指取向單元沿著兩個(gè)互相垂直的方向取向單軸拉伸和雙軸拉伸取向?qū)е轮破分性谛阅苌媳憩F(xiàn)出各向異性，以提高制品的力學(xué)強(qiáng)度； 有的取向會(huì)給制品帶來不利影響，如易使制品發(fā)生翹曲、變形、開裂等現(xiàn)象。5 .成型加工中降解形式及產(chǎn)生的原因。降解：是指聚合物分子主鏈斷裂引起聚合物聚合物降低或發(fā)生分子內(nèi)鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)的現(xiàn)象。降解原因：光、熱、輻射、機(jī)械力等（物理因素） ；氧、水、醇、酸、堿（化學(xué)因素） 。（1）熱降解：形式：無規(guī)熱降解（如 PE、PP等）；鏈?zhǔn)浇到猓ㄈ?PMMA;消除反應(yīng)（PVG聚醋酸乙烯酯 等）。原因：溫度高于其分解溫度或在分解溫度下

5、停留時(shí)間過程。PVG PO娓典型的熱敏性聚合物。（2）機(jī)械降解指聚合物受到外力作用（如破碎、塑煉、高速攪拌、塑料、擠出、注射等過程）引起聚合物 的降解。影響機(jī)械降解的因素：聚合物的種類與化學(xué)結(jié)構(gòu)、聚合物所處的物理狀態(tài)狀態(tài)（如溫度） 。機(jī)械降解一般規(guī)律：分子量越大，越易降解；同一種聚合物在一定條件下，力降解程度是一定的；不同種類聚合物的力降解程度不同；降低分子間作用了可降低力降解程度（提高溫度、添加增塑劑等）； 應(yīng)力越大，聚合物越易發(fā)生降解。（3）氧化降解聚合物在氧存在下，同時(shí)伴隨光、熱、輻射作用易發(fā)生自由基降解，但也可能發(fā)生交聯(lián)。 所以聚合物氧化機(jī)理比較復(fù)雜。一般含有不飽和雙鍵聚合物易發(fā)生氧化

6、降解，降解結(jié)果使制品變色（發(fā)黃、發(fā)黑）、發(fā)脆。 如PP、ABS制品易發(fā)生氧化降解。一般在其成型加工過程中 加入抗氧劑提高其抗氧老化性。（4）水解使聚合對(duì)于極性聚合物，由于其吸水性大，其極性基團(tuán)在高溫情況下易發(fā)生水解反應(yīng), 物。對(duì)于此類聚合物(如 PG PA、PBT PO儲(chǔ))在成型加工前必須干燥處理，使其水分低 于0.2-0.5%。否則影響制品外觀和性能。如制品內(nèi)部有氣泡、銀紋，降解嚴(yán)重時(shí)無法生產(chǎn)， 或使產(chǎn)物性能劣化，無法使用。6 .假塑性流體的流變性質(zhì)。第一牛頓區(qū) 是聚合物低剪切應(yīng)力或低剪切速率下表現(xiàn)為牛頓型流動(dòng)區(qū)域，即粘度恒定。如壓延成型、乳膠刮涂、涂料涂刷等過程。此區(qū)所對(duì)應(yīng)粘度為零切粘度Y

7、 0 ,不同聚合物的Y 0不同。假塑性區(qū) 是聚合物流體表現(xiàn)為假塑性流動(dòng)的區(qū)域。由于剪切速率或剪切應(yīng)力增高，流體中大分子構(gòu)象、分子束發(fā)生改變，導(dǎo)致聚合物原有結(jié)構(gòu)破壞或形成新的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致粘度發(fā)生變化。如粘度變化變低，稱為“剪切變稀”；如果粘度變化變大，則稱為“剪切變稠” 。剪切變稀機(jī)理：對(duì)聚合物熔體當(dāng)剪切速率增大時(shí)，大分子逐漸從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中解纏和滑移，高彈形變相對(duì)減少，分子間作用力減弱，因此流動(dòng)阻力降低；對(duì)聚合物溶液或分散體系，增大剪切速率，迫使低分子物質(zhì)(溶劑)從原來穩(wěn)定體系中分離出來，導(dǎo)致體系中的無規(guī)線團(tuán)或 粒子尺寸變小，并且使無規(guī)線團(tuán)和粒子分布了更多溶液，使整個(gè)體系流動(dòng)阻力降低。第二牛頓區(qū) 當(dāng)

8、剪切速率達(dá)到更大時(shí)， 表觀粘度不在隨。和丫增大而變化，保持一個(gè) 常數(shù)。此時(shí)的粘度成為極限粘度 Y 0。產(chǎn)生主要原因：一可能是在很高 ?；蜓鞠拢酆衔锞W(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞和高彈形變已達(dá)到極限狀態(tài)， 對(duì)熔體的結(jié)構(gòu)不再產(chǎn)生影響， 流體的粘度已達(dá)到 最低值；二可能是在很高剪切時(shí)，大分子構(gòu)象和雙重運(yùn)動(dòng)的應(yīng)變來不及適應(yīng)?；蜓镜母淖?，流體流動(dòng)性為表現(xiàn)出牛頓型流體特征。7 .影響聚合物流變行為的主要因素。(1)溫度對(duì)粘度的影響溫度增高，體積膨脹，大分子間自由體積增大，有利于大分子鏈變形和流動(dòng)，熔體表觀粘度增大。(2)壓力對(duì)剪切粘度的影響壓力增大，聚合物自由空間減少，分子鏈運(yùn)動(dòng)困難，流體剪切粘度增大。不同結(jié)構(gòu)聚合物

9、對(duì)眼里的敏感性不同。壓力增大，相當(dāng)于溫度降低。(3)剪切速率或剪切應(yīng)力對(duì)表觀粘度的影響假塑性流體：剪切速率增減，熔體粘度降低，不同聚合物其熔體表觀粘度對(duì)剪切速率的敏感性不同。(4)聚合物結(jié)構(gòu)因素的影響分子鏈柔韌性：柔韌性越大，纏結(jié)點(diǎn)越多，鏈的解纏和相對(duì)滑移越困難，聚合物流動(dòng)的非 牛頓性越強(qiáng)。鏈的剛性越大和分子間作用力越大，熔體粘度對(duì)溫度的敏感性增大長支鏈：在相同特性粘度刀下，長支鏈支化度也大， 粘度升高越大，同時(shí)對(duì)剪切速率的敏感性增大。側(cè)基大小：鏈結(jié)構(gòu)側(cè)基越大，聚合物自由體積越大，熔體粘度對(duì)壓力和溫度的敏感性增加。如PMMA PS常通過提高加工溫度和壓力改變體流動(dòng)性。分子量：分子量低，纏結(jié)對(duì)流

10、動(dòng)性影響不明顯，分子量低于某臨界值一下，聚合物熔體表現(xiàn)為牛頓性流體；分子量越高，聚合物熔體的非牛頓性越大。 在成型加工過程中， 當(dāng)熔體流動(dòng)溫度過高時(shí)，常加入低分子物質(zhì)(如潤滑劑或增塑劑)或降低聚合物分子量以減少聚合物粘度。分子量分布：在平均分子量相同時(shí)， 熔體粘度隨分子量分布增寬而迅速降低。分子量分布窄的聚合物在較寬的剪切速率范圍內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其熔體粘度對(duì)溫度變化的敏感性比分子量分布寬的聚合物大。(5)添加劑對(duì)剪切粘度的影響：在聚合物成型加工常加入添加劑改變聚合物的物性和加工性能。一般添加無機(jī)填充劑、纖維狀填充劑會(huì)增加聚合物熔體粘度；而潤滑劑、增塑劑則會(huì)降低熔體粘度。8 .聚合物熔體彈性產(chǎn)生及影響

11、因素。聚合物彈性形變由鏈段運(yùn)動(dòng)引起的，鏈段運(yùn)動(dòng)的能力有松弛時(shí)間T決定。(1)分子量及分子量分布分子量大、分子間作用力強(qiáng)，熔體粘度高，松弛時(shí)間長，彈性效應(yīng)大，熔體容易破碎；分子量寬，高分子量級(jí)分松弛時(shí)間長，熔體彈性行為強(qiáng)。(2)溫度與剪切速率溫度升高，松弛時(shí)間縮短熔體破碎的臨界剪切速率提高；剪切速率增大，熔體彈性行為增強(qiáng)。(3)流道的幾何尺寸管徑突變，熔體彈性效應(yīng)增加；口模長徑比( L/D)增加，熔體彈性變形可得到充分松弛，是熔體彈性恢復(fù)變小。9 .聚合物流體流動(dòng)過程中的末端效應(yīng)。端末效應(yīng)是指聚合物流體在管道中進(jìn)行剪切流動(dòng)時(shí)，流體流經(jīng)截面變化部位時(shí)發(fā)生的彈性收斂和膨脹運(yùn)動(dòng)。此效應(yīng)會(huì)使制品發(fā)生變形

12、扭曲、尺寸不穩(wěn)定、內(nèi)應(yīng)力過大等問題。此效應(yīng)可分為入口效應(yīng)和離模膨脹效應(yīng)。(1)入口效應(yīng)由于流道截面變小，使流體壓力降突然增大的現(xiàn)象。Le入口效應(yīng)區(qū)長度壓力降產(chǎn)生原因：當(dāng)流體收斂時(shí)，發(fā)生強(qiáng)烈的拉伸流動(dòng)和剪切流動(dòng)，使聚合物分子鏈產(chǎn)生大的拉伸流動(dòng)和剪切流動(dòng)，引起分子鏈構(gòu)象重排， 一部分能量作為彈性應(yīng)變能儲(chǔ)存在聚合物中，一部分能量消耗于粘性流動(dòng)中。入口壓力降可用某一 “等效長度”壓力降相等換算。一般“等效長度”為流道直徑 D的1-5倍。(2)離模膨脹效應(yīng) 是指聚合物流體離開口模后產(chǎn)生體積膨脹的現(xiàn)象。流體流出流道口流體直徑變化情況：低粘度牛頓性流體流體直徑變細(xì)；粘彈性聚合物熔體，流體直徑增大膨脹。聚合物

13、擠出物擠出口模的脹大程度：長大比(D/D) Df一自然流動(dòng)擠出物膨脹最大直徑；D-流道直徑。離模膨脹效應(yīng)機(jī)理：由于入口效應(yīng)產(chǎn)生流體的拉伸彈性應(yīng)變和剪切彈性應(yīng)變在離開出口 時(shí)沒有完全松弛，流體流出流道口在無應(yīng)力約束下，伸展分子鏈很快回復(fù)卷曲構(gòu)象，使流體產(chǎn)生軸向收縮和顯著的景象膨脹。(3)影響末端效應(yīng)的因素內(nèi)因：分子量高、分子量分布窄和非牛頓性強(qiáng)的聚合物，出口膨脹現(xiàn)象越顯著。外因：流道長度長、穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)間長、增大流道直徑或提高流道長徑比( L/D)、提高流體 溫度，出口膨脹現(xiàn)象降低。附加：在聚合物成型加工過程中，常通過增加定型或口模平直長度、適當(dāng)降低加工剪切應(yīng)力、適當(dāng)提高加工溫度、擠出物的牽引速度

14、或拉伸比降低入口效應(yīng)和離模膨脹效應(yīng)。10 .物料混合的分類及混合設(shè)備。(1)簡單混合和分散混合簡單混合：其混合過程只是流動(dòng)單元位置的變化。分散混合：除包含簡單混合外，還能將組分尺寸變小或是不相容的聚合物固體分散尺寸達(dá)到(2)間隙混合和連續(xù)混合間隙混合：是指物料不連續(xù)混合過程，此過程可以一次性加料混合，也可以分批加料混合。如采用高速混合機(jī)混合過程。連續(xù)混合：是指物料連續(xù)不斷地混合過程。如采用雙螺桿擠出造?；旌线^程。(3)層流剪切混合和固定混合層流剪切混合層流剪切混合可分為兩個(gè)條紋層混合情況。剪切混合結(jié)果使混合層變薄， 長度變長，有利于不同組分彼此間的混合分散。雙輻開煉機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)對(duì)物料的混合

15、主要是剪切混合為主。固定混合是指沒有混合器沒有運(yùn)動(dòng)部件，僅通過其內(nèi)部幾何形狀變化是物料得到剪切、均勻化的混合過程。物料混合設(shè)備1 .轉(zhuǎn)鼓式混合機(jī)主要用于非潤濕物料的混合，如兩種不同樹脂的混合。2 .螺帶式混合機(jī)由一個(gè)圓筒混合室和混合室內(nèi)的攪拌裝置組成。混合室外部帶有加熱或冷卻夾套。此攪拌裝置為方向相反的螺帶，轉(zhuǎn)速較慢。3 .捏合機(jī) 由鞍形底的混合室和一對(duì)攪拌器（包括S形和Z形兩種）?；旌鲜彝鈳A套（可加熱或冷卻）。攪拌器轉(zhuǎn)向相反，可用于潤濕與非潤濕物料的混合。4 .高速混合機(jī) 由一個(gè)圓筒形的混合室和一個(gè)設(shè)在混合室的攪拌裝置組成，主要用于潤濕物料和非潤濕物料的混合（包括粉料） 。轉(zhuǎn)速一般分低速（

16、450n/min）和高速900（n/min）兩種, 也可是無級(jí)調(diào)速，目前基本取代了捏合機(jī)。5 .密煉機(jī)密煉機(jī)由一對(duì)轉(zhuǎn)子和一個(gè)塑煉室組成。塑煉室外母和轉(zhuǎn)子內(nèi)部設(shè)有循環(huán)加熱或冷卻載體的通道，兩個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，轉(zhuǎn)速略有差異。其剪切能大，在其混合物料過程 中，一般將物料混合成半塑化狀態(tài)（團(tuán)狀） 。6 .雙輻混煉機(jī) 由兩個(gè)相向轉(zhuǎn)動(dòng)的輻筒組成， 輻筒轉(zhuǎn)速不同，在物料通過輻筒間隙時(shí)可同時(shí) 產(chǎn)生擠壓和剪切作用。 輻筒可加熱或冷卻。 塑料混煉一般需要加熱， 橡膠混煉一般需要通冷卻水冷卻。7 .擠出機(jī) 擠出機(jī)的混合部件主要由機(jī)筒和螺桿組成，根據(jù)螺桿數(shù)的不同， 可分為單螺桿擠出機(jī)和雙螺桿擠出機(jī)。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)

17、，物料在機(jī)筒中受到加熱、擠壓、剪切、對(duì)流等作用 而得到熔融混合。11 .單螺桿擠出機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及作用。擠出系統(tǒng)：由螺桿和機(jī)筒組成，其作用使物料塑化均勻，建立壓力，是物料被螺桿連續(xù)、定壓、定溫定量擠出機(jī)頭。傳動(dòng)系統(tǒng)：由電機(jī)、調(diào)速裝置及傳動(dòng)裝置組成，其作用是驅(qū)動(dòng)螺桿、 保證螺桿在擠出過程所需的扭矩和轉(zhuǎn)速。加熱冷卻系統(tǒng)：由溫控（加熱圈、冷卻水或鼓風(fēng)設(shè)備組成，其作用是通過加熱和冷卻保證 擠出成型在工藝要求的溫度下加工成型?？刂葡到y(tǒng)：由電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其作用是調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)速、機(jī)筒溫度和機(jī)頭壓力。12 .擠出螺桿的主要功能及各段的主要作用。擠出螺桿的主要功能：輸送固體物料、壓緊和熔化固體物料，均

18、化、計(jì)量和產(chǎn)生足夠壓 力擠出熔融物料。加料段作用：此段螺槽為等深等距，隨著螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使物料受壓、受熱前移。此段物料 仍為固體，前段接近粘流溫度，有些發(fā)粘。壓縮段作用：此段螺桿螺槽容積逐漸變小，隨著螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，物料被進(jìn)一步剪切攪拌，壓實(shí)，物料由固體轉(zhuǎn)化為融體，并排除物料中的空氣。均化段作用：使熔體進(jìn)一步均化，將料流定量定壓送入機(jī)頭，使其在口模中成型。13 .擠出成型的基本過程。加料-輸送-壓縮-熔融-混合-排氣(1)加料：物料加入料斗，在自重或強(qiáng)制加料情況下，定量進(jìn)入螺桿螺槽空隙，在螺棱的推理下擠出向前。(2)輸送：物料在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的推力下向前輸送。(3)壓縮：隨著物料不斷向前輸送，物料被逐漸壓

19、實(shí)，有利于物料傳熱塑化、排除物料間的氣體、獲得密實(shí)的制品。物料被壓實(shí)產(chǎn)生原因一是螺桿槽逐漸變淺，二是螺桿頭部有分流板、過濾網(wǎng)、機(jī)頭等阻力元件，三是螺桿、機(jī)筒對(duì)物料運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生的摩擦阻力。(4)熔融：物料在被壓實(shí)輸送過程中，機(jī)筒上的加熱器通過熱傳導(dǎo)將熱量傳遞給物料，同時(shí)由于螺桿、機(jī)筒對(duì)物料產(chǎn)生的剪切熱，使物料熔化成為熔體。(5)混合：物料螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)作用下向前輸送，在加料段物料呈固體狀態(tài)，無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，混合作用小，物料在壓縮段開始熔化，物料各組分混合作用開始變大，物料在均化段完全融化，物料各組分混合作用最大， 混合最均勻。為保證物料混合均勻， 螺桿均化段應(yīng)保證足夠長度。(6)排氣：其過程主要排除物料中

20、的揮發(fā)份或者是物料間夾雜的空氣。物料在螺桿輸送過程中不斷被壓實(shí)，氣體在排氣口被排除。 如氣體不排除夾雜在制品中會(huì)嚴(yán)重影響制品的強(qiáng)度和外觀。特別是未干燥的極性物料(如PVG PA PET),含低分子物料需要排氣。14.擠出成型的工藝過程。粉狀或粒狀塑料物料-預(yù)熱或干燥-加料-擠出成型-冷卻-牽引-卷取(切割)-后處理擠出機(jī)加熱擠出機(jī)啟動(dòng)擠出制品(1)原料準(zhǔn)備和預(yù)處理對(duì)于極性熱塑性塑料 (如ABS PVG PG等)，由于其在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中吸收空氣中的水分，影響正常擠出成型或影響制品外觀、質(zhì)量。對(duì)于此類物料需要進(jìn)行干燥處理和預(yù)熱，使其水分含量低于 0.5%一下。一般采用烘箱或干燥器，不同原料干燥的

21、溫度和時(shí)間不同。(2)擠出成型擠出機(jī)加熱至設(shè)定溫度，啟動(dòng)機(jī)器，加料；根據(jù)擠出物情況調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，如機(jī)筒各段溫度、螺桿轉(zhuǎn)速，確保機(jī)筒內(nèi)物料溫度和壓力分布控制合理范圍內(nèi)。工藝參數(shù)調(diào)節(jié)要求：使物料擠出均勻、塑化良好、擠出機(jī)熔體壓力在基礎(chǔ)設(shè)備規(guī)定的范圍內(nèi)。溫度對(duì)擠出成型影響：物料溫度來源主要是料筒加熱、螺桿對(duì)物料的剪切作用、 物料之間的摩擦熱，正常生產(chǎn)后剪切作用和摩擦熱更為重要。溫度升高，有利于塑化，熔體粘度降低，成型流動(dòng)性增加；但溫度不宜過高，物料容易熱降解，變色，制品收縮率增大，出現(xiàn)氣泡； 溫度過低，物料塑化不良，熔體粘度過大，熔體壓力增大，導(dǎo)致無法正常擠出。螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)擠出成型的影響：螺桿轉(zhuǎn)速增大

22、，對(duì)物料剪切作用增大，有利于物料的塑化和 混合，對(duì)于絕大多數(shù)假塑性塑料， 有利于其熔體粘度降低， 擠出產(chǎn)量增大；但螺桿轉(zhuǎn)速過大， 容易產(chǎn)生熔體破碎現(xiàn)象、產(chǎn)生過高的剪切熱，使熱敏性物料熱分解。(3)定型與冷卻物料離開機(jī)頭口模時(shí)處于熔融塑化狀態(tài)，必須及時(shí)定型冷卻，以獲得一定斷面形狀的制品。不同擠出成型產(chǎn)品， 冷卻定型方式不同。 管材或異型材先定型后冷卻，單絲薄膜直接冷卻；擠出板材或片材一般通過三輻壓光機(jī)定型冷卻。(4)制品牽引和卷取(切割)牽引作用是使擠出物及時(shí)離開機(jī)頭口模，均勻連續(xù)引出，保持?jǐn)D出成型生產(chǎn)連續(xù)性；同時(shí)調(diào)節(jié)擠出物界面尺寸和性能。牽引速度與擠出速度相配合，一般牽引速度略大于擠出速度。

23、牽引速度快，制品截面尺寸或厚度變小，縱向強(qiáng)度增加(大分子鏈發(fā)生取向)。各種制品的牽引速度不同。定型冷卻后的制品根據(jù)要求進(jìn)行卷取和切割。軟質(zhì)型材卷取在一定長度或重量后切割；硬制品從牽引裝置送出達(dá)到一定長度后切割。(5)后處理擠出成型后的制品有些需要后處理，以提高制品性能。后處理包括熱處理和調(diào)濕處理。 對(duì)于大型厚壁制品，由于擠出物內(nèi)外冷卻速率相差較大，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，需要透過后處理降低制品內(nèi)應(yīng)力。后處理一般在高于制品使用溫度 10-20 C或低于制品熱變形溫度 10-20 C環(huán) 境下放置一段時(shí)間， 消除內(nèi)應(yīng)力。對(duì)于易吸濕的制品，為加快其達(dá)到吸濕平衡，一般采用調(diào) 濕處理，如聚酰胺制品的后處理。15 .

24、熔體在螺桿中的流動(dòng)形式。正流：物料沿螺槽向機(jī)頭方向的流動(dòng)，是螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)螺棱的推力在螺槽z軸方向作用的結(jié)果。逆流：逆流與正流相反，是由機(jī)頭、口模、過濾網(wǎng)等對(duì)物料反壓引起的流動(dòng)，凈流是正流和 逆流合成的結(jié)果。漏流：由口模、機(jī)頭、過濾網(wǎng)等對(duì)物料的反壓引起的，通過螺桿與機(jī)筒間隙8沿螺桿軸線向料斗方向的流動(dòng)。橫流：物料沿螺紋斜棱相垂直方向的流動(dòng)。 物料沿x軸方向流動(dòng)到達(dá)螺紋側(cè)壁時(shí)受阻， 而轉(zhuǎn) 向y軸方向流動(dòng)，之后又被機(jī)筒阻擋，料流折向與 x相反的方向，形成環(huán)流。此流動(dòng)對(duì)生產(chǎn) 率影響不大，對(duì)物料混合、熱交換影響很大。（可橫流箱）漏流圖6-35 螺槽中物料熔體的流動(dòng)16 . PVC管材生產(chǎn)工藝流程17 .聚

25、乙烯單絲生產(chǎn)工藝流程、工藝及控制原料一擠出一噴絲板擠出一水冷一加熱拉伸一定型熱處理一卷取溫度控制噴絲機(jī)頭溫度一般比擠出成型其他產(chǎn)品溫度高，一般在 220-240 C,聚合物分子量分布窄。冷卻水溫經(jīng)噴絲板成型的絲坯立刻靜茹水箱冷卻，主要是為了防止單絲粘連和降低聚乙烯結(jié)晶，有利于提高拉伸質(zhì)量。水溫控制在25-35 C,水面距噴絲板距離15-30mm>拉伸溫度和倍數(shù)拉伸時(shí)大分子鏈取向過程，為了便于快速分子鏈或鏈段取向，必須在接 近其熔點(diǎn)溫度附近進(jìn)行。HDP彈絲的拉伸溫度接近 100C,一般采用熱水加熱，如高于100 C, 可采用電熱板加熱。拉伸溫度越高，拉伸倍數(shù)越大，拉伸速度越快，力學(xué)強(qiáng)度越高

26、，反之則相反。拉伸倍數(shù)一般在 6-10倍。熱處理PE單絲拉伸后伸長率較大，受熱容易熱收縮。為消除這一現(xiàn)象，需要對(duì)拉伸薄 膜進(jìn)行熱處理。熱處理溫度比拉伸溫度稍高，使部分取向鏈段得到松弛，而消除內(nèi)應(yīng)力。第三牽引輻比第二牽引輻線速度慢1%-1.5%.18 .電線電纜包覆工藝流程。電纜料線芯-擠出包覆冷卻卷取電線電纜19 .注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。柱塞式注射機(jī)螺桿式注射機(jī)20 .注塑成型周期分析。注射成型周期：指完成一次注塑所需的時(shí)間稱為成型周期。包括合模時(shí)間、注射時(shí)間（沖模）、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間（含預(yù)塑）、楷模時(shí)間、制件頂出時(shí)間、安放鑲件、涂脫模劑等時(shí)間。a.螺桿空載階段：指螺桿將塑料熔體快速前移，熔體通

27、過噴嘴、流道和澆口，但尚未進(jìn) 入模腔時(shí)的狀態(tài)。當(dāng)熔體高速通過噴嘴和澆口時(shí)，受到很高阻力，并產(chǎn)生大量剪切熱， 使熔體溫度升高和作用在螺桿上的壓力升高。b.沖模階段：指熔體通過交口后進(jìn)入模腔直至熔體達(dá)到模腔末端的過程。此過程時(shí)間短，模腔壓力開始上升。c.壓實(shí)階段：指沖模結(jié)束至螺桿前進(jìn)至最大行程時(shí)結(jié)束。此過程時(shí)間很短，盡管模腔已被充滿，但在壓力作用下仍能進(jìn)入模腔以壓實(shí)模腔內(nèi)熔體，但此時(shí)模腔內(nèi)熔體壓力急劇升高。同時(shí)隨著模具冷卻作用， 熔體溫度下降，成型制品表面的凍結(jié)層， 又由于流動(dòng)仍在發(fā)生而產(chǎn) 生剪切層，對(duì)形成注塑制品內(nèi)部形態(tài)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響。d.保壓階段：指壓實(shí)階段結(jié)束開始至螺桿開始后退結(jié)束。此階段

28、螺桿壓力恒定，由于模腔內(nèi)物料冷卻產(chǎn)生收縮，因此此時(shí)仍有少量熔料進(jìn)入模腔。e.倒流階段：從螺桿開始后退至澆口凍結(jié)時(shí)結(jié)束。螺桿預(yù)塑后退時(shí)如果澆口處塑料熔體尚未凍結(jié)，模腔內(nèi)熔體壓力高，熔體會(huì)從模腔內(nèi)倒流出，影響制品密實(shí)度。f.冷卻脫模：澆口凍結(jié)后，模腔內(nèi)熔體尚未完全定型，仍需要通過模具傳熱繼續(xù)冷卻，當(dāng)獲得足夠冷卻后，制品已不易變形，開模取出制品。21 .注塑成型的塑化分析。注塑機(jī)塑化效果主要考慮塑化量和熱均勻性。a. 塑化量指單位時(shí)間內(nèi)注塑機(jī)熔化塑料的重量。柱塞式注塑機(jī)塑化量（qm）:A2qmA：塑料受熱面積；V:塑料受熱體積；K:常數(shù) 柱塞式注塑機(jī)內(nèi)增加分流梭可以減少塑料受熱體積，增加受熱面積。螺

29、桿式注塑機(jī)塑化量（qm）:其塑化量與料筒溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、螺槽寬度和深度有關(guān)。由于螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)有混合剪切作用，其塑化量遠(yuǎn)大于柱塞式注塑機(jī)。b.熱均勻性柱塞式注塑機(jī)：物料塑化完全依靠料筒外加熱的熱傳導(dǎo)，由于塑料是不良熱導(dǎo)體， 在料筒內(nèi)設(shè)置分流梭可以增大傳熱面積，減少物料流動(dòng)層厚度，提高傳熱效率和熱均勻性。螺桿式注射機(jī)：由于螺桿混合剪切作用， 加速料筒熱傳導(dǎo)并產(chǎn)生摩擦熱，物料升溫速度很快，且熱均勻性好。熱效率（柱塞式注塑機(jī)）：TwTW料筒設(shè)定溫度；T1:物料進(jìn)入料筒初始溫度;T2:物料經(jīng)過噴嘴時(shí)平均溫度。22 .注塑成型的流動(dòng)分析。a.沖模流動(dòng)：在沖模階段，塑料熔體迅速充滿模腔， 高速流動(dòng)很大程度決定了

30、制品的外觀質(zhì) 量和物理性能。熔體在模腔內(nèi)的沖模形式：取決于澆口位置、模腔形狀及結(jié)構(gòu)。熔體在模腔內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)： 熔體在模腔中的流動(dòng)狀態(tài)為穩(wěn)態(tài)層流，從澆口向模腔終端逐漸擴(kuò)展。前端熔體冷卻較快，后端熔體熔體冷卻較慢，造成熔體交替發(fā)生兩個(gè)過程：一是熔體不能向前運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)向模壁方向， 附著在模壁上被冷卻固化形成表層； 二是熔體沖破前緣膜， 形成新的前緣膜。兩個(gè)過程交替進(jìn)行，形成熔體前鋒的噴泉效應(yīng)。 噴泉效應(yīng)對(duì)熔體溫度分布、 聚合物分子取向及殘余應(yīng)力有重要影響。b.壓實(shí)與保壓階段的流動(dòng)：熔體充滿型腔后，熔體快速流動(dòng)停止， 但型腔壓力未達(dá)到最大值， 在噴嘴壓力作用下熔 體繼續(xù)進(jìn)入模腔，但熔體流速很小，溫度變化

31、不大，但型腔壓力迅速升高，壓實(shí)熔體使其更加密實(shí)，此過程是壓力傳遞過程。保壓是彌補(bǔ)熔體溫度降低和相變引起的體積收縮，此階段熔體流速很低，其壓力大小取決于模腔內(nèi)物料壓縮程度。保壓壓力大，有利于密實(shí)制品而提高其強(qiáng)度，但保壓時(shí)間不宜過長，否則容易產(chǎn)生大分子取向，使制品內(nèi)應(yīng)力增大， 影響制品性能。c.流動(dòng)中的現(xiàn)象噴射流動(dòng)：是熔體以較高速度從狹窄的澆口進(jìn)入較寬、 較厚的模腔，熔體不與上下模壁 接觸而發(fā)生噴射現(xiàn)象，如下圖所示。此過程蛇樣的噴射流疊合多次，形成微觀“熔接痕”，影響制品外觀和性能。熔接痕：是由于熔融塑料在模腔內(nèi)遇到嵌件、孔洞、沖模料流中斷的區(qū)域而以多股形式匯合時(shí)，因不能完全融合而在制品表面產(chǎn)生線

32、狀的熔接痕，影響制品質(zhì)量。取向：聚合物大分子在沖模過程的流動(dòng)取向見下圖。聚合物熔體總是以層流方式進(jìn)入型腔，由于速度梯度作用，卷取大長鏈大分子會(huì)逐漸沿流動(dòng)方向伸直、取向。d.流動(dòng)誘導(dǎo)多層次結(jié)構(gòu)由于物料進(jìn)入模腔過程中冷卻速度不均，使注塑制品微觀結(jié)構(gòu)中的剪切層結(jié)構(gòu)不同，即聚合物分子、晶片或共混物中的相發(fā)生明顯的取向變形。23 .熱固性塑料注塑成型特點(diǎn)。成型溫度必須嚴(yán)格控制，即控制塑料的熔化速率及固化速率。熱固性塑料注射壓力大注塑速度快，通常為100-170MPa。其原因是熱固性塑料粘度較大且在粘流溫度下隨時(shí)間延長而急劇增加。熱固性塑料在料筒內(nèi)停留時(shí)間不能過長，溫度不能過高，以防物料提前固化。另外，要減少塑化時(shí)間，降低塑化壓力，降低螺桿轉(zhuǎn)速，螺桿壓縮比要小。熱固性塑料在模腔內(nèi)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)時(shí)有低分子物產(chǎn)生須及時(shí)排除。因此在型腔頂部或分型面要設(shè)置足夠的排氣孔，同時(shí)注塑機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)在執(zhí)行排氣操作時(shí)能迅速降低鎖模力，可采用增壓油