成型加工原理

第一章 1、材料的四要素是什么？相互关系如何？ 2、与其它材料相比，高分子材料具有那些特征?(以塑料为例) a质轻  b拉伸强度和拉伸模量较低，韧性较优良。 C传热系数小，可做优良的绝热材料。 D电气绝缘性优良。 E成型加工性优良。 F减震、消音性能良好。 G某些塑料具有优良的减磨耐磨和自润滑性能。 H耐腐蚀。 I透光性良好。 J着色性良好。 K可赋予各种特殊功能。 L使用过程中易产生蠕变、疲劳、冷流、结晶等现象，长期使用性能较差。 M热膨胀系数大。 N耐热性（熔点、玻璃化转变温度）较低，使用温度不高。 O易燃烧。燃烧时会产生大量黑烟和有毒气体。 3、高分子成型加工的定义，研究的主要？ 高分子成型加工：将聚合物（有时还加入各种添加剂、助剂或改性剂等）转变成使用材料或制品的一种工程技术。 主要内容：（1）高分子材料加工工艺：a材料制备：配方、混合、配制。 b成型：工艺特点、工艺过程、工艺条件、控制因素。（2）相关理论：影响加工工艺及制品性能的因素、各种工艺的原理、物理变化和化学变化。 4、高分子材料的五个条件？ 一、以聚合物为主体，主要视材料的性质如何。 二、属多相复合体系：两组分以上，宏观均相，亚微观分。 三、具有可加工性。 四、良好的使用性能和适当的寿命。 五、具有工业化生产规模。 5、简要描述高分子材料的制造过程？ 高分子材料的主要原材料来自石油、煤、天然气、矿物和农副产品等。高分子材料的生产由高分子化合物的制造和成型加工 高分子化合物的制造：获取高分子化合物的大致可分为三种。 （高分子反应、复合化、聚合反应） 6、高分子成型加工原理课程与其他专业课程的关系？ 多门课程集一体、多学科知识基础 第二章 1、简述聚合物热-机械特性与成型加工性的关系。 2、聚合物材料的加工性包括哪些，分别进行简述？ 1可挤压性：聚合物处于粘流态时通过挤压作用产生不可逆变形而获得一定形状和保持形状的能力。 2、可模塑性：聚合物在温度和压力的作业下流动和形变，并在模具中模制成型的能力。 3、可纺性：指聚合物材料通过加工形成连续的固态纤维的能力。 4可延展性：表示无定形或者半结晶固体聚合物在一个方向或者二个方向上受到压延或者拉伸时变形的能力。 3、何为聚合物的粘弹性行为？ 聚合物加工过程中通常从固体变为液体（熔融和流动）， 再从液体变为固体（冷却和硬化）。 所以加工过程中，聚合物在不同条件下会分别表现出固体和液体的性质，即表现出弹性和粘性。 由于聚合物的结构特征，其形变和流动不可能是纯弹性或纯粘性的，而是它们综合的粘弹性。 4、聚合物在外力作用下的形变-时间曲线关系图？ 5、什么是滞后效应？滞后现象对制品质量有何影响,如何减小其不利影响? (1)由于松弛过程的存在，材料的形变必然落后于应力的变化，聚合物对外力的响应的这种滞后现象称为“滞后效应”或“弹性滞后”。 (2)滞后效应在聚合物加工成型中普遍存在。如塑料注射成型制品的变形和收缩。制品收缩的原因主要是熔体成型时骤冷使大分子堆积得较松散。因此，滞后效应影响制品的稳定性。严重的变形或收缩还会在制品中产生内应力，甚至引起制品开裂。 (3)在加工中，适当升高温度和减缓降温速度有利于减弱滞后效应。 在Tg～Tf温度范围内对成型制品进行热处理，可以缩 短大分子形变的松弛时间，加速结晶聚合物的结晶速度，使制品的形状较快稳定下来。（有时还辅以其他作用） 如纤维拉伸定型的热处理。 第三章 1.  什么是流变学，聚合物流变学的定义？ 流变学：是物理学的一个分支，它主要研究材料在外界作用(应力、应变、温度、电场、磁场、辐射等)下的变形和流动的科学。 聚合物流变学：聚合物在外界作用下发生的形变和流动及其产生的原因的各种因素之间的关系。 2.  高聚物流体有哪些奇异的流变现象 ？ “爬杆”现象（韦森堡效应、“包轴”现象）、剪切变稀、弹性回弹作用、次级流动、挤出胀大、熔体破裂及基础不稳定现象 3.  聚合物流变学主要流变行为？ 1流动性 以粘度的倒数表示流动性。按作用方式的不同,流动可分为剪切流动和拉伸流动,相应地有剪切粘度和拉伸粘度。 2弹性 由于聚合物流体流动时，伴随有高弹形变的产生和贮存，故外力除去后会发生回缩等现象。 3断裂特性 是影响聚合物（尤其是橡胶）加工的又一流变特性。它主要是指生胶的扯断伸长率、以及弹性与塑性之比。 4.  应力，应变，应变速率，弹性模量，粘度的定义？ 应力：单位面积上的附加内力称为应力 应变：在外力作用于材料时，材料本身的几何形状和尺寸所发生的变化。（剪切、拉伸和压缩等简单形变） 应变速率：应变速率： ,单位时间内的应变，S-1 弹性模量：对于理想的弹性固体，材料发生单位应变时所受到的应力。它是表征材料抵抗变形能力的大小。（模量愈大，材料刚性愈大，愈不容易变形） 粘度：液体固有属性，它的大小表征液体抵抗外力引起流动变形的能力或者说表征流动过程中分子间内摩擦力的大小。（与液体分子结构和液体所处的温度有关）。粘度=应力/形变速率 5.  聚合物流体的分类？聚合物流体大多属于哪种类型，试画出其应力—应变速率流动曲线并进行简单论述？ 绝大多数高聚物流体属于假塑性流体，其主要特征为剪切粘度随剪切速率的增大而减小。也就是剪切变稀。 典型高聚物流体剪切变稀的流动曲线分为三个区域，见 下图： 当γ→0时，应力——应变速率呈线性关系。粘度趋于常数，流动与牛顿流体相仿，此时粘度称为零切粘度η0，这一区域称线性流动区，或第一Newton区。 6.  拖曳流动和压力流动？ 拖曳流动:是指对流体不施加压力梯度，而是靠边界运动产生流动场，由于粘性作用使运动的边界拖着流体跟它一起运动。这种流动又称为库埃特（Couette）流动。 压力流动:是指由外压力作用于流体上而产生速度场，但体系的边界是固定不动的刚性体，这种流动又称为泊肃叶（Poiseuille）流动。 7.  试画出n值不同流聚合物体在圆管中流动时的速度分布情况？ 8.  聚合物加工的弹性行为主要表现为哪些，并简单论述？ 聚合物加工的弹性效应主要表现为：端末效应、不稳定流动和熔体破裂现象 端末效应是指聚合物流体(包括熔体和液体)在管子进口端和出口端的由于弹性效应而出现的压力降低和液流的膨胀现象，也可以分别称为入口效应和模口膨化效应(离模膨胀)，也称为巴拉斯效应。 在低剪切应力或低剪切速率的流动条件下，各种因素引起的小的扰动容易受到控制，而在高剪切应力或剪切速率时，液体中的扰动难以控制并易发展成不稳定流动，引起液流破坏，这种现象称为“熔体破裂”。 9.  聚合物流体的测试模式有哪几种，从测试结果一般能得到哪些信息？ 测试模式：稳态 动态 瞬态 信息：储存模量 损耗模量 粘度 tan0 第四章 1. 名词解释：聚合物加工中的结晶、取向、降解和交联。 结晶: 大分子链聚集一起的一种排列方式 取向：聚合物分子或纤维状填料在很大程度上顺着流动的方向作平行排列，这种排列常成为定向作用。又叫取向。 降解: 聚合物由于受到热、应力、氧、水份，酸、碱杂质的作用而导致分子量降低，大分子结构改变。 交联：高分子链之间通过支链联结成一个三维空间网状大分子 2. 加工中的物理和化学变化会带来什么影响？哪些有利影响，哪些不利影响，举例说明？ 加工过程中存在的物理和化学变化，不仅能引起聚合物的力学性能、光学、热性能以及其它性质的变化，而且对加工过程本身也有影响。 有利：利用拉伸方法使聚合物薄膜中分子形成取向结构，能获得各向异性材料；利用加工中的化学交联作用能生产硫化橡胶和热固性材料，提高聚合物的力学强度和热性能；利用塑炼加工使生胶降解，改善橡胶的加工性能。 不利：结晶影响透明度和韧性；加工中温度较高产生的降解影响制品的使用性能加工中的过度交联影响聚合物的加工性能。 3. 加工中聚合物结晶有何特点？聚合物的结晶条件？聚合物的结晶热力学条件？ 特点：大分子链聚集一起的一种排列方式，结晶速度慢、结晶具有不完全性且结晶聚合物没有清晰的熔点。 结晶条件：内因： 1、有规整的重复空间结构的2、适当的分子间力 3、 分子链节小，柔顺性适中4、加聚物结构一般比缩聚物容易结晶 外因：  如结晶温度，冷却速度等。  热力学条件：大分子进行重新排列需要一定的热运动，要形成结晶结构又需要分子间有足够的内聚能。热运动和内聚能有适当的比值是聚合物大分子进行结晶所必需的热力学条件。 4. 聚合物结晶包括哪两个阶段，试画出聚合物结晶速度与温度的关系图，并进行解释？ 聚合物的结晶过程包括两个阶段：晶核生成和晶体生长。 5. 成型过程中影响结晶的因素有哪些，试简单论述？ 1．模具温度 温度是聚合物结晶过程的最敏感因素。 模具温度决定了制品的结晶度、结晶速度、晶粒尺寸及数量等。 2．塑化温度及时间 如果塑化时熔融温度较高，分子热运动加剧，分子就难以维持原来的晶核，熔体中残存的晶核就少。熔融时间对熔体中的残存晶核也有相似的影响。 3．应力作用 一是聚合物受应力作用时，加速结晶过程。大分子沿受力 方向伸直，且生成有序区，诱发成核。例如PP、PE纺丝拉伸时，结晶速度比不拉伸时快1000倍。 二是压力影响球晶的大小。压力低能生成大而完整的晶体；高压下形成小而形状不规则的球晶。 三是压应力会使聚合物的结晶温度降低。 4．低分子物和固体杂质的影响 固体杂质的影响：阻碍或促进结晶作用。起促进作用的类似于晶核，能形成结晶中心，称为成核剂。 成核剂的促进作用： 在聚合物熔体结晶过程中起晶种作用的试剂，也为成核剂， 6. 根据外力作用的方式不同对取向进行分类，并简单解释? 根据外力作用的方式不同取向可分为拉伸取向和流动取向 拉伸取向是聚合物的取向单元（包括链段、分子链、晶片、纤维状填料等）在拉伸力的作用下产生的，并且特指热塑性聚合物在其玻璃化转变温度Tg与熔点Tm（或粘流温度Tf）范围内所发生的取向。如拉丝、打包带、定向薄膜等。 聚合物在玻璃化温度与熔点（或软化点）之间受外力拉伸时，大分子链段或微晶等沿力的方向取向。沿拉伸方向的拉伸强度和抗蠕变性能得到提高。 流动取向是指聚合物处于可流动状态时，由于受到剪切力的作用而发生流动，取向单元沿流动方向所做的平行排列。聚合物熔体或溶液中的大分子、链段或其中任何形状的不对称的固体粒子（基团或填料）沿流动方向的取向。所得制品出现各向异性。 7. 成型过程中的流动取向的长度方向和厚度方向的取向分布图，并进行解释？ 沿制品长度方向：从浇口开始顺着料流的方向，取向程度逐渐增加，在靠近浇口一侧的某一位置，取向度达到极大值。继续沿长度方向向前深入，则取向程度逐步递减 沿着制品的厚(宽)度方向：在制品的中心区取向程度较高，中心处最低，取向程度较高的区域是介于中心区和表层区之间的部分 8. 影响聚合物拉伸取向的因素有哪些，并简单论述？ （1）拉伸温度和应力的影响 温度是通过聚合物粘度和松弛时间的作用来影响取向过程的。 （2）拉伸比的影响 在一定温度下材料在屈服应力作用下被拉伸的倍数为拉伸比。亦即材料拉伸前后长度之比。拉伸比越大则材料的取向程度也越高，即拉伸材料的取向程度随拉伸比而增大。 （3）聚合物结构和低分子物的影响  聚合物的链结构简单、柔性大、相对分子质量较低，那么链段的活动能力强，粘流活化能低，容易变形和取向，但同时聚合物的松弛时间短，易发生解取向，除非这种聚合物能够结晶，否则取向结构很不稳定， 9. 结晶与取向的关系？ 10.降解的类型有哪些？ 降解的类型：热降解；氧化降解；力降解；水降解；光降解 11. 试解释聚合物实际的交联反应很难使交联度达到100％的原因？ （1）随着交联反应的进行，体系粘度越来越大，聚合物分子 链的活动能力越来越小，分子链上反应点之间以及反应点与 固化剂间的接触几率越来越小，最后，接触甚至完全成为不 可能； （2）反应体系(尤其是可逆的缩聚反应体系)产生出的副产物、 有时会阻止交联反应的继续进行。 第五章 1.塑料成型加工包括哪些工艺？主要的成型方法有哪些？ 塑料成型加工一般包括：原料的配制和准备、成型及制 品后加工等几个环节。 方法包括：一次成型：挤出成型，注射成型，模压成型，压延成型， 注塑成型、模压烧结成型、传递成型和发泡成型等。 二次成型：中空吹塑成型、热成型、拉幅薄膜成型等。后加工包括机械加工、装配和修饰等。 2.塑料加工中添加配合剂的目的? 满足性能、成型、经济上的要求。 3.聚合物本身的性能，对加工性能和产品性能影响很大，主要影响因素有哪些，简要论述影响？ （1）分子量的影响。分子量对制品的物理-机械性能有较大影响。 （2）分子量分布的影响。分子量分布直接影响制品的性能，随分子量分布变宽，材料大多数力学性能、热性能降低；同时分子量分布也影响配料过程和材料的加工性能。通常要求聚合物的分子量分布不宜过大，分子量分布以重均分子量与数均分子量之比值表示，比值≤5时分布窄，大于5属于分布较宽。 （3）颗粒结构的影响。PVC较明显。凡表面毛糙、不规则，断面结构疏松、多孔的粒子，易于吸收增塑剂。反之，颗粒表面光滑，断面结构规则，实心、无孔的粒子吸收增塑剂不易；配料时需较高温度和较长时间，影响生产效率。 （4）粒度的影响。主要影响混合的均匀性。过大的粒度容易造成混合不均现象，不利于与其他组分的混合，从而影响制品的性能。但过细的粒子易造成粉尘飞扬和计量困难。 4.增塑剂的定义，解释非极性和极性增塑剂的作用机理 定义：用来改善塑料的塑性，增加成型加工时的流动性，降低制品的脆性，改善塑料耐寒性的一种助剂。 机理：通过在聚合物分子间起间隔作用使不同分子链间的距离增大，从而使分子链旋转需要的能量降低，在低于分解温度时聚合物变得可以流动。 5.防老剂的类型有哪些，以PVC为例，解释防老剂的作用过程？ 稳定剂（防老剂）（1）热稳定剂 （2）抗氧剂 （3）光稳定剂 （4）生物抑制剂 (1)中和HCI。这类热稳定剂可以迅速地与PVC分解放出的HCl 反应，生成无害的化合物而起稳定作用。 (2)取代不稳定氯原子。不稳定氯原子在PVC降解过程中扮演重要角色。 最有效的稳定剂应在PVC发生降解作用之前，与PVC分子上脱HCl的引发部位--不稳定氯原子发生取代反应，以对热更稳定的基团将其置换。 (3)钝化杂质。亚磷酸三元酯等一类稳定刑具有中和或钝化某些树脂杂质、痕量金属污染物、引发剂残余物等的作用，使PVC树脂热稳定性提高。 (4)防止自动氧化。金属硫醇盐等还具有分解氢过氧化物的二次抗氧剂效应；酚类抗氧剂能组止脱HCl，亦表现出热稳定剂的作用；虽然热稳定剂可放过氧化物分解，但并用的酚类抗氧剂可捕获自由基，有利于改善稳定效能。 (5)破坏碳正离子盐。碳正离子是引起PVC颜色变深的主要原因，通过反应除去HCl，破坏碳正离子盐，可以使PVC消色，能与HCl结合的稳定剂或稳定体系都具有这一能力。 (6)与不饱和部位反应。利用一种稳定基团与PVC链上的不饱和双键起加成反应，从而抑制脱HCl，且因使共扼多烯的双键打开，而起消色作用。 6.为何需要在成型前进行配料准备工作？ 1、不同的高分子材料成型工艺，对原料高分子材料形态有不同的要求。 2、各种配合剂需要进行预处理。 3、聚合物原料在运输、贮存过程中会造成性质变劣或混入杂质，需要在成型前进行预处理。 4、聚合物与不同配合剂需要在成型前进行有效地混合。 5、成型加工的物料必须经过精确计量。 7.混合过程一般是需要哪三种作用，试简述三种作用过程？ 混合过程一般是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成。 (1) 扩散。是由浓度梯度驱使自发地发生的一种过程，各组 分的微粒子由浓度较大的区域迁移到浓度较小的区域，从而 达到各处组分的均化。 (2) 对流。是指流体质点、液滴或固体粒子由系统的一个空 间位置向另一空间位置的运动，两种或多种组分在相互占有 的空间内发生运动，以期达到各组分的均匀分布。 (3) 剪切。依靠机械的作用产生的剪切力，促使物料组成达到均一。 第六章 1．挤出成型的定义、工艺特点及基本原理是什么？ 挤出成型：是使高聚物的熔体(或粘性流体)在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下通过一定形状的口模而连续成型，所得的制品为具有恒定断向形状的连续型材。 工艺特点：1、连续成型，产量大，生产效率高；2、制品外形简单，是断面形状不变的连续型材。3、制品质量均匀密实，尺寸准确较好。4、适应性很强：几乎适合除了PTFE外所有的热塑性塑料。只要改变机头口模，就可改变制品形状。可用来塑化、造粒、染色、共混改性，也可同其它方法混合成型。此外，还可作压延成型的供料。 基本原理：1塑化：在挤出机内将固体塑料加热并依靠塑料之间的内摩擦热使其成为粘流态物料。2、成型：在挤出机螺杆的旋转推挤作用下，通过具有一定形状的口模，使粘流态物料成为连续的型材。3、定型：用适当的方法，使挤出的连续型材冷却定型为制品。 2．挤出螺杆一般分为哪几段？每段各有什么作用？对于晶态塑料的挤出成型，应选择何种螺杆？ 根据塑料在挤出机中的三种物理状态的变化过程及对螺杆各部件的工作要求，通常将挤出机的螺杆分成加料段(固体输送区)、压缩段(熔融区)和均化段(熔体输送区)三段。 加料段：对塑料进行输送并压实，物料仍以固体状态存在，虽然由于强烈的摩擦热作用，在接近加料段的末端，与料筒内壁相接触的塑料已接近或达到粘流温度，固体粒子表面有些发粘，但熔融仍未开始。 熔融段：使塑料进一步压实和熔融塑化，排除物料内的空气和挥发份。 均化段：对熔体进行输送。 应选择突变型螺杆。 3．什么叫压缩比？挤出机螺杆设计中压缩比根据什么来确定？ 螺杆的压缩比A：指螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽的容积之比，它表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。 压缩比的大小取决于挤出塑料的种类和形态，粉状塑料的相对密度小，夹带空气多，其压缩比应大于粒状塑料 4．什么是挤出机螺杆的长径比？长径比的大小对塑料挤出成型有什么影响？长径比太大又会造成什么后果？ 螺杆的长径比L/Ds：指螺杆工作部分的有效长度L与直径Ds之比，此值通常为15<25，但近年来发展的挤出机有达40的，甚至更大。L/Ds大，能改善塑料的温度分布，混合更均匀，并可减少挤出时的逆流和漏流，提高挤出机的生产能力。L/Ds过小，对塑料的混合和塑化都不利。因此，对于硬塑料、粉状塑料或结晶型塑料要求塑化时间长，应选较大的L/Ds。但L/Ds太大，对热敏性塑料会因受热时间大长而易分解，同时螺杆的自重增加，制造和安装都困难，也增大了挤出机的功率消耗。 5．渐变型和突变型螺杆有何区别？它们各适合哪类塑料的挤出？为什么？ 对于渐变形螺杆，本段螺杆螺距最小或槽深最浅，这种螺杆实际上无均化段，常用于聚氯乙烯等热敏性塑料。可避 免粘流态物料在均化段停留时间过长而导致分解。 无定形塑料压缩段较长，为螺杆全长的55% 65%，熔融温度范围宽的塑料其压缩段最长，如聚氯乙烯挤出成型用的螺杆，压缩段为螺杆全长的100%，即全长均起压缩作用，这样的螺杆叫做渐变螺杆。 结晶型塑料，熔融温度范围较窄，压缩段较短，为 3 5Ds。某些熔化温度范围很窄的结晶型塑料，如尼龙等，其压缩段更短，甚至仅为一个螺距的长度，这样的螺杆叫做突变螺杆。 6．提高挤出机加料段固体输送能力，应对设备采取什么措施？指出其理论依据。 为了提高固体输送速率，应降低物料与螺杆的静摩擦因数，提高物料与料筒的径向静摩擦因数。要求螺杆表面有很高的光洁度，在螺杆中心通入冷却水，适当降低螺杆的表面温度，因为固体物料对金属的静摩擦因数是随温度的降低而减小的。固体塞的移动情况是旋转运动还是轴向运动占优势，主要决定于螺杆表面和料筒表面与物料之间的摩擦力的大小。 固体输送理论：物料与螺槽和料筒内壁所有面紧密紧密紧密接触。形成具有弹性的固体塞子，并以一定速率移动 7．塑料在挤出机中的熔化长度的意义是什么？ 在熔化区，物料的熔融过程是逐渐进行的，自熔化区始点A开始，固体床的宽度将逐渐减小，熔池的宽度逐渐增加，直到熔化区终点B，固体床的宽度下降到零，进入均化段，固体床消失，螺槽全部充满熔体。从熔化开始到固体床的宽度降到零为止的总长度，称为熔化长度。 8．塑料熔体在挤出机螺槽内有几种流动形式？造成这几种流动的主要原因是什么？ (1) 正流： 是物料沿螺槽方向向机头的流动，这是均化段熔体的主流，是由于螺杆旋转时螺棱的推挤作用所引起的，从理论分析上来说，这种流动是由物料在深槽中受机筒摩擦拖曳作用而产生的，故也称为拖曳流动，它起挤出物料的作用。 (2) 逆流： 沿螺槽与正流方向相反的流动，它是由机头口模、过滤 网等对料流的阻碍所引起的反压流动，故又称压力流动，它将引起挤出生产能力的损失。 (3) 横流： 物料沿x轴和y轴两方向在螺槽内往复流动，也是螺杆旋 转时螺棱的推挤作用和阻挡作用所造成的，仅限于在每个螺 槽内的环流，对总的挤出生产率影响不大，但对于物料的热 交换、混合和进一步的均匀塑化影响很大。 (4) 漏流： 物料在螺杆和料筒的间隙沿着螺杆的轴向往料斗方向的流动，它也是由于机头和口模等对物料的阻力所产牛的反压流功。 第七章 1．什么是注射成型；注射成型具有什么特点；请表示出一个完整的注射成型过程。 塑料的注射成型是将粒状成粉状塑料加入到注射机的料筒，经加热熔化呈流动状态，然后在注射机的柱塞或移动螺杆快速而又连续的压力下，从料简前端的喷嘴中以很高的压力和很快的速度注入到闭合的模具内。充满模腔的焙体在受压的情况下，经冷却（热塑性塑料）或加热(热固性塑料)固化后，开模得到与摸具型腔相应的制品。 注射成型的特点：成型周期短、生产效率高，能一次成型外形复杂、尺寸精确的制品，成型适应性强，制品种类繁多，而且容易实现生产自动化。 过程： 2．注射机按结构、外形和加工能力的差异，各分为那些类别？ 按结构特点分类：柱塞式注射机  双阶柱塞式注射机  螺杆预塑化柱塞式注射机  移动螺杆式注射机 按注射机外形特征分类：立式注射机  )卧式注射机  )角式注射机 按注射机的加工能力分类：反映注射机加工能力的主要参数是注射量和锁模力。 超小 小 中 大 超大型 3．注射机由哪几部分构成；注射系统又由那些部分构成？ 注射机：注射系统  注射模具  锁模系统  液压和电器控制 注射系统主要由：加料装置、料筒、螺杆(或柱塞及分流梭)、喷嘴等部件所组成。 4．注射机的喷嘴有哪几种类型？各适合何种聚合物材料的注射成型？ 1) 通用式喷嘴：是最普遍的形式，制造方便，无加热装置，注射压力损失小，常用于聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯及纤维素等的注射成型。 2) 延伸式喷嘴：是通用式喷嘴的改进型，制造方便，有加热装置，注射压力降较小，适用于有机玻璃、聚甲醛、聚砜、聚碳酸酯等高粘度树脂。 3)  弹簧针阀式喷嘴：是一种自锁式喷嘴，结构较复杂，制造困难，流程较短，注射压力降较大，较适用于尼龙、涤纶等熔体粘度较低的塑料注射。 5．塑料挤出机的螺杆与移动螺杆式注射机的螺杆在结构特点和各自的成型作用上有何异同？ 6.塑料熔体进入模腔内的流动情况可分那四个阶段，压力与时间的关系曲线是什么。 塑料熔体进入模腔内的流动情况可分为充模、保压、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。是压力随时间的变化为非线性函数 7.保压在热塑性塑料注射成型过程中的作用是什么？ 保压：充模之后，柱塞或螺杆仍保持施压状态，迫使喷嘴内的熔体不断充实模中，使制品不因冷却收缩而缺料，成为完整而致密的制品。 8.常见的塑料制品后处理包括那些？各具有什么作用？ (1)热处理(退火处理)。使制品在塑料的玻璃化温度和软化温度之间的某一温度附近加热一段时间，让制品“退火”，加热介质可以用热水、热油或热空气。 (2)调湿处理。对于尼龙类等吸湿性大的制品，加工时忌含水分，而制品却极易吸湿，因此在成型之后要将制品放在一定湿度环境中进行调湿处理才能使用，以免在制品使用过程中发生较大的尺寸变化。 (3)整修。对某些制品必须进行适当的小修整或装配等，以满足制品表现质量。 9.试述晶态聚合物注射成型时模温对其结晶性能和力学性能的影响。 a缓冷，即模温高，结晶速率大，有利结晶，能提高制品的密度和结晶度，制品成型收缩性较大，刚度大，大多数力学性能较高，但伸长率和冲击强度下降。 b骤冷所得制品的结晶度下降，韧性较好。但骤冷不利于大分子的松弛过程，分子取向作用和内应力较大。 c中速冷塑料的结晶和取向较适中，是用得最多的条件。 第八章 1、何谓热固性塑料的固化速度，固化速率太慢或太快对制品有何影响？ 热固性塑料的固化速度:是衡量热固性塑料成型时化学反应的速度。 固化速率应当适中，过小则生产周期长，生产效率低，但过大则流动性下降，会发止塑料尚未充满模具型腔就已固化的现象，就不能适于成型薄壁和形状复杂的制品。 2、简述热固性塑料模压成型的工艺流程中的各步骤。 3、分析模压温度的高低对模压成型工艺的影响。 模压温度是指成型时所规定的模具温度，对塑料的熔融、流动和树脂的交联反应速度有决定性的影响。 在一定的温度范围内，模温升高、物料流动性提高，充模顺利，交联固化速度增加，模压周期缩短，生产效率高。但过高的模压温度会使塑料的交联反应过早开始和固化速度太快而使塑料的熔融粘度增加，流动性下降，造成充模不全。 另外一方面，由于塑料是热的不良导体，模温高，固化速度快，会造成模腔内物料内外层固化不一，表层先行硬化，内层固化时交联反应产生的低分子物难以向外挥发，会使制品发生肿胀、开裂和翘曲变形，而且内层固化完成时，制品表面可能已过热，引起树脂和有机填料等分解，会降低制品的机械性能。 模压温度过低时，不仅物料流动性差，而且固化速度慢，交联反应难以充分进行，会造成制品强度低，无光泽，甚至制品表面出现肿胀，这是由于低温下固化不完全的表层承受不住内部低分子物挥发而产生的压力的缘故。 4、试述橡胶硫化后的物理机械性能的变化，并解释。 橡胶制品的物理机械性能是分子结构形态和分散在内部的配合剂相互作用的反映，在硫化过程中，分子结构在发生变化，橡胶的物理机械性能也发生变化。 例如：天然橡胶在硫化过程中，随着线型大分子逐渐变为网状结构，可塑性减小，拉伸强度、定伸强度、硬度、弹性增加，而伸长率、永久变形、疲劳生热等相应减小，但若继续硫化，则出现拉伸强度、弹性逐渐下降，伸长率、永久 变形反而会上升的现象。 5、生胶和硫化胶在分子结构及性能上有何不同。 在硫化前，橡胶分子是呈卷曲状的线型结构，其分子链具有运动的独立性，大分子之间是以范德华力相互作用的， 当受外力作用时，大分子链段易发生位移，在性能上表现出较大的变形，可塑性大，强度不大，具有可溶性。 硫化后，橡胶大分子被交联成网状结构，大分子链之间有主价键力的作用，使大分子链的相对运动受到一定的限制，在外力作用下，不易发生较大的位移，变形减小，强度增大，失去可溶性，只能有限溶胀。 6、橡胶的硫化历程分为几个阶段，各阶段的实质和意义是什么。 （1）焦烧阶段 又称硫化诱导期，是指橡胶在硫化开始前的延迟作用时间，在此阶段胶料尚未开始交联，胶料在模型内有良好的流动性。 (2) 预硫阶段（又称欠硫期） 焦烧期后，开始交联，至正硫化。在此阶段，随着交联反应的进行，橡胶的交联程度逐渐增加，并形成网状结构，橡胶的物理机械性能逐渐上升，但尚未达到预期的水平（主要是拉伸强度、弹性等）。 (3) 正硫化阶段 橡胶的交联反应达到一定的程度，此时的各项物理机械性能均达到或接近最佳值，其综合性能最佳。此时交联键发生重排、裂解等反应，胶料的物理机械性能在这个阶段基本上保持恒定或变化很少，所以该阶段也称为平坦硫化阶段。 (4) 过硫阶段 正硫化以后继续硫化便进入过硫阶段。交联反应和氧化及热断链反应贯穿于橡胶硫化过程的始终，只是在不同的阶段，这两种反应所占的地位不同，在过硫阶段中往往氧化及热断链反应占主导地位，因此胶料出现物理机械性能下降的现象。在过硫阶段中不同的橡胶出现的情况是不同的。 7、何谓硫化三要素，对硫化三要素控制不当会造成什么后果。 硫化过程中主要控制的工艺条件是硫化的压力、温度和时间，这些硫化条件对硫化质量有非常重要的影响。 过高压力对橡胶的性能也不利，高压会对橡胶分子链的热降解有加速作用；对于含纤维织物的胶料，高压会使织物材料的结构被破坏，导致耐屈挠性能下降。 提高硫化温度，在加速硫化交联反应的同时也加速了分子断链反应，结果使硫化曲线的正硫化阶段(平坦区)缩短，易进入过硫阶段，难以得到性能优良的硫化胶。 对于花纹复杂及含纤维织物的橡胶制品，如果温度太高，交联速度太快，胶料会刚受热即交联而流动性下降，难以充满模腔及渗入织物缝隙，得不到所需要的制品。在一定的硫化温度和压力下，橡胶有一最宜的硫化时间，时间太长则过硫，时间太短则欠硫，对产品性能都不利。 8、何谓正硫化和正硫化时间，正硫化时间的测定方法有哪几种，各有何特点。  正硫化应是胶料达到最大交联密度时的硫化状态，正硫化时间应由胶料达到最大交联密度所需的时间。 a物理机械性能法（缺点是麻烦，不经济） b化学法（误差较大，适应性不广，有一定限制） c专用仪器法（这是用专门的测试仪器来测定橡胶硫化特性并确定正硫化点的方法。） 9、绘出增强热固性塑料层压板成型定义及工艺流程。 层压成型是指在压力和温度的作用下将多层相同或不同材料的片状物通过树脂的粘结和熔合，压制成层压塑料的成型方法。层压成型工艺由浸渍、压制和后加工处理三个阶段组成。