成型加工原理

1、1、簡述材料加工的4個階段（1）混合、熔融和均化作用（2）輸送和擠壓（3）拉伸或吹塑（4）冷卻和固化2、寫出材料加工的幾種形式（1）聚合物熔體的加工（2）類橡膠狀聚合物的加工（3）聚合物溶液的加工（4）低分子聚合物或預聚物的加工（5）聚合物懸浮體的加工（6）聚合物的機械加工3、什么是聚合物的可擠出性？影響聚合物熔指的因素?？蓴D出性是指聚合物通過擠壓作用形變時獲得形狀和保持形狀的能力影響，聚合物熔指 的因素有溫度、壓力、聚合物本身。4、什么是聚合物的可紡性？可紡性是指聚合物材料通過加工形成連續(xù)的固態(tài)纖維的能力。5、聚合物可延性的概念及影響因素?？裳有员硎緹o定形或半結(jié)晶固體聚合物在一個方向或兩個方

2、向上受到壓延或拉伸時變形 能力。 影響因素：材料產(chǎn)生塑性形變的能力和應變硬化作用，溫度，拉伸強度。6、 什么叫流變學？研究物質(zhì)形變與流動的科學稱為流變學7、按受力不同，聚合物在加工過程中受到哪三種應力？剪切應力、拉伸應力、流體靜壓力8、什么叫剪切流動、拉伸流動？聚合物加工時受到剪切力作用產(chǎn)生的流動稱為剪切流動聚合物加工過程中受到拉應力作用引起的流動稱為拉伸流動9、什么叫聚合物流體？指處于粘流溫度Tf或Tm以上的熔體不高溫度下保持流動液體的溶液或懸浮液。6、切力變稀的原因（1）假塑性流體變現(xiàn)粘度的降低歸因于大分子的長鏈性質(zhì)（2）流動阻力減小，熔體粘度隨 剪切速度增大而降低（3）增大剪切速率使分子

3、物質(zhì)（溶劑）分離出來，導致體系被破壞， 流動阻力大大減小，液體的表現(xiàn)粘度隨之降低。7、綜合分析溫度對粘度的影響，為什么？TTf時，粘度對溫度的依賴關(guān)系R有當聚合物處于粘流溫度不寬的溫度范圍內(nèi)才適用當TgTTg+100C對于非晶態(tài)聚合物來說，粘度對溫度的依賴關(guān)系用WLF方程：對大多數(shù)聚合物一般Ts-Tg約為43C8、簡述聚合物本身的性能對塑料制品加工過程，產(chǎn)品性能的影響。（1）分子量的影響，分子量增大，有利于提高制品的強度，但流動性低，加工困難，分子 量減少，易于成型，但制品性能太差（2）分子量分布的影響，分子量分布寬對影響材料和 加工性能，分子量分布低時可能熱降解。（3）顆粒結(jié)構(gòu)的影響，表面毛

4、糙不規(guī)則，多孔疏 松的粒子，易吸收增塑劑，表面規(guī)則實心無孔的粒子，不易吸收增塑劑。（4）粒度的影響， 粒度增大，易造成混合不均勻現(xiàn)象，粒子過細易造成粉塵飛揚和容積計量困難9、什么叫增塑劑？解釋增塑劑原理及分類增塑劑是增加塑料柔韌性、玻璃化溫度下降、粘度減小，流動性增加，改善加工性能的對熱 和化學劑都很穩(wěn)定的一類有機化合物。原理：沒有增塑的聚合物分子鏈建存在范德華力， 偶極吸力等作用，作用力大小取決于分子鏈中各基團的性質(zhì)，具有強極性基團的分子間作用 力大，有非極性基團的分子間作用力小。分類：外增塑：在加工過程中使用，將降低分子量有機物或聚合物在一定條件下添加到高聚物中，分為極性增塑劑和非極性增塑

5、劑。內(nèi)增塑：在分子鏈上引入其他取代基或短鏈段，降低了大分子間的吸引力，達到使剛性分子 鏈變軟和易于活動的目的。10、什么是防老劑？為防止或抑制降解或交聯(lián)破壞作用而加入的物質(zhì)統(tǒng)稱為防老劑。11、解釋填料，添加劑的作用。改善塑料的成型加工性能，提高制品的某些技術(shù)指標，賦予塑料制品某些新的性能，降低成 本和聚合物單耗。12、什么叫內(nèi)潤滑、外潤滑？內(nèi)潤滑與聚合物有一定的相溶性，加入后可減少聚合物分子間的內(nèi)聚力，降低其溶體粘度， 從而消弱聚合物間的內(nèi)摩擦。外潤滑劑與聚合物僅有很小的相溶性，而在成型過程中易從內(nèi)部折至表面而粘附于設(shè)備的接 觸表面形成潤滑劑層，降低了熔體和接觸表面的摩擦，防止塑料熔體對設(shè)備的

6、粘接。13、什么叫降解？歸納降解機理。分子量降低的作用稱為降解 （1）游離基鏈或降解：在熱和剪切力的影響下，聚合物進 行無規(guī)則降解，通過形成游離基的中間步驟，按連鎖反應機理進行，包括活性中心的產(chǎn)生、 鏈轉(zhuǎn)移、鏈減短、鏈終止。（2）逐步降解：在加工的高溫條件下，聚合物有雜質(zhì)時有選 擇進行降解，通常發(fā)生在碳-雜鏈處，雜鏈聚合物中斷裂部分是任意無規(guī)的，反應逐步進行 的，每步反應具有獨立性中間產(chǎn)物穩(wěn)定，斷裂機會隨分子量增加而增加。14、加工過程中聚合物產(chǎn)生降解的影響因素？1、聚合物結(jié)構(gòu)的影響2、溫度3、氧4、應力5、水分15、混合的概念，目的，三種形式?；旌习▋蓚€方面的含義：混合和分散混合系，將兩種

7、組分相互分布在各自所占的空間中，分散系指混合中一種或多種組分的物理 特性發(fā)生了一些內(nèi)部變化的過程。三種形式：混合，捏合，塑煉。16、什么是塑料加工的一次成型，二次成型？一次成型是通過加熱使塑料處于粘流態(tài)的條件下，經(jīng)過流動、成型和冷卻卻不硬化而將塑料 制成各種形狀的產(chǎn)品方法。二次成型指將一次成型所得的片管，板等塑料成品加熱使其處于類橡膠態(tài)（Tg-Tf）通過外 力作用使其形變而成型為各種簡單形狀，再經(jīng)冷卻定型而得產(chǎn)品。17、什么是擠出成型，有何特點？擠出成型即借助螺桿或螺塞的擠壓作用，使其熱熔化的熔體在壓力推動下強行通過口模而成 為具有恒定截面的連續(xù)型材的一種成型方法。18、單螺桿擠出機的主要部分

8、，簡述其工作原理。單螺桿擠出機主要包括，傳到加料裝置，料筒、螺桿、機頭和口模。螺桿擠出機借助螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓力和剪切力，使物料充分塑化和均勻混合，通過型腔成型。19、分析螺桿擠出機的主要參數(shù)（1）直徑D，生產(chǎn)效率與螺桿直徑的平方成正比。D增大，加工能力提高。（2）轉(zhuǎn)速n， 一般選擇最大速度的30-60%（3）長徑比，長徑比大改善物料溫度分布，有利于塑料的混 合和塑化，提高生產(chǎn)能力。過大時會使塑料受熱時間增長而降解，同時因螺桿自重增加，自 由端繞曲下垂，容易引起料筒與螺桿間摩擦，并使制造加工困難，增大了功率消耗，過短， 容易引起混煉的塑化不良（4）間隙，間隙小產(chǎn)量大（5）螺槽深度h，螺槽淺時，產(chǎn)

9、生較高 的剪切速率，利于桿筒壁和物料間的傳熱，生產(chǎn)率低。20、螺桿擠出機三段及作用。加料段：將料斗供給的料送往壓縮段，塑料在移動過程中一般保持固體狀態(tài)，由于受熱而部 分熔化。壓縮段：壓實物料，使物料由固體轉(zhuǎn)化為熔融體，并排除物料中的空氣。均化段：將熔融物料定容定壓的送入機頭使其在口模中成型。21、機頭口模的概念。機頭：將處于旋轉(zhuǎn)運動的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運動使塑料進一步塑化均勻，并將熔體均 勻而平穩(wěn)的導入口模，賦予必要的成型壓力，使塑料易于成型和所得制品壓實?？谀＃壕哂幸欢ń孛嫘蔚耐ǖ?，塑料熔體在口模中流動時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。22、什么叫中空吹塑成型

10、將擠出或注射成型的塑料管胚趁熱于半熔融的類橡膠時置于各種形狀的模具中，并即時在管 胚中通入壓縮空氣將其吹脹，是其緊貼于模壁上成型，經(jīng)冷卻脫模后即得中空制品。23、簡述擠出吹塑成型的工藝原理（1）管胚的形成通常直接由擠出機擠出，并垂掛在安裝于機頭正下方的預先分開的型腔中。（2）當下垂的型胚達合格長度后立即合模，并靠模具的切口將管胚切斷（3）從模具分型 面上的小孔插入的壓縮空氣吹管，送入壓縮空氣，使型胚吹脹緊貼模壁而成型（4）保持充 氣壓力使制品在型腔中冷卻定型后即可脫模24、說明擠出吹塑成型的工藝影響因素（1）型胚溫度，一般控制在材料的Tg-Tf之間，并偏向Tf 一側(cè)，（2）吹氣壓力，粘度低，

11、易變形選擇較低值，粘度大，模具高取較高值，另外薄壁和大容積用較高壓力，厚壁和小容 積則用較小壓力。（3）充氣速度，盡可能大一些，縮短吹脹時間，有利于制品取得較均勻 的的厚度和較高的表面（4）吹脹比，根據(jù)材料的種類和性質(zhì)，制品的形狀尺寸及型胚的尺 寸決定。（5）模溫，根據(jù)材料的種類確定，Tg高模高溫，Tg低模低溫，模溫度過低，塑料 冷卻過早，形變困難，過高冷卻時間長，生產(chǎn)周期增加。（6）冷卻時間，冷卻程度不夠， 易引起制品脫模變形，收縮率大和表面無光。25、熱成型的定義。利用熱塑料的片材作為原料制造塑料制品的一種方法，將裁成一定尺寸和形成的片材夾在模 具的框架上，讓其在Tg至Tf間的適宜溫度加熱

12、軟化，片材一邊受熱一邊延伸，而后憑借 施加的壓力，使其緊貼模具的型面，取得與型面相仿的形樣，經(jīng)冷卻定型和修整后即得制品。26、分析熱成型溫度對熱成型的影響。伸長率最大時的溫度應是最適宜的成型溫度，單隨溫度上升材料的抗張強度下降，應選用伸 長率較低的溫度或降低成型壓力。較低溫度會影響制品輪廓的清晰度和尺寸及形狀的穩(wěn)定 性，溫度過高會引起分解，材料變色和失去光澤等。27、聚合物成型過程中的兩種取向。（1）流動取向：在剪切流動中，在速度梯度作用下，蜷曲狀長鏈分子沿流動方向舒展和伸 直和取向（2）拉伸取向：拉伸取向可由高彈拉伸，塑料拉伸和粘流拉伸引起，拉伸時包含 鏈段形變和大分子鏈形變，兩過程同時進行

13、，但速率不同，外力作用，先是鏈段取向，再引 起大分子鏈的取向。28、分析聚合物拉伸流動取向。流動取向:在速度梯度的作用下，剪切流動蜷曲狀長鏈分子逐漸沿流動方向舒展伸直和取向， 由于熔體溫度很高，分子運動劇烈，流動取向的同時必然存在解取向的作用。拉伸取向：拉伸時包含鏈段的形變和大分子作為獨立結(jié)構(gòu)單元的形變，連個過程可以同時進 行，但速率不同。外力作用下最早發(fā)生的是鏈段的取向，進一步發(fā)生才引起大分子鏈的取向。29、與末拉伸相比拉伸薄膜的特點。（1）強度為拉伸薄膜的3-5倍，透明度和表面光澤好，對氣體和水蒸氣的滲透性等降低， 制品使用價值提高。（2）薄膜厚度減小，寬度增大，平均面積增大，成本降低。（

14、3）耐熱 耐寒性改善，使用范圍擴大。、30、什么叫單軸雙軸拉伸？單軸拉伸：拉伸只由一個方向進行的拉伸。雙軸拉伸：由平面的兩個不同方向進行的拉伸。31、說明注射成型的模具對溫度的影響。模具溫度低時，熔體粘度增大則流動困難，充模不足。模具溫度高時，流動性增加，制品表面光潔，制品模塑收縮率增大，提高制品密度，結(jié)晶度。32、注射成型的制品為什么要進行調(diào)溫處理，如何處理？原因：（1）注射成型的制品大都有結(jié)構(gòu)復雜，壁厚不均的特點（2）塑料成型時流動行為復 雜，有各種不同的取向，結(jié)晶。（3）制片各部分冷卻速度極難達到一致（4）制片中可能帶 嵌件（5）塑料在料筒中塑化質(zhì)量不均等。 方法：使聚合物大分子的彈性形

15、變得到松弛， 通過加熱制品到適宜溫度（Tg-Tm）之間來加速松弛過程，使制品中內(nèi)應力逐漸消除或降低。33、什么叫壓制成型。將粉狀粒狀碎屑狀或纖維狀的塑料放入加熱的陽模槽中，合上陽模后加熱使其熔化，并在壓 力作用下使物料充滿模腔，形成與模腔形狀一樣的模制品再加熱或冷卻，脫模后即得制品。34、壓制成型的模壓的作用（1）塑料在塑模中加速流動（2）增加塑料的密實度（3）克服樹脂在縮聚反應中放出的低 分子物及塑料中其他會發(fā)縮產(chǎn)生的壓力，避免出現(xiàn)腫脹，脫層等缺陷。（4）使模具緊密閉 合，從而使制品具有固定的尺寸，形狀，最小毛邊。（5）防止制品冷卻時發(fā)生形變35、分析模壓實踐對制品性能的影響模壓實踐太短，樹

16、脂固化不完全，制品物理機械性能差，外觀無光澤，制品脫模后易出現(xiàn)翹 曲，變形。模壓實踐過長：延長成型周期，降低進產(chǎn)率，使制品收縮率增加，制品性能降低36、什么是泡沫塑料，發(fā)泡原理和方法泡沫塑料是以氣體物質(zhì)為分散相識固體樹脂為分散介質(zhì)所組成的分散體原理：利用機械物理或化學作用，使產(chǎn)生的氣體分散在樹脂中形成空隙，此時樹脂受熱熔化， 或鏈段逐步增長達某一粘度，或交聯(lián)到某一程度，氣體不再逸出。方法：機械法，物理法，化學法。37、橡膠配合劑種類作用（1）硫化劑：使橡膠由線型長鏈分子轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀大分子（2）硫化促進劑：促進硫化作用， 降低硫化所需溫度，縮短硫化時間，改善硫化橡膠的物理機械性能（3）防老劑：抑制

17、橡膠 老化（4）增塑劑：使生膠軟化，便于加工，減少動力消耗，縮短混煉時間，增加制品的柔 軟性和耐寒性，增加膠料的自粘性和粘性（5）填充劑：提高硫化橡膠的物理機械性能38、橡膠塑煉的機理目的目的：（1）使各種配合劑均勻混合（2）便于加工（3）使橡膠的性質(zhì)均勻機理：（1）在力的作用下，形成游離基R-RR+R（2）在氧的作用下，形成過氧游離 基R +O2ROO （3）溫度-C=C-C雙鍵旁的單鍵斷裂（4）增塑劑，使平均分子量下降39、影響塑煉的因素（1）聚合物本身的結(jié)構(gòu)（2）壓力（3）氧氣（4）化學增塑劑（5）溫度40、混煉的目的，機理。目的：提高橡膠產(chǎn)品使用性質(zhì)，改進橡膠工藝性能和降低成本，混煉就

18、是通過機械作用使生 膠與各種配合劑均勻混合的過程機理（1）開放式煉膠機混煉：加料順序：生膠（塑煉膠）小料（促進劑，活性劑，防老 劑等）液體軟化劑補強劑，填充劑硫磺（2）密煉機混煉：一般和壓片機配合適用， 并使膠料溫度降低（不高于100D再加入硫化劑及配合劑。加料順序：生膠小料（促進 劑，活性劑，防老劑）填料，補強劑液體增塑劑41、混煉時如何防止焦燒？開放式混煉機：低溫下60r最后加硫磺加料順序有：生膠（或塑煉膠）一小料（促進劑，活性劑，防老劑）液體軟化劑一補強劑 填充劑一硫磺 密煉機：膠料溫度不高于100C在壓片機上加硫化劑順序：生膠一小料（包括促進劑，活性劑，防老劑）一填料補強劑一液體增塑劑

19、42、壓延壓出的概念壓延：將腳料制成一定厚度和寬度的膠片，在膠片上壓出花紋，以及在作為制品結(jié)構(gòu)骨架的 織物上覆上一層薄膠壓出：通過螺桿的旋轉(zhuǎn)，使膠料在螺桿和機筒壁之間受到強在的壓力，不斷向前移送，并借 助于口型壓出各種斷面的半成品43、初生纖維后加工的目的：用不同的紡絲法制成的初生纖維，雖具有纖維的基本結(jié)構(gòu)與性能，特別是經(jīng)過紡絲過程中的 初步拉伸和定向后，纖維已具有一定的結(jié)晶度和取向度，但纖維的物理機械性能，還不適宜 做纖維產(chǎn)品，所以目的是：a、提高取向度和結(jié)晶度，使結(jié)晶變穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)變緊密b、提高 力學性能c、使纖維外形尺寸穩(wěn)定d、賦予材料新的性能44、熱處理的目的與方法：目的：將拉伸定形的纖

20、維在較高溫度下的熱介質(zhì)中處理一段時間，在熱處理過程中，纖維中 分子鏈吸收一定的能量使分子運動加劇，利于消除分子鏈上內(nèi)應力方法:熱處理溫度應高于使用溫度;纖維在熱處理過程中的收縮程度主要決定于溫度和時間， 不同纖維收縮率不同，熱處理條件也不同45、熔體紡絲時沿紡程上按速度梯度變化分為：擠出脹大區(qū)、形變區(qū)、固化絲條運動區(qū)46、寫出初生纖維的結(jié)構(gòu)和力學性能特征：有一定的結(jié)晶度和取向度，都較低，結(jié)晶不穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)不緊密，強度低，模量大，形變大47、討論濕法紡絲的雙擴散過程：在濕法紡絲過程中，凝固浴中凝固劑同液體細流接觸作用后，改變液體細流的相平衡，破壞 聚合物在溶劑中溶劑化作用，使聚合物和溶劑分離兩相，

21、液體細流中溶劑及鹽類向外擴散， 凝固劑向內(nèi)擴散，形成固相纖維，NaSCN溶液進行紡絲也是利用這個原理，濕法傳質(zhì)過程 受擴散過程中相變化，纖維結(jié)構(gòu)不均勻，離子交換作用，吸附離子作用和凝固浴組成等影響。48、成纖聚合物的結(jié)構(gòu)特征：成纖聚合物分子必須是線性結(jié)構(gòu)的，用于溶液法紡絲的聚合物，能溶于溶劑中制成聚合物溶 液，溶解及熔融后的液體具有適當?shù)酿ざ?，分子量及其分布影響纖維性能，分子量高的才能 制成強度好的纖維，分子量分布窄的比寬的好，成纖聚合物的分子結(jié)構(gòu)要有一定的化學及空 間結(jié)構(gòu)的規(guī)律性，還應具有好的結(jié)晶性，它的玻璃化溫度高于纖維通常的使用溫度。49、化學纖維成型的基本步驟：成纖聚合物的制備，制成紡絲液體，紡絲，拉伸，熱處理，紡織加工50、紡絲的基本步驟；紡絲流體在噴絲孔中的流動，流動場的轉(zhuǎn)變，流體的單軸拉伸，纖維的固化51、熔體紡絲：熔體紡絲是在熔融紡絲機中進行的，聚合物顆粒加入紡絲機后，受熱熔融而 成為熔體，將熔體打入噴絲頭，在一定壓力下，熔