高分子材料成型加工原理期末复习计划重点.docx

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】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点玻璃态(结晶态)、高弹态和粘流态2线性无定形聚合物当加工温度T处于Tb<T<Tg,Tg<T<Tf,Tf<T<Td时,分别合适进行何种形式的加工?聚合物加工的最低温度?T<Tg玻璃态——适应机械加工;聚合物使用的最低(下限)温度为脆化温度TbTg<T<Tf高弹态,非晶聚合物Tg<T<Tf温度区间,凑近Tf一侧,粘性大,可进行真空、压力、压延和波折成型等;高弹形变有时间依赖性,加工中有可逆形变,加工的要点的是将制品温度迅速冷却到Tg以下;结晶或部分结晶聚合物在Tg~Tm,施加外力>资料的信服强度,可进行薄膜或纤维拉伸;聚合物加工的最低温度:玻璃化温度TgT>Tf(Tm)粘流态(熔体,液态)比Tf略高的温度,为类橡胶流动行为,可进行压延、挤出和吹塑成型。可进行熔融纺丝、注射、挤出、吹塑和贴合等加工3熔融指数?说明熔融指数与聚合物粘度、分子量和加工流动性的关系,挤出和注塑成型对资料的熔融指数要求有何不同样?熔融指数(MeltFlowIndex)必然温度(T>Tf或Tm)和压力(平时为)下,10分钟内从出料孔挤出的聚合物重量(g∕10min)。a谈论热塑性聚合物的挤压性;b谈论熔体的流动度(流度φ=1/η),间接反响聚合物的分子量大小(?=);高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点购买原料的重要参数。分子量高的聚合物,易缠结,分子间作用力大,分子体积大,流动阻力较大,熔体粘度大,流动度小,熔融指数低;加工性能较差。分子量高的聚合物的力学强度和硬度等较高。分子量较低的聚合物,流动度小,熔体粘度低,熔融指数大,加工流动性好。分子量较低的聚合物的力学强度和硬度等较低成纤聚合物的一般特点,纤维成型过程,纺丝液体的制备,工业生产主要纺丝成形方法。1)分子量较高,分子间作用力(含强极性基团或氢键)较大;可制成强度好的纤维;2)无较长支链、交联结构和很大的取代基团,为线型结构,结晶性较好,使拉伸取向结晶后,纤维的强度和模量较高。3)分子量分布窄:低分子级份过多,纤维强度下降;高分子级份太多,熔体粘度急剧增大,出现凝胶型颗粒,难于拉伸取向。4)溶解或熔融后,液体拥有适当的粘度;5)优异的热牢固。纤维成形过程包括:液体纺丝及液体细流的冷却固化过程纺丝液体的制备:成纤聚合物的熔融/成纤聚合物的溶解:溶剂同高聚物互相扩散、浸透、溶解的过程。工业生产中,纤维纺丝成形的方法:熔法纺丝、干法纺丝、湿法纺丝高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点5讲解:应变消融;应力硬化;塑性形变及其实质。Tb是塑料使用的下限温度;应变消融:资料在拉伸时发热,温度高升,以致形变明显加速,并出现形变的细颈现象。应力硬化:随着取向度的提高,分子间作用力增大,引起聚合物粘度高升,表现出“硬化”倾向,形变也趋于牢固而不再发展。塑性变形:资料在外力作用下产生不能逆的变形。实质:大分子链的解缠和滑移随温度高升,信服强度和断裂强度均下降,两曲线在Tb订交。T<Tb时,断裂强度低于信服强度,曲服前资料已断裂;资料因脆性而失去使用价值;温度在Tb~Tg,较大外力作用下,非晶高聚物产生逼迫高弹形变,逼迫高弹性是塑料拥有韧性的原因6依照线性聚合物塑性拉伸的应力-应变曲线,可获取哪些性能参数?弹性模量,信服强度(应力),定伸强度,抗张强度(应力),断裂伸长率,断裂能7解析聚合物在储藏或使用过程中,制品变形和缩短的原因,提出牢固制品形状的方法。原因:1)成型时熔体的骤冷,使大分子积聚松弛(自由体积大);储藏或使用中,大分子或链段重排运动,后结晶等,使积聚变亲近,密度增加,体积缩短。随冷却速度增大,体积缩短程度增大。骤冷对制件质量不利,降低制品尺寸和形状的牢固性,严重变形或缩短不匀形成的内应力,使制品开裂。同时降低制品的综合性能改进方法:在(Tg~Tf)对制品热办理,可缩短废弛时间,加速结晶,使制品形状较快牢固。如PC,PS,PA,PVC等。说明粘度对剪切速率和温度的敏感性在成型加工中的应用。1)在炼胶、压延、压出和注射成型中,提高剪切速率和温度,聚合物粘度降低,可改进加工流动性。2)外力清除或流动停止时(资料或半成品停放过程中),降低温度,粘度增大,使半成品有优异的挺性,不易变形。3)可依照原资料特点,正确选择加工工艺(剪切速率和温度)PS、PE、PP和PVC等的粘度对剪切速率敏感,经过提高剪切速率可降粘,改进加工流动性。PS、PC、PMMA、CA、PET、PA等的粘度对温度敏感,经过提高加工温度可降粘,改进加工流动性。POM、PC、PET和PA的粘度对剪切速率不敏感4)加工制品时,合理的加工剪切速率范围应选择在粘度对剪切速率不敏感地域400秒-1~600秒-1以上)9说明压力对熔体粘度的影响机理,压力-温度等效性原理。增大压力,自由体积减小,大分子间距离减小,链段活动范围减小,分子间作用力增加,熔体粘度增大。但单纯经过增大压力提高熔体流量不合适,过大压力造成功率耗资过大,设备磨损更大。不同样聚合物的压缩率不同样,粘度对压力的敏感性不同样压力从138公斤/厘米2升至173公斤/厘米2,HDPE和PP的粘度增加4~7倍,PS的粘度增加100倍压力—温度等效性加工温度范围,增加压力或降低温度,可使熔体获取同样的粘度变化。压力增加到1000大气压,等效于降温30~50℃。依照压力-温度等效性原理,加工中高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点为保持粘度恒定,增加熔体压力的同时,应提高温度高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点10讲解控制加工温度是调治热塑性聚合物熔体流动性的重要手段,但PE、PP、高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点POM和天然橡胶等加工时,粘度对加工温度变化其实不敏感。11分别说明固体填充剂(以炭黑为例)、增塑剂或溶剂对聚合物粘度的影响。平时,固体填料用量(10%~50wt%)增加,粒径减小,表面活性增高,会阻高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点碍大分子链段的运动,使聚合物熔体粘度增大。特别加入活性炭黑的橡胶。炭黑粒子细、表面含有活性基团,与高聚物的亲合性极好,可形成化学或物理结点,阻拦大分子链的运动和滑移,使粘度大幅高升。增塑剂类小分子或溶剂,会增大分子间距离,减小分子间作用力和流动阻力,使聚合物粘度降低。液体或增塑剂的作用:削弱聚合物分子间力,分子间距离增大,缠结减少,使聚合物粘度降低;随溶剂含量增加,出现非牛顿流动的临界剪切速率高升,牛顿性加强。相容性对粘度影响:1)增塑剂与聚合物之间相溶性好随浓度增大,增塑剂/聚合物系统的粘度上升;聚合物粒子被溶胀,形成软外层,剪切力增大时,简单变形滑过,表现假塑性流动;2)增塑剂与聚合物之间相溶性差剪应力作用时,粒子间互相滑移困难,膨胀性流动行为。12热固性聚合物加工工艺要点?使热固性聚合物在交联从前,完成流动过程热固性成型设备与模具温度的控制:注射或挤出的温度控制:粘度最低,不迅速交联的温度;模具或后办理的温度控制:有利于迅速硬化的温度。宾汉流体、牛顿流体、膨胀性流体、假塑性流体、触变性液体,震凝性液体触变性液体:在恒平易恒定的切变速率下,粘度随时间递减的流体。震凝性流体:在恒平易恒定的切变速率下,粘度随时间递加的流体。宾汉流体:与牛顿型流体的流动曲线均为直线,但它不经过原点,只有当剪切应力高出必然信服应力值此后才开始塑性流动宾汉流体、牛顿流体、膨胀性流体、假塑性流体、触变性液体,震凝性液体?对于每一种流体,各试举出一个例子,其中多数聚合物熔体属于哪一类流体?宾汉流体:牙膏,巧克力酱牛顿流体:酒,汽油膨胀性流体:淀粉溶液,蜂蜜假塑性流体:蛋黄酱,血液触变性液体:油漆,护手霜震凝性液体:饱和聚酯15影响聚合物粘度的环境因素有哪些?粘度对剪切速率敏感的聚合物有哪几种?粘度对温度敏感的聚合物有哪几种?温度、应力、应变速率、低分子物(溶剂)等PS、PE、PP和PVC等的粘度对剪切速率敏感,经过提高剪切速率可降粘,改进加工流动性PS、PC、PMMA、CA、PET、PA等的粘度对温度敏感,经过提高加工温度可降粘,改进加工流动性高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点16影响聚合物粘度的结构因素有哪些?如何用熔融指数仪鉴识聚合物分子量大小及其分布?聚合物结构(链结构和极性、分子量、分子量分布和组成等)流动粘度源于分子间内摩擦,分之间作用力小,分子链柔性高,相对位移简单,粘度低,流动性好。1)链柔性大,缠结点多,解缠和滑移困难,非牛顿性愈强;2)链刚性或分子间力大(极性和结晶),粘度高,加工难;粘度的温敏性增加,升温可增大流动性(PC、PS、PET、PA);3)长支链高分子中,主链及支链均形成缠结构造,其粘度大于直链高分子粘度,其粘度对剪切速率的敏感性增大。短支链高分子,大分子缠结减小,分子间距离增大,分子间作用力降低,其粘度低于直链高分子粘度。4)分子中含大侧基,自由体积增大,粘度对压力和温度敏感性增加,升平易升压均能改变流动性(PMMA,PS)流动是分子链间发生相对位移,分子量增大,分子的缠结程度提高,分子间作用力增大,分子链重心搬动愈慢,流动需更长时间和更多能量,粘度增大分子量分布宽,剪切速率增大,熔体粘度迅速下降,表现更多假塑性;分子量分布窄,在宽剪切速率范围内,熔体表现更多牛顿性17聚合物流体有几种流动种类?什么是零切粘度、极限粘度、表观粘度?零切粘度,就是当剪切速率趋于零时,非牛顿指数n=1,表观粘度与剪切速率没关,流体流动性之与牛顿性流体相仿,粘度趋于常数,称零切粘度表观黏度,是指在必然速度梯度下,用相应的剪切应力除以剪切速率所得的商。表观黏度有可能大于真实黏度也有可能小于真实黏度极限黏度拖曳流动,收敛流动,管外拉伸流动的特点收敛流动:在流道截面尺寸逐渐变小的锥管或其他形状管道中的流动。特点:流动液体受剪切和拉伸两种作用。拖曳流动:管道或口模的一部分运动,使聚合物随管道或口模的运动部分产生拖曳流动。特点:剪切流动,液体压力降及流速分布受运动部分的影响。管外拉伸流动:非控制性收敛流动(拉伸流动),壁面速度不为0;收敛角很小;拉伸方向存在速度梯度dvz/dz;拉伸流动区,聚合物细流在径向不存在速度梯度,细流截面上各点的速度同样。19谈论聚合物流变性的常用仪器和方法有哪些?毛细管粘度计、旋转粘度计、落球粘度计、熔融指数仪、螺旋流动试验和转矩流变仪等。1)挤出式毛细管粘度计:-1~6-12~8剪切速率,10秒,熔体和溶液,10泊2)旋转粘度计:剪切速率,10-3~105秒-1转筒式合适浓溶液,锥板和平板式合适熔体。能察看聚合物系统的弹性行为和废弛特点。落球粘度计:剪切速率。10-2秒-1以下,溶液。4)熔融指数仪、螺旋流动试验和转矩流变仪等。20非牛顿液体在管壁上产生滑移的原因。判断各种因素对入口效应和离模膨胀的影响。高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点理论上,管壁液体流速为零。实质上,管壁上液体产生滑移。流动过程中聚合物分子量的分级效应;聚合物中低分子物以致的分层流动影响入口效应和离模膨胀的各种因素与流动中的弹性成分增加亲近相关(聚合物性质,应力或应变速率,温度以及管道形状等)。(1)分子量高、分子量分布窄和非牛顿性强的聚合物流动中储蓄的可逆弹性成分多,废弛时间长,离模膨胀明显;2)高弹性模量的聚合物流动中可逆弹性应变少,离模膨胀降低;PA,POM,PET,Df/D=;PP,PE,Df/D=3~3)应力或应变速率的提高使流动中法向应力差和可逆弹性应变增加,出口膨胀严重;4)熔体温度的影响:低剪切速率下,降低熔体温度,使入口区弹性应变增加,废弛时间延长,离模膨胀变大;高出临界剪切速率,膨胀比反而降低,为不牢固流动。5)管子流道尺寸和形状的影响:增大管径D或管长径比(L/D),减小入口端收敛角,能降低液体中的可逆弹性应变,使离模膨胀降低。管道形状的影响:窄缝口模厚度方向的膨胀比>其水平方向膨胀比圆形口模21解析管道中流动液体,管中心地域温度低,管壁周边地域温度高的原因。(1)摩擦热管中心,剪应力(剪切速率)低,摩擦热小;随半径增大,剪应力和剪切速率增加,管壁地域的摩擦热最大。(2)膨胀冷却效应流体沿流动方向,存在压力降,体积逐渐膨胀,表观密度减小。膨胀作用耗资液体中部分能量,产生冷却效应。管壁:限制和摩擦力较大,膨胀率小,冷却效应较小;管中心:膨胀率大,冷却效应更大。22端末效对付加工主要有哪些不利影响?减小或除掉端末效应和不牢固流动的主要方法。端末效应::无论是那种截面流道的流动方程,都只能用于稳态流动的流体,但总有不稳态流动。(包括入口效应和离模膨胀)加工中如何减小入口效应和离模膨胀的影响注射、挤出和纺丝中,入口效应和离模膨胀以致产品变形和扭曲,降低尺寸牢固性,增大内应力,降低机械性能。增加(L/D)或口模平直段长度Ls,减小收敛角;降低加工应力,提高加工温度,合适速度的牵引拉伸;在保证产品性能的前提上,采用分子量较低、分子量分布较宽的树脂。??????23“拉伸变硬”及其在加工中的应用。吹塑薄膜或挤压中空容器型型坯时,采用“拉伸变硬”的物料,制品很少出现应力集中或局部强度变弱而破裂,可获取形变均匀的制品,有利于挤压中空容器型坯、纺丝、吹塑薄膜以及片材的热成型。“拉伸变稀”会以致资料破坏。入口效应(入口端产生更大压力降)的原因1)大管小管(液体收敛流动),流速和剪切速率增大,要耗资更多的能量才能相应提高剪应力和压力梯度;2)流速增大,液体动能增加,使能量耗资增加;3)液体剪切速率的增大,使大分子伸展取向更大,高弹形变增加,要战胜分高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点子内和分子间的作用作力,也要耗资能量。以致液体进入小管时,能量耗资增加,压力降更大。25聚合物结构和固体杂质对聚合物结晶的影响;(1)摩擦热管中心,剪应力(剪切速率)低,摩擦热小;随半径增大,剪应力和剪切速率增加,管壁地域的摩擦热最大。(2)膨胀冷却效应流体沿流动方向,存在压力降,体积逐渐膨胀,表观密度减小。膨胀作用耗资液体中部分能量,产生冷却效应。管壁:限制和摩擦力较大,膨胀率小,冷却效应较小;管中心:膨胀率大,冷却效应更大。26聚合物结晶的温度范围?结晶过程是大分子链段重排进入晶格,有无序变为有序的废弛过程。(1)重排需要必然的热运动能,当T<Tg,大分子双重运动冻结,不能够发生分子重排和结晶。(2)牢固结晶结构的形成需要足够内聚能,当T>Tm,分子热运动的自由能大于内聚能,难形成有序结构。结晶所必需的热力学条件:热运动能和内聚能有合适比值结晶的温度范围在:Tg<T<Tm27熔融温度和时间对成核、结晶和制品性能等影响;加工熔融温度原料自己结晶度高,晶粒较完满,重新消融需较高温度。加工温度高,对原结晶结构破坏愈多,节余晶核愈少;熔融状态的停留时间高温停留时间长,对原结晶结构破坏愈多,节余晶核愈少熔融温度和熔融时间对成核过程和制品性能的影响熔融温度高和熔融时间长,冷却时,节余晶核少,结晶主要为均相成核,成核需要引诱期,结晶速度慢,结晶尺寸较大;熔融温度低和熔融时间短,冷却时,节余晶核引起异相成核,结晶速度快,晶体尺寸小而均匀,有利于提高力学强度、耐磨性和热畸变温度何谓高分子的取向?取向和结晶有何异同?取向对聚合物性能影响的利害。聚合物的取向:高聚物的分子链沿某特定方向作优势的平行排列的过程。包括分子链、链段和结晶高聚物的晶片、晶带沿特定方向择优排列。结晶取向的异同1)高分子的结晶属于高分子的一个物理特点,不是所有的高聚物都会结晶,而所有的高聚物都能够在合适的条件下发生取向。2)结晶是某些局部地域内分子链在三维空间的规整排列,而取向一般是在一定程度上的一维或二维有序,是在外力作用下整个分子链沿特定方向发生较为规整排列。3)结晶是在分子链内部和分子链之间的互相作用下发生的,外面作用也能够对结晶产生必然的影响;取向一般是在外力作用和环境中发生的,没有外力的作用,取向一般不会内部产生。4)结晶主要发生在Tg~Tm范围内,而取向能够发生在Tg或Tm以上的任何温度(热拉伸或流动取向),也能够在室温下进行冷拉伸获取。5)结晶单元为高分子链和链段,而取向单元还可以够是微晶(晶粒)。取向是聚合物在加工过程中也许加工后办理阶段形成的,结晶聚合物和非晶聚合物均能够产生取向。非晶态高聚物的取向,包括链段的取向和大分子链的取向,而结晶态高分子的取向包括晶区的取向和非晶区的取向,晶区的取向发展很快,高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点非晶区取向较慢。取向能提高拉伸制品的力学强度,还可使分子链有序性提高,这有利于结晶度的提高,从而提高其耐热性。在纤维和薄膜的生产中取向情况的控制显得特别重要。但对其他成型制品,若是流动过程中取向得以保留,则制品的力学强度会降低并易变型,严重时会造成内力不均而易开裂。聚合物中的低分子物(溶剂或增塑剂)对取向的影响使Tg和Tf降低,高弹形变活化能减小,废弛时间缩短;内摩擦减弱,聚合物形变加速,易于取向,且取向应力和温度降低;但解取向速度增大。取向后,去除溶剂或形成凝胶有利于保持取向结构。30聚合物中不对称性固体物(纤维)的取向特点?纤维取向方向与液流方向一致;取向主要依赖于剪切力而非温度;制品使用时,不发生解取向;以致制品性能表现各向异性。31球晶拉伸形变过程有哪些阶段??????聚合物结构对降解的影响。加工时的能量≧共价键能;从弱键开始降解1)(2)—C—C=C—,双键β地址上的单键不牢固,含不饱和双键的橡胶比饱和聚合物更易降解、3)极性大和分布规整的取代基,增加主链的牢固性;不规整取代基,使聚合物牢固性降低。4)主链有芳环、饱和环、杂环,等规立构和结晶结构的聚合物,牢固性好。5)含碳—杂链结构的大分子,键能弱;对杂质(微量水分、酸、碱等极性物)敏感,易发生无规降解,牢固性差。游离基链式降解过程中陪同聚合物结构的变化,其活性链转移和减短阶段会形成哪些产物;其链停止阶段可能形成的降解产物有哪些。初始游离基使相邻C—C键断裂,同时形成以下产物新游离基和分子链尾端有双键的降解产物新游离基和单体游离基向周边大分子转移,产生有支链的降解产物链停止游离基结合,链停止,过程中陪同聚合物结构的改变,形成线型降解产物形成支链型降解产物形成交联降解产物高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点两游离基歧化,活性消失,分别形成不饱和和饱和产物。高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点易发生水降解的聚合物有哪些。水解的难易取决于聚合物结构中可否存在被水解的基团降解的实质,降解机理的分类。降解的实质:大分子的断链;交联;分子链结构的改变;侧基的改变;上述四种的综合作用。分类:链锁降解和无规降解。聚合物以热降解为主;力、氧和水引起的降解居其次;光、超声波和核辐射的降解很少。加工过程中减小和防范聚合物降解的措施。严格控制原资料(双键,支链,多分别性等),减少杂质的催化降解作用;(2)严格干燥,控制树脂(聚酯,聚酰***,聚醚等)水含量(<%~%);确定合理的加工工艺和加工条件;高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点(4)设备和模具应拥有优异的结构;(5)依照聚合物特点,在配方中增加高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点抗氧剂、牢固剂等。高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点交联度。大分子上总的反响活性中心中已参加交联的分数影响聚合物大分子交联的因素。温度的影响:温度高升,硬化时间缩短,硬化速度加速。初期,温度高升,流动性增大;随温度高升,最大流动峰对应的时间提前;温度高升,交联速度加速。硬化时间的影响:随交联形成,聚合物流动性降低,大分子扩散运动减慢,交联反响愈来愈困难;大分子中反响活性点或官能团浓度逐渐降低,交联速度降低,交联度<100%,交联聚合物中保留有节余的活性点。39环氧树脂交联的过程(阶段)。3-3P211212PVC的非正常交联反响过程是如何进行的。3-3p209-210应力对聚合物大分子交联有哪些影响。增大加工过程中的扩散因素(流动,搅拌等)或剪切作用,能增加官能团或活性点间接触和反响的机遇,加速交联反响速度;引起应力活化作用,使大分子间反响活化能降低,反响速度增加。橡胶硫化(交联,固化)过程的四个阶段及其各阶段对橡胶性能的影响。1硫化起步阶段(焦烧期或硫化引诱期):硫化时胶料开始变硬,到不能够进行热塑性流动的那一段时间。交联未开始,焦烧期内胶料在模具内拥有流动性欠硫阶段(预硫):胶料的交联度很低,硫化胶力学性能较低,制品无适企图义。正硫阶段:制品达到合适交联度,硫化胶综合机械性能最好。对应硫化的正硫化温度和正硫化时间过硫阶段:高出正硫化平坦期此后,由于断链多于交联,橡胶出现硫化返原现象而变软;或因交联连续占优势和环化结构增加,橡胶变硬,伸长率降低,使橡胶性能受损。粉料和粒料的制备过程,混杂、捏和与塑炼的差异高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点1)混杂---固态组分间的混杂,如粉状固体物;2)捏和----液态与固体物料的浸渍和混杂,捏合机中,借助剪切作用;混杂和捏和,T<Tf,缓和的剪切速率下进行,物料各组分实质基本无变化;3)塑炼----塑性物料与液体或固体物料的混杂。塑炼,T>Tf,熔融状态下,较强剪切速率下进行,组分化学或物理性质有所初混杂的目的,常用的初混杂设备。熔点以下,低剪切下的混杂增加各组分微粒的无规排列程度,获取原料组份间的必然均匀性;②增加塑炼前的各组分物料的均匀性,缩短塑炼时间,减少降解;设备:转鼓式混杂机、螺带混杂机、Z型捏合机、高速混杂机塑炼的目的,塑炼工艺控制因素,常用的塑炼设备。1塑炼的目的:使物料在剪切力作用下,热熔、剪切混杂达到合适娇嫩度和可塑性,使各组分分别更趋均匀,同时驱出其中的挥发物,改变物料的性状,利于输送和成型。2塑炼工艺控制:塑炼时间、塑炼温度、剪切力3塑炼设备双辊塑炼机,密炼机,挤出机内润滑剂,外润滑剂,润滑剂的作用机理改进熔体流动性,减少或防范对设备的粘附,提高制品表面光洁度等(包括脱模剂);内润滑剂:与聚合物有必然相溶性,可减少聚合物分子间的内聚力,削弱分子间内摩擦,降低熔体粘度。硬酯酸及其盐类、硬酯酸丁酯、硬脂酰***,油酰***等。外润滑剂:与聚合物相溶性小,成型过程中易析出至表面,粘附于设备表面,形成润滑剂层,降低熔体和设备表面间的摩擦,防范熔体对设备的粘结,防范降解。硬酯酸、白腊、矿物物油及硅油等。树脂溶液配制所用设备和配料方法设备:溶解釜(强力搅拌,加热夹套)方法:慢加速搅和低温分别法,以不出现聚合物结块为度。慢加速搅:先加热溶剂至必然温度,高速搅拌下,缓慢投入粉状或片状聚合物。粉料和粒料的配制一般分为哪四步,混杂过程一般是靠哪三种作用来完成。答:粉料和粒料的配制一般分为四步:①原料的准备,包括原料的预办理、称量及输送。初混杂,是在聚合物熔点以下的温度和较为缓和的剪切应力下进行的一种简单混杂。混杂时的加料次序:树脂、增塑剂、由牢固剂、润滑剂、染料等调制的混杂物和其他固态填料等。③初混物的塑炼,塑炼的目的是为了改变物料的性状,使物料在剪切力的作用下热熔、剪切混杂达到合适的娇嫩度和可塑性,使各组分的分别更趋均匀,同时还依赖于这种条件来驱逐其中的挥发物及填充树脂合成中带来弊端(驱逐节余单体、催化剂节余体等),使有利于输送和成型等。④塑炼物的粉碎和粒化,粉碎和粒化都是使固体物料在尺寸上获取减小;所不同样的可是前者所成的颗粒大小不等,此后者比较整齐且拥有固定形状。49加强剪切混杂收效的因素(方法)高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点提高剪切速率,混杂收效提高;改变剪切方向,混杂收效提高。塑料工业常用的混杂设备及其用途常用混杂设备:初混杂设备:捏合机、高速混杂机、管道式捏合机等,主要靠对流作用完成混杂;塑炼设备:双辊塑炼机、密炼机和螺杆挤出机等,主要靠剪切作用完成混杂。混杂的基根源理为哪三种作用扩散:浓度差推进(对于聚合物熔体,扩散作用不明显)对流:机械搅拌下,达到各组分在空间上的均匀分布。物料的初混。剪切:机械剪切力,达到均匀混杂,物料组分的形态发生变化。塑炼。52注明螺杆结构的主要参数,谈论螺杆结构的各主要参数对加工能力、混杂塑化收效等的影响。螺杆结构的基本参数:直径、长径比、螺距、螺槽深度、螺杆压缩比、螺旋角、螺杆与料筒的缝隙等。1)螺杆直径:45~150mm,D↑,加工能力↑∝D2;2)螺杆长径比:18~25。L/D↑,有利于混杂和塑化,减少漏流,适应性较强;L/D过大,降解;螺杆下垂,功率耗资大;L/D过小,塑化不良。(3)螺杆压缩比:加料段最初一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比。表示塑料在经过螺杆全长范围内被压缩的倍数。压缩比↑,塑料碰到的挤压作用↑,有利于压实物料和消除物料中的气体。53注明单螺杆挤出机和圆管挤出机头的各结构名称。4)螺槽深度(h):h↓,剪切速率↑,传热效率↑,混杂及塑化效率↑,生产率↓。热敏塑料,深螺槽,PVC。熔体粘度低,热牢固性好的塑料,浅螺槽,PA5)螺旋角φ:螺纹与螺杆横断面的夹角。φ↑,产量↑,剪切作用和挤压力↓。平时φ=10~300;等距螺杆(螺距=直径),17041,6)螺杆的各段结构及其作用:加(送)料段:将物料输送往压缩段,物料呈固态或部分消融。螺槽容积可保持不变;挤出结晶聚合物,加料段较长;圆滑的螺杆可减少物料与螺杆的摩擦;冷却料筒,在料筒内壁面开纵向沟槽,增大物料与料筒摩擦,有利于物料输送。压缩(迁移)段:固体物料转变为熔体,压实物料,消除低分子。螺槽容积逐减。物料压缩率=制品比重/塑料表观比重,粉料(4~5),粒料(~3)。熔温宽的PVC,压缩段长;熔温很窄的PA,一个螺距。LDPE105~120℃;HDPE125~130℃,45~50%;(7)螺杆缝隙:~mm缝隙大,生产率降低。缝隙小,剪切较大,塑化好;缝隙过小,强烈剪切使物料热机械降解,螺杆与料筒壁易摩擦;漏流和逆流减小,影响熔体的混杂。挤出成型圆管的定型方法及其原理;3-342055消融(塑化)物料的热源;挤出压力是如何建立建立的。高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点高分子资料成型加工原理期末复****计划要点