高分子成型加工復(fù)習(xí)資料完整版

高分子成型加工復(fù)習(xí)資料完整版第一章作業(yè)1分析討論聚集態(tài)與成型加工的關(guān)系粘流態(tài)，整個(gè)大分子運(yùn)動(dòng)滑移和解纏，外力作用下，主要為不可逆的粘性形變，產(chǎn)生宏觀流動(dòng)，可進(jìn)行變形大，形狀復(fù)雜的成型。如熔融紡絲、注射、擠出等。冷卻后形變永久保存。寫出線型聚合物的總形變Y公式，畫出聚合物在外力作用下的形變時(shí)間曲線分析各部分的性質(zhì)特點(diǎn)并分析討論加工條件對(duì)粘彈形變的影響時(shí)，受外力作用聚合物產(chǎn)生普彈形變，Y很小，解除外力時(shí)，普彈形變立刻恢復(fù) 線段°普彈形變：外力使聚合物大分子鍵長(zhǎng)和鍵角或晶體中平衡狀態(tài)的粒子間發(fā)生形變和位移，形變值小。外力解除時(shí)，普彈形變立刻恢復(fù)。內(nèi)一2產(chǎn)生高彈形變和粘性形變。推遲高彈形變：外力較長(zhǎng)時(shí)間作用下，大分子鏈段形變和位移構(gòu)象改變，形變值大，具有可逆性。粘性形變：在外力作用下，沿受力方向大分子鏈之間的解纏和相對(duì)滑移，宏觀流動(dòng)，形變值大，不可逆性。解除外力后，一定時(shí)間后，Y完全恢復(fù)段，Y作為永久形變存留于聚合物中。時(shí) 升高，n^^n降低，y和丫增加，y增大更多，以粘性形變?yōu)橹?。外力作用下，產(chǎn)生不可逆粘性形變，制品獲得形狀和尺寸穩(wěn)定性。粘性流動(dòng)中也存在彈性效應(yīng)，出現(xiàn)離模膨脹或破裂，使制品形狀尺寸改變，并產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。在?時(shí)呈高彈態(tài)，彈性成分大，粘性成分小，有效形變減少。通過(guò)增大外力、延長(zhǎng)外力作用時(shí)間，高彈態(tài)下，大分子間產(chǎn)生解纏和滑移，產(chǎn)生不可逆塑性形變?？赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)應(yīng)力、應(yīng)力作用時(shí)間、溫度，控制高彈形變和塑性形變。第一章思考題：i聚合物主要有哪幾種聚集態(tài)形式？ 玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)2線性無(wú)定形聚合物當(dāng)加工溫度處于材料的屈服強(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粘流態(tài)比略高的溫度，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應(yīng)變軟化；應(yīng)力硬化;塑性形變及其實(shí)質(zhì)。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4成纖聚合物的溫度特性，熱穩(wěn)定性，結(jié)晶性能，分子量及其分布，纖維成型過(guò)程，主要紡絲成型方法。成纖聚合物的加工溫度高于玻璃化溫度；紡絲過(guò)程在粘流態(tài)進(jìn)行；成纖聚合物大多具有結(jié)晶性能；成纖聚合物的分子量一般為 一 分子分布較窄，不應(yīng)含有過(guò)多低或高分子級(jí)分；纖維成型過(guò)程：包括液體紡絲及液體細(xì)流的冷卻固化過(guò)程；合成纖維紡絲的主要方法：熔法、濕法、干法、解釋是塑料使用的下限溫度隨溫度升高，屈服強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度均下降，兩曲線在相交。 時(shí)，斷裂強(qiáng)度低于屈服強(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?g較大外力作用下，非品高聚物產(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。、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，定伸強(qiáng)度抗張強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率，斷裂能、分析聚合物在貯存或使用過(guò)程中，制品變形和收縮的原因，提出使制品形狀穩(wěn)定的方法。原因：成型時(shí)熔體的驟冷，使大分子堆積松散 自體積大） 貯存或使用中，大分子或鏈段重排運(yùn)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。 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 等。第二章作業(yè)：1高分子主要成型加工方法的剪切速率范圍并分析假塑性流體切力變稀的原因。切力變稀的原因：聚合物熔體：剪切速率增大，大分子從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中解纏和滑移，熔體結(jié)構(gòu)明顯改變，高彈形變減小，分子間范德華力減弱，流動(dòng)阻力減小，熔體粘度降低。聚合物溶液或分散體：溶劑滲入到大分子線團(tuán)或粒子內(nèi)部，使大分子溶劑化，形成穩(wěn)定體系。剪切速率增大，低分子溶劑從穩(wěn)定體系中被擠出分離出來(lái)，導(dǎo)致原有體系破壞。無(wú)規(guī)線團(tuán)或粒子的尺寸縮小，線團(tuán)和粒子之間分布更多的溶液，整個(gè)體系的流動(dòng)阻力大大減小，聚合物溶液的表觀粘度降低。、分析討論溫度對(duì)聚合物粘度的影響，并舉例說(shuō)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)用溫度增高，鏈段活動(dòng)能力增強(qiáng)，分子間距離增大，分子間作用力減小，粘度下降。粘流溫度以上，熔體自體積足夠大，熔體粘度主要取決于鏈段躍遷流動(dòng)的能力。? ℃0自體積小，鏈段躍遷不僅與鏈段本身能力有關(guān)，也與能否容納鏈段的自體積的大小有關(guān)。在煉膠、壓延、壓出、注射成型中，提高剪切速率和溫度，使高聚物粘度降低，改善加工流動(dòng)性。外力解除或流動(dòng)停止時(shí)，或降低溫度，粘度變得很大，半成品有良好的挺性，不易變形。對(duì)于、、 、等分子鏈剛硬的聚合物，粘度對(duì)溫度敏感。、E、 等的粘度對(duì)剪切速率敏感，加工中，主要通過(guò)改變溫度或剪切速率，正確選擇工藝方法，調(diào)節(jié)流動(dòng)性。加工制品應(yīng)選擇粘度對(duì)剪切速率不敏感區(qū)，確定合理的加工剪切速率范圍。3分析討論聚合物分子量及其分布剪切速率粘度的關(guān)系并舉例說(shuō)明其在成型加工中的應(yīng)用。熔體零切粘度與重均分子量的關(guān)系：<a<,分子鏈較短，無(wú)纏結(jié)點(diǎn)，大分子較易相對(duì)滑移，粘度低，牛頓液體；a=?，分子鏈纏結(jié)，熔體粘度隨分子量急速上升；分子量愈高，隨剪切速率剪應(yīng)力增加，粘度降低愈多，出現(xiàn)非牛頓流動(dòng)的臨界剪切速率降低，非牛頓行為更明顯。分子量分布寬，粘度迅速下降，表現(xiàn)更多假塑性；分子量分布窄，寬剪切速率范圍，表現(xiàn)更多牛頓性。過(guò)高分子量，粘度過(guò)高，加工困難；為降低粘度，提高溫度會(huì)受到熱穩(wěn)定性限制?？杀ＷC產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上，選用分子量較低的聚合物，使成型加工易于進(jìn)行。也可加入低分子物質(zhì)溶劑或增塑劑）或降低分子量以減小粘度，改善加工流動(dòng)性能。第二章思考題1說(shuō)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。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，可改善加工流動(dòng)性。外力解除或流動(dòng)停止時(shí)，降低溫度，粘度變得很大，使半成品有良好的挺性，不易變形。可根據(jù)不同原材料，正確選擇加工工藝加工制品時(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。SE和 粘度對(duì)剪切速率敏感，通過(guò)提高剪切速率降粘，可改善加工流動(dòng)性。、、 、、 、的粘度對(duì)溫度敏感，提高加工溫度降粘，可改善加工流動(dòng)

性。粘度對(duì)剪切速率不敏感性。粘度對(duì)剪切速率不敏感2說(shuō)明壓力對(duì)粘度的影響機(jī)理，解釋為何單純通過(guò)增大壓力提高熔體流量不恰當(dāng)，如何改善加工工藝聚集態(tài)存在自體積壓縮率 △ %增大壓力，自體積減小，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，粘度增大。但單純通過(guò)增大壓力提高熔體流量不恰當(dāng)，過(guò)大壓力造成功率消耗過(guò)大，設(shè)備磨損更大。增加壓力和降低溫度，可獲得同樣的粘度變化。加工中，應(yīng)根據(jù)壓力溫度等效性原理，增加熔體壓力的同時(shí)，應(yīng)提高溫度3簡(jiǎn)要說(shuō)明固體填充劑、增塑劑或溶劑對(duì)聚合物粘度的影響。通常，固體填料用量增加，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：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(guò)，表現(xiàn)假塑性流動(dòng)；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。、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(guò)程。熱固性成型設(shè)備與模具溫度的控制：注射或擠出的溫度應(yīng)控制為：粘度最低，不迅速交聯(lián)的溫度；模具或后處理的溫度應(yīng)控制為：迅速硬化的溫度。第三