高分子材料加工工艺复习题及答案

(2)中间化学物与橡胶相互作用在橡胶分子链上生成活性侧基; (3)这些活性侧基相互间或与橡胶分子作用形成交联键; (4)交联键的继续反应。

8.控制球晶大小的方法有哪些? 答;(1)控制冷却速度; (2)控制成型速度; (3)控制成核时间。 9、吹塑工艺过程的影响因素? 答:(1)型坯温度(2)吹气压力和充气速度(3)吹胀比(4)模温和冷却时间(5)成型周期 10.什么是“喷流现象”及其原因和解决方法?

答:当温度超过68摄氏度以上时,硫黄完全溶解能稳定的溶液;当胶料冷却到35-68摄氏度之间时,则一部分硫黄处于亚稳定状态。当胶料表面粘上灰尘或手抚摸时,处理亚状态的硫黄便在胶料表面呈细微结晶而分析,这种现象叫喷流。

原因:1)混炼不均匀 2)混炼温度过高 3)配方中硫黄用量过多4)停放时间过长等 解决方法:1)低温混炼 2)停留时间短 3)提高分散性 4)加入胶料 5)加入炭黑 6)加入软化剂 7)加入吸附硫黄的配合剂。 11、合成胶塑炼较天然胶困难的原因

答;(1)在天然胶异戊二烯链中存在的甲基共轭效应在聚丁二烯橡胶和丁苯胶中是不存在的。

(2)合成胶初始粘度一般较低,分子链短。在塑炼时,分子间易滑动,剪切作用减少。同时,合成胶在辊压伸长时的结晶也不如天然胶那样显著。

(3)在机械那个下生成的丁二烯类橡胶分子游离基 稳定性比聚异戊二烯低。 12.炭黑补强机理 答:(1)物理吸附:橡胶能够很好地吸附在炭黑表面,湿润了炭黑。吸附是一种物理过程,即炭黑与橡胶分子之间的吸引力大于橡胶分子之间的内聚力,这种结合力较弱。

(2)化学吸附:炭黑的不均匀性,有些活性很大的活化点,具有不配对的电子,能与橡胶起化学作用。橡胶吸附在炭黑的表面上而有若干个点与炭黑表面其化学的结合,这种作用力称为化学吸附。橡胶分子链比较容易在能够滑动炭黑表面上滑动,但不易和炭黑脱离。橡胶与炭黑就构成了能够滑动的强固的键。 13、螺杆的各部分分类及作用? 答:(1)分类:根据物料的变化特征可将螺杆分为加料段、压缩段、均化段。

(2)作用:加料段的作用是将料斗供给的料送往压缩段,塑料在移动过程中一般保持固体状态,由于受热而部分熔化。压缩段的作用是压实物料,使物料由固

体转化为熔体,并排除物料中的空气。均化段的作用是将熔融物料,定容定压地送入机头使其在口模中成型。

14.橡胶加工工序主要包括? 答:(1)生胶的塑炼;(2)塑炼胶与各种配合剂的混炼;(3)胶料的成型;(4)胶料的硫化。 15、分别阐述聚合物在高弹态和粘流态时的粘弹性形变特点。

高弹态时,即使在较小的外力作用下,也能迅速产生很大的形变,并且当外力除去后,形变又可逐渐恢复。这种受力能产生很大的形变,除去外力后能恢复原状的性能称高弹性。

粘流态时,当温度升到足够高,在外力作用下,由于链段运动剧烈,导致整个分子链质量中心发生相对位移,聚合物完全变为粘性流体,其形变不可逆。 16、成型加工过程中如何避免聚合物的降解?

(1)严格控制原材料技术指标,使用合格原材料; (2)使用前对聚合物进行严格干燥;

(3)确定合理的加工工艺和加工条件,使聚合物能在不易产生降解的条件下加工成型;

(4)加工设备和模具应有良好的结构;

(5)在配方中考虑使用抗氧剂、稳定剂等以加强聚合物对降解的抵抗能力。 17. .图为圆管挤出机头结构示意图,请指出图中的字母标示各指的是什么部件。

答:D----螺杆外径 d---螺杆根茎 t ---螺距 W ---螺槽宽度e---螺纹宽度 b---螺槽深度 Φ---螺旋角 L----螺杆长度 δ---间隙

18、注射成型制得的塑料制品进行热处理的作用?

(1)注射成型的制品大都有结构复杂,壁厚不均的特点。 (2)塑料成型时流动行为复杂、有各种不同的取向、结晶。 (3)制件各部分的冷却速度极难达到一致。 (4)制品中可能带有嵌件

(5)塑料在料桶中塑化质量不均等 19.压延成型的优缺点?

参考答案:优点:(1) 加工量大,1年的加工量可达5000—10000吨;(2) 生产速度快:薄膜生产的线速度可达60—100m/min,甚至300m/min;(3) 质量好: 制品的厚度公差可控制在5%左右,表面平整;(4) 连续生产,效率高

缺点:(1) 设备庞大,投资大;(2) 设备专用性强,产品调整困难;(3) 维修困难(设备庞大、辅机众多);(4) 幅宽同样受到限制 20.、影响压延产品质量的因素有哪些?

一、压延机的操作因素:辊温、辊速、速比、辊距与存料量。 二、原材料因素:树脂、助剂、塑化。 三、设备因素

四、冷却定型阶段影响因素。

21.什么是挤出成型,挤出过程分为哪两个阶段? 答案要点:

挤出成型亦称挤压模塑或挤塑,即借助螺杆或柱塞的挤压作用,使受热熔化的聚合物物料在压力推动下,强行通过口模而成为具有恒定截面的连续型材的成型方法。可分为聚合物物料的塑化和塑性体的挤出定型两个阶段。

22.简述屏障型螺杆的结构特点. 答案要点:

屏障型螺杆就是在螺杆的某部位设立屏障段,使未熔的固态物料不能通过,并促使固态物料熔融的一种螺杆。通常情况下,屏障段设在均化段与压缩段相交处。 23.简述双螺杆挤出机的主要工作特性. 答案要点:

a.强制输送作用 在同向旋转啮合的双螺杆挤出机中,两根螺杆相互啮合,啮合处一根螺杆的螺纹插入另一根螺杆的螺槽中,使其在物料输送过程中不会产生倒流或滞流。无论螺槽是否填满。输送速度基本保持不变,具有最大的强制输送性。

b. 混合作用 由于两根螺杆相互啮合,物料在挤出过程中进行着比在单螺杆挤出机中更为复杂的运动,不断受到纵向横向的剪切混合,从而产生大量的热能,使物料加热更趋均匀,达到较高的塑化质量。

c.自洁作用 反同旋转的双螺杆,在啮合处的螺纹和螺槽间存在速度差,相互擦离过程中,相互剥离粘附在螺杆上的物料,使螺杆得到自洁。同向旋转的双螺杆,在啮合处两根螺杆的运动方向相反,相对速度更大,因此能剥去各种积料,有更好的自洁作用。

24..如何获得单螺杆挤出机最大的固体输送速率?

答案要点:

结构角度:1增加螺槽深度; 2降低物料与螺杆的摩擦系数; 3增加物料与料筒的摩擦系数; 4选择适当的螺旋角。

工艺角度:1增加料筒温度(fb↑);②降低螺杆温度(fs↓)。 25.引起熔体破裂的主要原因是什么?

答:①入口处经涡流的物料混入未经涡流的物料流出以后,因松弛行为的不同而造成的无规则畸变;

②由于模壁处的应力集中,当挤出速度过高时会造成熔体在模壁附近的时滑时粘而产生的有规则的畸变,如竹节状等。 26.简述挤出成型中,对挤出物进行牵引的作用.

答案要点:

①保持挤出物的稳定性; ②消除离模膨胀引起的尺寸变化;

③使制品产生一定程度的取向,改进轴向强度和刚度 。

1. 27.柱塞式注塑机中压力损失跟哪些因素有关。

物料在料筒内的输送速度,粒料与料筒壁的序擦系数、粒状区的长度、粒状区直径。

28.

四、论述

1.塑料硫化的四个阶段

整个硫化过程可分为四个阶段:硫化起步阶段、欠硫阶段、正硫阶段和过硫阶段。

1) 硫化起步阶段(又称焦烧期或硫化诱导期),指硫化时塑料开始变硬而后不能进

行热塑性流动性流动那一点的时间。在这一阶段内,交联尚未开始,胶料在模型内具有良好的流动性。 2)欠硫阶段(又称预硫阶段),指硫化起步与正硫化之间的阶段。在此阶段,交联度 很低,但到了此阶段的后期,制品轻微欠硫时,尽管制品的抗张

强度、弹性、伸长率等尚未达到预想水平,但其抗撕裂性、耐磨性和抗冬天裂口性等则优于正硫化胶料,制品可以轻微欠硫。

3)正硫阶段,指使制品达到适当交联度的阶段。硫化胶的各项物理机械性能并非在同一时间都达到最高值,而是分别达到或接近最佳值,其综合性最好。正硫化时间视制品所要求的性能和制品断面的厚薄而定。 4)过硫阶段,指正硫阶段后继续硫化进入的阶段。这一阶段的前期属于硫化平坦的一部分,在平坦期中,硫化胶的各项物理机械性能基本上保持稳定。当平坦期之后,天 然橡胶和丁苯胶由于断链多于交联出现硫化返原现象而变软。

2.什么是鲨鱼皮症?试总结产生的原因。

一般指“鲨鱼皮症”,是发生在挤出物熔体流柱表面上的一种缺陷现象,其特点是在挤出物表面形成很多细微的皱纹,类似于鲨鱼皮。

原因:

? 一方面主要是熔体在管壁上的滑移,熔体在管道中流动时,管壁附近速度梯度最大,其大分子伸展

变形程度比中心大,在流动过程中因大分子伸展产生的弹性变形发生松弛,就会引起熔体流在管壁上出现周期性滑移。

? 另一方面,流道出口对熔体的拉伸作用也是时大时小,随着这种张力的周期性变化,熔体流柱表层

的移动速度也时快时慢,流柱表面上就会出现不同形状的皱纹。

4.简述双螺杆挤出机的主要工作特性.

a.强制输送作用 在同向旋转啮合的双螺杆挤出机中,两根螺杆相互啮合,啮合处一根螺杆的螺纹插入另一根螺杆的螺槽中,使其在物料输送过程中不会产生倒流或滞流。无论螺槽是否填满。输送速度基本保持不变,具有最大的强制输送性。

b. 混合作用 由于两根螺杆相互啮合,物料在挤出过程中进行着比在单螺杆挤出机中更为复杂的运动,不断受到纵向横向的剪切混合,从而产生大量的热能,使物料加热更趋均匀,达到较高的塑化质量。

c.自洁作用 反同旋转的双螺杆,在啮合处的螺纹和螺槽间存在速度差,相互擦离过程中,相互剥离粘附在螺杆上的物料,使螺杆得到自洁。同向旋转的双螺杆,在啮合处两根螺杆的运动方向相反,相对速度更大,因此能剥去各种积料,有更好的自洁作用。

画出几种典型流体的剪切力-剪切速率流动曲线,并简单说明各自的流变行为特征。 3.画出几种典型流体的剪切力-剪切速率流动曲线,并简单说明各自的流变行为特征。

宾汉流体:

与牛顿流体相同, 剪切速率~ 剪切应力的关系也是一条直线,不同处:它的流动只有当 ? 高到一定程度后才开始,需要使液体产生流动的最小应力?y称为屈服应力。当? ? ?y时,完全不流动 。 假塑性流体:

流体的表观粘度随剪切应力的增加而降低。也即切力变稀现象。 膨胀性流体:

流体的表观粘度随剪切应力的增加而增加,也即切力增稠现象。 牛顿流体:

在一维剪切流动情况下,当有剪切应力于定温下施加到两个相距dr的流体平行层面并以相对速度dv运动,剪切应力与剪切速率成线性关系的流体称为牛顿流体.

3.

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