高分子材料成型加工原理期末復(fù)習(xí)

1、1聚合物主要有哪幾種聚集態(tài)形式？玻璃態(tài)（結(jié)晶態(tài)）、高彈態(tài)和粘流態(tài)2線性無定形聚合物當(dāng)加工溫度T處于Tb < T <Tg，Tg<T<Tf，Tf <T <Td時(shí)，分別適合進(jìn)行何種形式的加工？聚合物加工的最低溫度？ T < Tg 玻璃態(tài)適應(yīng)機(jī)械加工；聚合物使用的最低 (下限) 溫度為脆化溫度Tb  Tg <T <Tf 高彈態(tài)，非晶聚合物 Tg <T <Tf 溫度區(qū)間，靠近Tf一側(cè)，粘性大

2、，可進(jìn)行真空、壓力、壓延和彎曲成型等；高彈形變有時(shí)間依賴性，加工中有可逆形變，加工的關(guān)鍵的是將制品溫度迅速冷卻到Tg以下；結(jié)晶或部分結(jié)晶聚合物在TgTm,  施加外力 > 材料的屈服強(qiáng)度，可進(jìn)行薄膜或纖維拉伸；聚合物加工的最低溫度:  玻璃化溫度  Tg  T > Tf (Tm)   粘流態(tài)（熔體，液態(tài)）比Tf略高的溫度，為類橡膠流動(dòng)行為，可進(jìn)行壓延、擠出和吹塑成型?？蛇M(jìn)行熔融紡絲、注射、擠出、吹塑和貼合等加工3熔融指數(shù)？說

3、明熔融指數(shù)與聚合物粘度、分子量和加工流動(dòng)性的關(guān)系, 擠出和注塑成型對(duì)材料的熔融指數(shù)要求有何不同？ 熔融指數(shù)（Melt Flow Index） 一定溫度（T >Tf 或 Tm）和壓力（通常為2.160kg ）下，10分鐘內(nèi)從出料孔 (Ø = 2.095mm ) 擠出的聚合物重量（ g10 min）。 a評(píng)價(jià)熱塑性聚合物的擠壓性; b評(píng)價(jià)熔體的流動(dòng)度 (流度 = 1/), 間接反映聚合物的分子量大小; c購買原料的重要參數(shù)。分子量高的聚合物，易纏結(jié)，分子間作用力大，分子體積大， 流動(dòng)阻力較大，熔體粘度大，流動(dòng)度小，熔融指數(shù)低；加工性能較差。 分子量高的聚合物的力學(xué)強(qiáng)度和硬度等較高。

4、分子量較低的聚合物，流動(dòng)度小，熔體粘度低，熔融指數(shù)大，加工流動(dòng)性好。 分子量較低的聚合物的力學(xué)強(qiáng)度和硬度等較低4成纖聚合物的一般特性，纖維成型過程，紡絲液體的制備，工業(yè)生產(chǎn)主要紡絲成形方法。1）分子量較高，分子間作用力（含強(qiáng)極性基團(tuán)或氫鍵 ）較大；可制成強(qiáng)度好的纖維；2）無較長支鏈、交聯(lián)結(jié)構(gòu)和很大的取代基團(tuán)，為線型結(jié)構(gòu)，結(jié)晶性較好，使拉伸取向結(jié)晶后，纖維的強(qiáng)度和模量較高。3）分子量分布窄：低分子級(jí)份過多，纖維強(qiáng)度下降；高分子級(jí)份太多，熔體粘度急劇增大，出現(xiàn)凝膠型顆粒，難于拉伸取向。4） 溶解或熔融后，液體具有適度的粘度；5） 良好的熱穩(wěn)定。纖維成形過程包括：液體紡絲及液體細(xì)流的冷卻固化過程紡絲

5、液體的制備：成纖聚合物的熔融/成纖聚合物的溶解：溶劑同高聚物相互擴(kuò)散、滲透、溶解的過程。工業(yè)生產(chǎn)中，纖維紡絲成形的方法：熔法紡絲、干法紡絲、濕法紡絲5解釋：應(yīng)變軟化；應(yīng)力硬化；塑性形變及其實(shí)質(zhì)。Tb是塑料使用的下限溫度;應(yīng)變軟化：材料在拉伸時(shí)發(fā)熱，溫度升高，以致形變明顯加速，并出現(xiàn)形變的細(xì)頸現(xiàn)象。 應(yīng)力硬化：隨著取向度的提高，分子間作用力增大，引起聚合物粘度升高，表現(xiàn)出“硬化”傾向，形變也趨于穩(wěn)定而不再發(fā)展。 塑性變形：材料在外力作用下產(chǎn)生不可逆的變形。實(shí)質(zhì)：大分子鏈的解纏和滑移隨溫度升高，屈服強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度均下降，兩曲線在Tb 相交。T<Tb時(shí)，斷裂強(qiáng)度低

6、于屈服強(qiáng)度，曲服前材料已斷裂；材料因脆性而失去使用價(jià)值； 溫度在Tb Tg ，較大外力作用下，非晶高聚物產(chǎn)生強(qiáng)迫高彈形變，強(qiáng)迫高彈性是塑料具有韌性的原因6根據(jù)線性聚合物塑性拉伸的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，可獲得哪些性能參數(shù)?彈性模量，屈服強(qiáng)度（應(yīng)力），定伸強(qiáng)度,  抗張強(qiáng)度（應(yīng)力），斷裂伸長率，斷裂能7分析聚合物在貯存或使用過程中，制品變形和收縮的原因，提出穩(wěn)定制品形狀的方法。原因：1) 成型時(shí)熔體的驟冷，使大分子堆積松散   (自由體積大)； 2)  貯存或使用中，大分子或鏈段重排運(yùn)

7、動(dòng)，后結(jié)晶等，使堆積變緊密，密度增加，體積收縮。 隨冷卻速度增大，體積收縮程度增大。3)   驟冷對(duì)制件質(zhì)量不利，降低制品尺寸和形狀的穩(wěn)定性，嚴(yán)重變形或收縮不勻形成的內(nèi)應(yīng)力，使制品開裂。同時(shí)降低制品的綜合性能  改進(jìn)方法： 在（TgTf）對(duì)制品熱處理，可縮短松弛時(shí)間，加速結(jié)晶，使制品形狀較快穩(wěn)定。如PC,  PS,  PA,  PVC等。8說明粘度對(duì)剪切速率和溫度的敏感性在成型加工中的應(yīng)用。1） 在煉膠、壓延、壓出和注射成型中，提高剪切速率和溫度，聚合物粘度降低，可

8、改善加工流動(dòng)性。 2）外力解除或流動(dòng)停止時(shí)（材料或半成品停放過程中），降低溫度，粘度增大，使半成品有良好的挺性，不易變形。 3） 可根據(jù)原材料特性，正確選擇加工工藝（剪切速率和溫度） PS、PE、PP和PVC等的粘度對(duì)剪切速率敏感，通過提高剪切速率可降粘，改善加工流動(dòng)性。 PS、PC、 PMMA 、CA 、 PET 、PA等的粘度對(duì)溫度敏感，通過提高加工溫度可降粘，改善加工流動(dòng)性。 POM、PC、PET和PA 的粘度對(duì)剪切速率不敏感4） 加工制品時(shí)，合理的加工剪切速率范圍應(yīng)選擇在粘度對(duì)剪切速率不敏感區(qū)域（400秒-1 600秒-1以上）9 說明壓力對(duì)熔體粘度的影響機(jī)理，壓力-溫度等效性原理。增

9、大壓力，自由體積減小，大分子間距離縮小，鏈段活動(dòng)范圍減小，分子間作用力增加，熔體粘度增大。但單純通過增大壓力提高熔體流量不恰當(dāng)， 過大壓力造成功率消耗過大，設(shè)備磨損更大。不同聚合物的壓縮率不同，粘度對(duì)壓力的敏感性不同壓力從138公斤厘米2升至173公斤厘米2 ， HDPE和PP的粘度增加47倍，PS的粘度增加100倍壓力溫度等效性加工溫度范圍， 增加壓力或降低溫度，可使熔體獲得同樣的粘度變化。壓力增加到1000大氣壓，等效于降溫3050。根據(jù)壓力-溫度等效性原理， 加工中為維持粘度恒定，增加熔體壓力的同時(shí)，應(yīng)提高溫度10解釋控制加工溫度是調(diào)節(jié)熱塑性聚合物熔體流動(dòng)性的重要手段, 但PE、PP 、

10、POM和天然橡膠等加工時(shí)，粘度對(duì)加工溫度變化并不敏感。11分別說明固體填充劑（以炭黑為例）、增塑劑或溶劑對(duì)聚合物粘度的影響。通常，固體填料用量（ 10%50wt% ）增加，粒徑減小，表面活性增高，會(huì)阻礙大分子鏈段的運(yùn)動(dòng)，使聚合物熔體粘度增大。尤其加入活性炭黑的橡膠。炭黑粒子細(xì)、表面含有活性基團(tuán)，與高聚物的親合性極好，可形成化學(xué)或物理結(jié)點(diǎn)，阻礙大分子鏈的運(yùn)動(dòng)和滑移，使粘度大幅升高。增塑劑類小分子或溶劑，會(huì)增大分子間距離，減小分子間作用力和流動(dòng)阻力，使聚合物粘度降低。 液體或增塑劑的作用： 削弱聚合物分子間力，分子間距離增大，纏結(jié)減少，使聚合物粘度降低；隨溶

11、劑含量增加，出現(xiàn)非牛頓流動(dòng)的臨界剪切速率升高，牛頓性增強(qiáng)。  相容性對(duì)粘度影響：1)增塑劑與聚合物之間相溶性好  隨濃度增大，增塑劑/聚合物體系的粘度上升；聚合物粒子被溶脹，形成軟外層，剪切力增大時(shí)，容易變形滑過，表現(xiàn)假塑性流動(dòng)； 2)增塑劑與聚合物之間相溶性差 剪應(yīng)力作用時(shí)，粒子間相互滑移困難，膨脹性流動(dòng)行為。12熱固性聚合物加工工藝關(guān)鍵? 使熱固性聚合物在 交聯(lián)之前， 完成流動(dòng)過程熱固性成型設(shè)備與模具溫度的控制：注射或擠出的溫度控制 ：粘度最低，不迅速交聯(lián)的溫度；模具或后處理的溫度控制：有利于迅速硬化的溫度。13.賓漢流體、牛頓流

12、體、膨脹性流體、假塑性流體、觸變性液體，震凝性液體觸變性液體：在恒溫和恒定的切變速率下，粘度隨時(shí)間遞減的流體。 震凝性流體：在恒溫和恒定的切變速率下，粘度隨時(shí)間遞增的流體。賓漢流體：與牛頓型流體的流動(dòng)曲線均為直線，但它不通過原點(diǎn)，只有當(dāng)剪切應(yīng)力超過一定屈服應(yīng)力值之后才開始塑性流動(dòng)14賓漢流體、牛頓流體、膨脹性流體、假塑性流體、觸變性液體，震凝性液體? 對(duì)于每一種流體，各試舉出一個(gè)例子，其中多數(shù)聚合物熔體屬于哪一類流體？賓漢流體：牙膏，巧克力醬牛頓流體：酒，汽油膨脹性流體：淀粉溶液，蜂蜜假塑性流體：蛋黃醬，血液觸變性液體：油漆，護(hù)手霜震凝性液體：飽和聚酯15影響聚合物粘度的環(huán)境因素有哪

13、些? 粘度對(duì)剪切速率敏感的聚合物有哪幾種? 粘度對(duì)溫度敏感的聚合物有哪幾種? 溫度、應(yīng)力、應(yīng)變速率、低分子物(溶劑)等PS、PE、PP和PVC等的粘度對(duì)剪切速率敏感，通過提高剪切速率可降粘，改善加工流動(dòng)性PS、PC、 PMMA 、CA 、 PET 、PA等的粘度對(duì)溫度敏感，通過提高加工溫度可降粘，改善加工流動(dòng)性16 影響聚合物粘度的結(jié)構(gòu)因素有哪些?如何用熔融指數(shù)儀辨別聚合物分子量大小及其分布?聚合物結(jié)構(gòu)（鏈結(jié)構(gòu)和極性、分子量、分子量分布和組成等）流動(dòng)粘度源于分子間內(nèi)摩擦，分之間作用力小，分子鏈柔性高，相對(duì)位移容易，粘度低，流動(dòng)性好。（1）鏈柔性大，纏結(jié)點(diǎn)多，解纏和滑移困難，非牛頓性愈強(qiáng)；（2）

14、鏈剛性或分子間力大(極性和結(jié)晶)，粘度高，加工難；粘度的溫敏性增加，升溫可增大流動(dòng)性(PC、PS、PET 、PA)；（3）長支鏈高分子中，主鏈及支鏈均形成纏結(jié)結(jié)構(gòu)，其粘度大于直鏈高分子粘度，其粘度對(duì)剪切速率的敏感性增大。短支鏈高分子, 大分子纏結(jié)減小，分子間距離增大，分子間作用力降低, 其粘度低于直鏈高分子粘度。（4）分子中含大側(cè)基，自由體積增大，粘度對(duì)壓力和溫度敏感性增加，升溫和升壓均能改變流動(dòng)性（PMMA，PS） 流動(dòng)是分子鏈間發(fā)生相對(duì)位移，分子量增大，分子的纏結(jié)程度提高，分子間作用力增大，分子鏈重心移動(dòng)愈慢，流動(dòng)需更長時(shí)間和更多能量，粘度增大分子量分布寬，剪切速率增大，熔體粘度迅速下降，

15、表現(xiàn)更多假塑性；分子量分布窄，在寬剪切速率范圍內(nèi)，熔體表現(xiàn)更多牛頓性17聚合物流體有幾種流動(dòng)類型?什么是零切粘度、極限粘度、表觀粘度? 零切粘度，就是當(dāng)剪切速率趨于零時(shí)，非牛頓指數(shù)n=1，表觀粘度與剪切速率無關(guān)，流體流動(dòng)性之與牛頓性流體相仿，粘度趨于常數(shù)，稱零切粘度表觀黏度，是指在一定速度梯度下，用相應(yīng)的剪切應(yīng)力除以剪切速率所得的商。表觀黏度有可能大于真實(shí)黏度也有可能小于真實(shí)黏度極限黏度18拖曳流動(dòng)，收斂流動(dòng)，管外拉伸流動(dòng)的特點(diǎn)收斂流動(dòng)：在流道截面尺寸逐漸變小的錐管或其它形狀管道中的流動(dòng)。特點(diǎn)：流動(dòng)液體受剪切和拉伸兩種作用。 拖曳流動(dòng)：管道或口模的一部分運(yùn)動(dòng)，使聚合物隨管道或口模的運(yùn)動(dòng)部分產(chǎn)生

16、拖曳流動(dòng)。特點(diǎn)：剪切流動(dòng)，液體壓力降及流速分布受運(yùn)動(dòng)部分的影響。管外拉伸流動(dòng)：非抑制性收斂流動(dòng)（拉伸流動(dòng)），壁面速度不為 0；收斂角很??；拉伸方向存在速度梯度dvz / dz；拉伸流動(dòng)區(qū)，聚合物細(xì)流在徑向不存在速度梯度，細(xì)流截面上各點(diǎn)的速度相同。19評(píng)價(jià)聚合物流變性的常用儀器和方法有哪些 ?毛細(xì)管粘度計(jì)、 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、落球粘度計(jì)、 熔融指數(shù)儀、 螺旋流動(dòng)試驗(yàn)和轉(zhuǎn)矩流變儀等。1）擠出式毛細(xì)管粘度計(jì)： 剪切速率，10-16 秒-1 ，熔體和溶液，102 8 泊 能觀察熔體彈性行為和熔體破裂等現(xiàn)象。2）旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)： 剪切速率， 10-3 105 秒-1 轉(zhuǎn)筒式適合濃溶液，錐板和平板式適合熔體。 能觀

17、測聚合物體系的彈性行為和松弛特性。3) 落球粘度計(jì)：剪切速率。10 -2 秒-1以下，溶液。4）熔融指數(shù)儀、螺旋流動(dòng)試驗(yàn)和轉(zhuǎn)矩流變儀等。20非牛頓液體在管壁上產(chǎn)生滑移的原因。 判斷各種因素對(duì)入口效應(yīng)和離模膨脹的影響。理論上，管壁液體流速為零。 實(shí)際上，管壁上液體產(chǎn)生滑移。流動(dòng)過程中聚合物分子量的分級(jí)效應(yīng)；聚合物中低分子物導(dǎo)致的分層流動(dòng)影響入口效應(yīng)和離模膨脹的各種因素 與流動(dòng)中的彈性成分增加密切相關(guān)(聚合物性質(zhì)，應(yīng)力或應(yīng)變速率，溫度以及管道形狀等) 。（1） 分子量高、分子量分布窄和非牛頓性強(qiáng)的聚合物流動(dòng)中儲(chǔ)存的可逆彈性成分多，松弛時(shí)間長，離模膨脹明顯；（2）高彈性模量的聚合物流動(dòng)中可

18、逆彈性應(yīng)變少，離模膨脹降低； PA，POM，PET，Df/D =1.5； PP，PE ，Df/D = 34.5（3）應(yīng)力 或應(yīng)變速率 的提高使流動(dòng)中法向應(yīng)力差和可逆彈性應(yīng)變增加，出口膨脹嚴(yán)重；（4）熔體溫度的影響：低剪切速率下，降低熔體溫度，使入口區(qū)彈性應(yīng)變增加，松弛時(shí)間延長，離模膨脹變大；超過臨界剪切速率，膨脹比反而降低，為不穩(wěn)定流動(dòng)。（5） 管子流道尺寸和形狀的影響：增大管徑 D 或 管長徑比（ LD），減小入口端 收斂角，能降低液體中的可逆彈性應(yīng)變，使離模膨脹降低。管道形狀的影響：窄縫口模厚度方向的膨脹比 其水平方向膨脹比圓形口模21分析管道中流動(dòng)液體，管中心區(qū)域溫度低 ，管壁附近區(qū)域溫

19、度高的原因。（1）摩擦熱  管中心，剪應(yīng)力（剪切速率）低，摩擦熱??； 隨半徑增大，剪應(yīng)力和剪切速率增加，管壁區(qū)域的摩擦熱最大。 （2）膨脹冷卻效應(yīng)  流體沿流動(dòng)方向，存在壓力降，體積逐漸膨脹，表觀密度減小。 膨脹作用消耗液體中部分能量，產(chǎn)生冷卻效應(yīng)。管壁： 限制和摩擦力較大，膨脹率小，冷卻效應(yīng)較?。还苤行模号蛎浡蚀?，冷卻效應(yīng)更大。22端末效應(yīng)對(duì)加工主要有哪些不利影響 ? 減小或消除端末效應(yīng)和不穩(wěn)定流動(dòng)的主要方法。端末效應(yīng)：:不管是那種截面流道的流動(dòng)方程，都只能用于穩(wěn)態(tài)流動(dòng)的流體，但總有不穩(wěn)態(tài)流動(dòng)。（包括入口效應(yīng)和離

20、模膨脹）加工中如何減小入口效應(yīng)和離模膨脹的影響注射、擠出和紡絲中，入口效應(yīng)和離模膨脹導(dǎo)致產(chǎn)品變形和扭曲，降低尺寸穩(wěn)定性， 增大內(nèi)應(yīng)力，降低機(jī)械性能。增加（LD）或口模平直段長度Ls，減小收斂角；降低加工應(yīng)力，提高加工溫度，適當(dāng)速度的牽引拉伸；在保證產(chǎn)品性能的前提上，選用分子量較低、分子量分布較寬的樹脂。 ？23“拉伸變硬”及其在加工中的應(yīng)用。吹塑薄膜或擠壓中空容器型型坯時(shí)，采用 “拉伸變硬” 的物料, 制品很少出現(xiàn)應(yīng)力集中或局部強(qiáng)度變?nèi)醵屏?，可獲得形變均勻的制品，有利于擠壓中空容器型坯、紡絲、吹塑薄膜以及片材的熱成型?！袄熳兿　睍?huì)導(dǎo)致材料破壞。24入口效應(yīng)（入口端產(chǎn)生更大壓力降）的原因（1

21、）大管小管（液體收斂流動(dòng)），流速和剪切速率增大，要消耗更多的能量才能相應(yīng)提高剪應(yīng)力和壓力梯度；（2）流速增大，液體動(dòng)能增加，使能量消耗增多；（3）液體剪切速率的增大，使大分子伸展取向更大，高彈形變增加，要克服分子內(nèi)和分子間的作用作力，也要消耗能量。導(dǎo)致液體進(jìn)入小管時(shí)，能量消耗增多，壓力降更大。25聚合物結(jié)構(gòu)和固體雜質(zhì)對(duì)聚合物結(jié)晶的影響;（1）摩擦熱  管中心，剪應(yīng)力（剪切速率）低，摩擦熱小； 隨半徑增大，剪應(yīng)力和剪切速率增加，管壁區(qū)域的摩擦熱最大。 （2）膨脹冷卻效應(yīng)  流體沿流動(dòng)方向，存在壓力降，體積逐漸膨脹，表觀密度減小。

22、0;膨脹作用消耗液體中部分能量，產(chǎn)生冷卻效應(yīng)。管壁： 限制和摩擦力較大，膨脹率小，冷卻效應(yīng)較小；管中心：膨脹率大，冷卻效應(yīng)更大。26聚合物結(jié)晶的溫度范圍?結(jié)晶過程是大分子鏈段重排進(jìn)入晶格，有無序變?yōu)橛行虻乃沙谶^程。 （1）重排需要一定的熱運(yùn)動(dòng)能，當(dāng)TTg  ，大分子雙重運(yùn)動(dòng)凍結(jié)，不能發(fā)生分子重排和結(jié)晶。(2）穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)的形成需要足夠內(nèi)聚能，當(dāng)TTm，分子熱運(yùn)動(dòng)的自由能大于內(nèi)聚能，難形成有序結(jié)構(gòu)。結(jié)晶所必需的熱力學(xué)條件：熱運(yùn)動(dòng)能和內(nèi)聚能有適當(dāng)比值結(jié)晶的溫度范圍在： TgTTm27熔融溫度和時(shí)間對(duì)成核、結(jié)晶和制品性能等影響;1加工熔融溫度原料本身

23、結(jié)晶度高，晶粒較完整，重新熔化需較高溫度。加工溫度高， 對(duì)原結(jié)晶結(jié)構(gòu)破壞愈多，殘存晶核愈少；2熔融狀態(tài)的停留時(shí)間高溫停留時(shí)間長，對(duì)原結(jié)晶結(jié)構(gòu)破壞愈多，殘存晶核愈少3熔融溫度和熔融時(shí)間對(duì)成核過程和制品性能的影響熔融溫度高和熔融時(shí)間長，冷卻時(shí)，殘存晶核少，結(jié)晶主要為均相成核，成核需要誘導(dǎo)期，結(jié)晶速度慢，結(jié)晶尺寸較大；熔融溫度低和熔融時(shí)間短，冷卻時(shí)，殘存晶核引起異相成核，結(jié)晶速度快，晶體尺寸小而均勻，有利于提高力學(xué)強(qiáng)度、耐磨性和熱畸變溫度28 何謂高分子的取向? 取向和結(jié)晶有何異同 ? 取向?qū)酆衔镄阅苡绊懙睦?。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)

24、晶高聚物的晶片、晶帶沿特定方向擇優(yōu)排列。結(jié)晶取向的異同（1）高分子的結(jié)晶屬于高分子的一個(gè)物理特性，不是所有的高聚物都會(huì)結(jié)晶，而所有的高聚物都可以在合適的條件下發(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(gè)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)部和分子鏈之間的相互作用下發(fā)生的，外部作用也可以對(duì)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(huì)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(dòng)取向），也可以在室溫下進(jìn)行冷

25、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)。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)的取向發(fā)展很快，非晶區(qū)取向較慢。取向能提高拉伸制品的力學(xué)強(qiáng)度，還可使分子鏈有序性提高，這有利于結(jié)晶度的提高，從而提高其耐熱性。在纖維和薄膜的生產(chǎn)中取向狀況的控制顯得特別重要。但對(duì)其他成型制品，如果流動(dòng)過程中取向得以保存，則制品的力學(xué)強(qiáng)度會(huì)降低并易變型，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成內(nèi)力不均而易開裂。29 聚合物中的低分子物(溶劑或增塑劑)對(duì)取向的影

26、響使 Tg 和Tf 降低，高彈形變活化能減小 ，松弛時(shí)間縮短；內(nèi)摩擦減弱，聚合物形變加速，易于取向，且取向應(yīng)力和溫度降低；但解取向速度增大。取向后，去除溶劑或形成凝膠有利于保持取向結(jié)構(gòu)。 30聚合物中不對(duì)稱性固體物（纖維）的取向特點(diǎn)?纖維取向方向與液流方向一致；取向主要依賴于剪切力而非溫度；制品使用時(shí)，不發(fā)生解取向；導(dǎo)致制品性能呈現(xiàn)各向異性。31球晶拉伸形變過程有哪些階段?？32聚合物結(jié)構(gòu)對(duì)降解的影響。加工時(shí)的能量 共價(jià)鍵能； 從弱鍵開始降解（1）（2） CCC ， 雙鍵位置上的單鍵不穩(wěn)定，含不飽和雙鍵的橡膠比飽和聚合物更易降解、（3） 極性大和分布規(guī)整的取代基，增加主鏈的穩(wěn)定性；不規(guī)整取代基

27、，使聚合物穩(wěn)定性降低。（4）主鏈有芳環(huán)、飽和環(huán)、雜環(huán)，等規(guī)立構(gòu)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)的聚合物，穩(wěn)定性好。（5）含碳雜鏈結(jié)構(gòu)的大分子，鍵能弱；對(duì)雜質(zhì)（微量水分、 酸、堿等極性物） 敏感，易發(fā)生無規(guī)降解，穩(wěn)定性差。33游離基鏈?zhǔn)浇到膺^程中伴隨聚合物結(jié)構(gòu)的變化，其活性鏈轉(zhuǎn)移和減短階段會(huì)形成哪些產(chǎn)物；其鏈終止階段可能形成的降解產(chǎn)物有哪些。初始游離基使相鄰CC鍵斷裂，同時(shí)形成以下產(chǎn)物1新游離基和分子鏈末端有雙鍵的降解產(chǎn)物(2)新游離基和單體(3) 游離基向鄰近大分子轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生有支鏈的降解產(chǎn)物鏈終止游離基結(jié)合，鏈終止, 過程中伴隨聚合物結(jié)構(gòu)的改變，(1)形成線型降解產(chǎn)物(2) 形成支鏈型降解產(chǎn)物(3) 形成交聯(lián)降解產(chǎn)

28、物(4) 兩游離基歧化，活性消失，分別形成不飽和和飽和產(chǎn)物。34易發(fā)生水降解的聚合物有哪些。水解的難易取決于聚合物結(jié)構(gòu)中是否存在被水解的基團(tuán)35降解的實(shí)質(zhì)，降解機(jī)理的分類。降解的實(shí)質(zhì)：大分子的斷鏈；交聯(lián)；分子鏈結(jié)構(gòu)的改變；側(cè)基的改變；上述四種的綜合作用。分類： 鏈鎖降解和無規(guī)降解。 聚合物以熱降解為主；力、氧和水引起的降解居其次；光、超聲波和核輻射的降解很少。36加工過程中減小和避免聚合物降解的措施。(1)  嚴(yán)格控制原材料（雙鍵，支鏈，多分散性等），減少雜質(zhì)的催化降解作用；（2）嚴(yán)格干燥，控制樹脂 (聚酯,聚酰胺,聚醚等) 水含量（

29、< 0.01 0.05）；  (3)  確定合理的加工工藝和加工條件；（4）設(shè)備和模具應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)； (5) 根據(jù)聚合物特性， 在配方中添加抗氧劑、穩(wěn)定劑等。37交聯(lián)度。大分子上總的反應(yīng)活性中心中已參與交聯(lián)的分?jǐn)?shù)38影響聚合物大分子交聯(lián)的因素。(1)  溫度的影響： 溫度升高，硬化時(shí)間縮短，硬化速度加快。初期，溫度升高，流動(dòng)性增大； 隨溫度升高，最大流動(dòng)峰對(duì)應(yīng)的時(shí)間提前；溫度升高，交聯(lián)速度加快。 (2)  硬化時(shí)間的影響：隨交聯(lián)形成，聚

30、合物流動(dòng)性降低，大分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)減慢，交聯(lián)反應(yīng)愈來愈困難； 大分子中反應(yīng)活性點(diǎn)或官能團(tuán)濃度逐漸降低，交聯(lián)速度降低，交聯(lián)度<100%，交聯(lián)聚合物中保留有殘存的活性點(diǎn)。39環(huán)氧樹脂交聯(lián)的過程（階段）。3-3 P211 21240 PVC的非正常交聯(lián)反應(yīng)過程是如何進(jìn)行的。3-3 p209-21041應(yīng)力對(duì)聚合物大分子交聯(lián)有哪些影響。增大加工過程中的擴(kuò)散因素（流動(dòng)，攪拌等）或剪切作用，能增加官能團(tuán)或活性點(diǎn)間接觸和反應(yīng)的機(jī)會(huì)，加快交聯(lián)反應(yīng)速度；引起應(yīng)力活化作用，使大分子間反應(yīng)活化能降低，反應(yīng)速度增加。42橡膠硫化（交聯(lián)，固化）過程的四個(gè)階段及其各階段對(duì)橡膠性能的影響。1硫化起步階段 (焦燒

31、期或硫化誘導(dǎo)期) ：硫化時(shí)膠料開始變硬，到不能進(jìn)行熱塑性流動(dòng)的那一段時(shí)間。交聯(lián)未開始，焦燒期內(nèi)膠料在模具內(nèi)具有流動(dòng)性2欠硫階段 (預(yù)硫)：膠料的交聯(lián)度很低，硫化膠力學(xué)性能較低，制品無實(shí)用意義。3 正硫階段：制品達(dá)到適當(dāng)交聯(lián)度，硫化膠綜合機(jī)械性能最好。對(duì)應(yīng)硫化的正硫化溫度和正硫化時(shí)間4 過硫階段： 超過正硫化平坦期之后，由于斷鏈多于交聯(lián)，橡膠出現(xiàn)硫化返原現(xiàn)象而變軟；或因交聯(lián)繼續(xù)占優(yōu)勢和環(huán)化結(jié)構(gòu)增多，橡膠變硬，伸長率降低，使橡膠性能受損。43粉料和粒料的制備過程, 混合、捏和與塑煉的區(qū)別1）混合 - 固態(tài)組分間的混合，如粉狀固體物；2）捏和 - 液態(tài)與固體物料的浸漬和混合，捏合機(jī)中，借助剪切作用；

32、混合和捏和， T < Tf，緩和的剪切速率下進(jìn)行，物料各組分本質(zhì)基本無變化；3）塑煉-塑性物料與液體或固體物料的混合。塑煉， T > Tf，熔融狀態(tài)下，較強(qiáng)剪切速率下進(jìn)行，組分化學(xué)或物理性質(zhì)有所44初混合的目的，常用的初混合設(shè)備。熔點(diǎn)以下，低剪切下的混合 增加各組分微粒的無規(guī)排列程度，獲得原料組份間的一定均勻性； 增加塑煉前的各組分物料的均勻性，縮短塑煉時(shí)間，減輕降解；設(shè)備：轉(zhuǎn)鼓式混合機(jī)、螺帶混合機(jī)、Z型捏合機(jī)、高速混合機(jī)45塑煉的目的，塑煉工藝控制因素，常用的塑煉設(shè)備。1 塑煉的目的： 使物料在剪切力作用下，熱熔、剪切混合達(dá)到適當(dāng)柔軟度和可塑性，使各組分分散更趨均勻，同時(shí)驅(qū)出其中

33、的揮發(fā)物，改變物料的性狀，利于輸送和成型。2塑煉工藝控制： 塑煉時(shí)間、塑煉溫度、剪切力3塑煉設(shè)備 雙輥塑煉機(jī)， 密煉機(jī)，擠出機(jī)46內(nèi)潤滑劑，外潤滑劑，潤滑劑的作用機(jī)理改進(jìn)熔體流動(dòng)性，減少或避免對(duì)設(shè)備的粘附，提高制品表面光潔度等（包括脫模劑）；內(nèi)潤滑劑：與聚合物有一定相溶性，可減少聚合物分子間的內(nèi)聚力，削弱分子間內(nèi)摩擦，降低熔體粘度 。 硬酯酸及其鹽類、硬酯酸丁酯、硬脂酰胺，油酰胺等。外潤滑劑：與聚合物相溶性小，成型過程中易析出至表面，粘附于設(shè)備表面，形成潤滑劑層，降低熔體和設(shè)備表面間的摩擦，防止熔體對(duì)設(shè)備的粘結(jié)，避免降解。 硬酯酸、石蠟、礦物物油及硅油等。47樹脂溶液配制所用設(shè)備和配料方法設(shè)備

34、：溶解釜（強(qiáng)力攪拌，加熱夾套）方法：慢加快攪和低溫分散法，以不出現(xiàn)聚合物結(jié)塊為度。慢加快攪：先加熱溶劑至一定溫度，高速攪拌下，緩慢投入粉狀或片狀聚合物。48粉料和粒料的配制一般分為哪四步，混合過程一般是靠哪三種作用來完成。答：粉料和粒料的配制一般分為四步：原料的準(zhǔn)備，包括原料的預(yù)處理、稱量及輸送。 初混合，是在聚合物熔點(diǎn)以下的溫度和較為緩和的剪切應(yīng)力下進(jìn)行的一種簡單混合?；旌蠒r(shí)的加料次序：樹脂、增塑劑、由穩(wěn)定劑、潤滑劑、染料等調(diào)制的混合物和其它固態(tài)填料等。初混物的塑煉，塑煉的目的是為了改變物料的性狀，使物料在剪切力的作用下熱熔、剪切混合達(dá)到適當(dāng)?shù)娜彳浂群涂伤苄?，使各組分的分散更趨均勻

35、，同時(shí)還依賴于這種條件來驅(qū)逐其中的揮發(fā)物及彌補(bǔ)樹脂合成中帶來缺陷（驅(qū)趕殘余單體、催化劑殘余體等），使有利于輸送和成型等。塑煉物的粉碎和粒化，粉碎和?；际鞘构腆w物料在尺寸上得到減??；所不同的只是前者所成的顆粒大小不等，而后者比較整齊且具有固定形狀。49增強(qiáng)剪切混合效果的因素(方法)提高剪切速率，混合效果提高；改變剪切方向，混合效果提高。50塑料工業(yè)常用的混合設(shè)備及其用途常用混合設(shè)備：初混合設(shè)備：捏合機(jī)、高速混合機(jī)、管道式捏合機(jī)等，主要靠對(duì)流作用完成混合；塑煉設(shè)備： 雙輥塑煉機(jī)、密煉機(jī)和螺桿擠出機(jī)等，主要靠剪切作用完成混合。51混合的基本原理為哪三種作用(1) 擴(kuò)散：濃度差推動(dòng)（對(duì)于聚合物熔體，

36、擴(kuò)散作用不明顯）(2) 對(duì)流：機(jī)械攪拌下，達(dá)到各組分在空間上的均勻分布。物料的初混。(3) 剪切：機(jī)械剪切力，達(dá)到均勻混合，物料組分的形態(tài)發(fā)生變化。塑煉。52標(biāo)注螺桿結(jié)構(gòu)的主要參數(shù), 討論螺桿結(jié)構(gòu)的各主要參數(shù)對(duì)加工能力、混合塑化效果等的影響。螺桿結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)：直徑、長徑比、螺距、螺槽深度、螺桿壓縮比、螺旋角、螺桿與料筒的間隙等。（1）螺桿直徑： 45150mm，D，加工能力 D2；（2）螺桿長徑比 : 1825。 L/D， 有利于混合和塑化，減少漏流，適應(yīng)性較強(qiáng)； L/D 過大，降解；螺桿下垂，功率消耗大； L/D過小，塑化不良。（3）螺桿壓縮比：加料段最初一個(gè)螺槽容積與均化段最后一 個(gè)螺槽

37、容積之比。表示塑料在通過螺桿全長范圍內(nèi)被壓縮的倍數(shù)。壓縮比，塑料受到的擠壓作用，有利于壓實(shí)物料和排除物料中的氣體。53標(biāo)注單螺桿擠出機(jī)和圓管擠出機(jī)頭的各結(jié)構(gòu)名稱。（4）螺槽深度（h）：h，剪切速率，傳熱效率，混合及塑化效率，生產(chǎn)率。熱敏塑料，深螺槽，PVC。熔體粘度低，熱穩(wěn)定性好的塑料，淺螺槽， PA（5）螺旋角 ：螺紋與螺桿橫斷面的夾角。 ， 產(chǎn)量 ，剪切作用和擠壓力。通常 =10300；等距螺桿（螺距=直徑），17041，（6 ）螺桿的各段結(jié)構(gòu)及其作用： 加（送）料段：將物料輸送往壓縮段，物料呈固態(tài)或部分熔化。螺槽容積可保持不變； 擠出結(jié)晶聚合物，加料段較長； 光滑的螺桿可減少物料與螺桿的

38、摩擦；冷卻料筒，在料筒內(nèi)壁面開縱向溝槽，增大物料與料筒摩擦，有利于物料輸送。 壓縮（遷移）段：固體物料轉(zhuǎn)化為熔體，壓實(shí)物料，排除低分子。螺槽容積逐減。物料壓縮率= 制品比重/塑料表觀比重，粉料（45）， 粒 料（2.53）。熔溫寬的PVC，壓縮段長；熔溫很窄的PA， 一個(gè)螺距。LDPE 105 120 ；HDPE 125 130 ，45 50 ； （7） 螺桿間隙： 0.1 0.6 mm 間隙大，生產(chǎn)率降低。 間隙小，剪切較大，塑化好； 間隙過小，強(qiáng)烈剪切使物料熱機(jī)械降解，螺桿與料筒壁易摩擦； 漏流和逆流減小，影響熔體的混合。 54擠出成型圓管的定型方法及其原理；3-3 42055 熔化(塑化

39、)物料的熱源； 擠出壓力是如何建立建立的。熱源（料筒傳熱；物料內(nèi)摩擦剪切生熱）擠出壓力的建立擠出成型時(shí)，沿料筒軸線方向，在物料內(nèi)部建立起不同的壓力。擠出壓力的建立是物料得以經(jīng)歷物理狀態(tài)變化，獲得均勻密實(shí)的熔體，并最后成型制品的重要條件之一。擠出壓力的建立主要源于：a. 螺桿壓縮比的存在（螺桿螺槽深度或螺距的逐漸減小）；b. 濾網(wǎng)和機(jī)頭（口模）等產(chǎn)生的阻力；56 擠出成型原理主要涉及哪三個(gè)過程，并簡述擠出成型過程。57 簡述擠出機(jī)頭的作用。改變?nèi)哿系牧鲃?dòng)方向，由螺旋流動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)；賦予成型壓力，使制品密實(shí)；使物料進(jìn)一步塑化均勻；熔體通過一定截面形狀的口模，取得所需形狀，成型制品。58簡述熔融理

40、論的物理模型；熔化理論的物理模型： 熔化過程，假設(shè)：(1)擠出過程穩(wěn)定，分界面位置固定不變；(2） 整個(gè)固相為均勻連續(xù)體；(3)熔溫范圍窄，固液相界面明顯；螺槽與固相的橫斷面是矩形。）在熱源（料筒傳熱；物料內(nèi)摩擦剪切生熱）作用下，螺槽固體物料 在料筒附近部分熔化，形成熔膜；2）熔膜厚度 > 螺紋間隙，熔膜被“拖曳”，匯集于熔池；3）固體床移向分界面，形成新熔膜；4）固體床減小，直至物料完全熔融。59寫出機(jī)頭特性曲線方程和螺桿特性曲線方程。繪制螺桿口模特性曲線圖, 討論螺桿和機(jī)頭特性曲線與擠出機(jī)生產(chǎn)率的關(guān)系，以及螺桿特性曲線與擠出量和壓力降的關(guān)系。3-3 40460交聯(lián)法制備交聯(lián)聚乙烯管的

41、工藝過程，偶氮化合物和過氧化物交聯(lián)法制備交聯(lián)聚乙烯管的交聯(lián)反應(yīng)機(jī)理; 61壓延成型；共擠出； 交聯(lián)擠出壓延成型是生產(chǎn)薄膜和片材的主要方法，它是將已經(jīng)塑化的接近粘流溫度的熱塑性塑料通過一系列相向旋轉(zhuǎn)著的水平輥筒間隙，使物料承受擠壓和延展作用，成為具有一定厚度寬度與割面光潔的薄片狀制品共擠出：使用數(shù)臺(tái)擠出機(jī)向一個(gè)復(fù)合機(jī)頭同時(shí)供給不同塑膠熔融料流、匯合  復(fù)合成多層混合制品的擠出工藝62 判斷螺桿轉(zhuǎn)速、螺桿與料筒的間隙、螺槽深度、均化段壓力降等對(duì)擠出機(jī)擠出量的影響；1. 螺桿轉(zhuǎn)速增加，擠出量增大，模具阻力增大（口模尺寸減小），擠出量減小，壓力降增加2. 螺槽深淺對(duì)物料壓力、擠出量

42、和熔體溫度的影響。3. 壓力（模具阻力）變化時(shí), 淺螺槽螺桿， 擠出量的波動(dòng)較?。粶\螺槽螺桿，對(duì)料溫的影響較小。 4. 均化段長度對(duì)擠出量的影響口模阻力變化和機(jī)頭內(nèi)壓較大波動(dòng)時(shí)，均化段長度較長時(shí), 擠出量變化較小63熔體在均化段輸送，其流動(dòng)的主要形式。雙螺桿擠出機(jī)的特點(diǎn)。雙螺桿擠出機(jī)的特點(diǎn)：1）強(qiáng)制輸送物料：螺桿互相嚙合，利用嚙合空間將物料推向前。 2）對(duì)物料的剪切力大、塑化效果好：反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿，嚙合處螺棱、螺槽的速度方向相同，速度差； 同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿，嚙合處螺棱、螺槽的速度方向相反，剪切力大，生熱多，3） 螺桿具有自潔作用：兩根螺桿的螺棱、螺槽存在速度差，互相剝離或刮去粘附的螺桿上的積料。

43、錐形雙螺桿擠出機(jī)可直接加工PVC粉料，省去造粒工序，可降低生產(chǎn)費(fèi)用。64注塑機(jī)螺桿螺桿的作用螺桿是注塑機(jī)的重要部件。它的作用是對(duì)塑料進(jìn)行輸送、壓實(shí)、熔化、攪拌和施壓。所有這些都是通過螺桿在料筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)來完成的。在螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，塑料對(duì)于機(jī)筒內(nèi)壁、螺桿螺槽底面、螺棱推進(jìn)面以及塑料與塑料之間在都會(huì)產(chǎn)生摩擦及相互運(yùn)動(dòng)65討論注塑過程中壓力的作用；注射過程中壓力的作用：() 預(yù)塑時(shí)，推動(dòng)料筒中塑料向前移動(dòng)，使塑料混合和塑化，克服固體粒子和熔體在料筒和噴嘴中流動(dòng)時(shí)的阻力；()充模階段應(yīng)克服澆注系統(tǒng)和型腔對(duì)塑料的流動(dòng)阻力，使塑料獲得足夠充模速度及流動(dòng)長度，使塑料在冷卻前充滿型腔；()保壓階段，壓實(shí)模腔中的塑料，對(duì)冷卻收縮的物料進(jìn)