《高分子材料成型加工》課后部分習題參考 答案

1、2分別區(qū)分“通用塑料”和“工程塑料”，“熱塑性塑料”和“熱固性塑料”，“簡單組分高分子材料”和“復雜組分高分子材料”，并請各舉2～3例。答：通用塑料：一般指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價廉的塑料。通用塑料有：PE，PP，PVC，PS等；工程塑料：是指拉伸強度大于50MPa，沖擊強度大于6kJm2長期耐熱溫度超過100℃的，剛性好、蠕變小、自潤滑、電絕緣、耐腐蝕等，可代替金屬用作結構件的塑料。工程塑料有：PA，PET，PBT，POM等；工程

2、塑料是指被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑料，是強度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優(yōu)的塑料。日本業(yè)界將它定義為“可以做為構造用及機械零件用的高性能塑料，耐熱性在100℃以上，主要運用在工業(yè)上”。熱塑性塑料：加熱時變軟以至流動，冷卻變硬，這種過程是可逆的，可以反復進行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚，氯化聚醚等都是熱塑性塑料。(熱塑性塑料中樹脂分子鏈都是線型或帶支鏈的結構，分子鏈之間無化學鍵產(chǎn)生，加熱時軟化

3、流動、冷卻變硬的過程是物理變化；)熱固性塑料：第一次加熱時可以軟化流動，加熱到一定溫度，產(chǎn)生化學反應一交鏈固化而變硬，這種變化是不可逆的，此后，再次加熱時，已不能再變軟流動了。正是借助這種特性進行成型加工，利用第一次加熱時的塑化流動，在壓力下充滿型腔，進而固化成為確定形狀和尺寸的制品。這種材料稱為熱固性塑料。(熱固性塑料的樹脂固化前是線型或帶支鏈的，固化后分子鏈之間形成化學鍵，成為三維的網(wǎng)狀結構，不僅不能再熔觸，在溶劑中也不能溶解。)酚

4、醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、不飽和聚酯、有機硅等塑料，都是熱固性塑料。簡單組分高分子材料：主要由高聚物組成(含量很高，可達95%以上)，加入少量(或不加入)抗氧劑、潤滑劑、著色劑等添加劑。如：PE、PP、PTFE。復雜組分高分子材料：復雜組分塑料則是由合成樹脂與多種起不同作用的配合劑組成，如填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑等組成。如：PF、SPVC。用天然或合成的聚合物為原料，經(jīng)過人工加工制造的纖維狀物質?？梢苑诸悆深??人造纖維：又稱再生纖維，以天

5、然聚合物為原料，經(jīng)過人工加工而改性制得。如：粘膠纖維、醋酸纖維、蛋白質纖維等2）合成纖維：以石油、天然氣等為原料，通過人工合成和紡絲的方法制成。如：滌綸、尼龍、腈綸、丙綸、氨綸、維綸等3高分子材料成型加工的定義和實質。高分子材料成型加工的定義和實質。高分子材料成型加工是將聚合物(有時還加入各種添加劑、助劑或改性材料等)轉變成實用材料或制品的一種工程技術。大多數(shù)情況下，聚合物加工通常包括兩個過程:首先使原材料產(chǎn)生變形或流動，并取得所需要的

6、形狀，然后設法保持取得的形狀(即硬化)，流動硬化是聚合物工過程的基本程序。高分子材料加工的本質就是一個定構的過程，也就是使聚合物結構確定，并獲得一定性能的過程。第一章習題與思考題2請說出晶態(tài)與非晶態(tài)聚合物的熔融加工溫度范圍，并討論兩者作為材料的耐熱性好壞。請說出晶態(tài)與非晶態(tài)聚合物的熔融加工溫度范圍，并討論兩者作為材料的耐熱性好壞。答：晶態(tài)聚合物：Tm～Td；非晶態(tài)聚合物：Tf～Td。對于作為塑料使用的高聚物來說，在不結晶或結晶度低時，最

7、高使用溫度是Tg，當結晶度達到40%以上時，晶區(qū)互相連接，形成貫穿整個材料的連續(xù)相，因此在Tg以上仍不會軟化，其最高使用溫度可提高到結晶熔點。熔點（Tm）：是晶態(tài)高聚物熔融時的溫度。表征晶態(tài)高聚物耐熱性的好壞。3為什么聚合物的結晶溫度范圍是Tg～Tm？答：TTm分子熱運動自由能大于內能，難以形成有序結構TTg大分子鏈段運動被凍結，不能發(fā)生分子重排和形成結晶結構次抽取的試樣的量足夠多，或者，一次取樣量雖不多，但取樣的次數(shù)足夠多，雖然每次抽

8、取的試樣分析結果有所出入，但（取多個試樣分析結果的平均值時，）仍可得出混合情況相同的結論。然而從混合料中各組分的分散程度來看，則可能相差甚遠。因此，在判定物料的混合狀態(tài)時，還必須考慮各組分的分散程度。4溫度對生膠塑煉有何影響？為什么天然橡膠在115℃時塑煉效果最差？5天然橡膠的低溫機械塑煉的目的及其原理與聚氯乙烯塑料中添加鄰苯二甲酸二丁酯的目的及其原理有何異同？6何謂橡膠的混煉？用開煉機和密煉機分別進行混煉時應控制的工藝條件有哪些？有何

9、影響？答：混煉就是將各種配合劑與可塑度合乎要求的生膠或塑煉膠在機械作用下混合均勻，制成混煉膠的過程。開煉機混煉時應控制的工藝條件有（1）裝膠容量（2）輥距（3）混煉溫度（4）混煉時間（5）輥速和速比（6）加料順序密煉機分別進行混煉時應控制的工藝條件有（1）裝膠容量（2）上頂栓壓力（3）轉子轉速和混煉時間（4）混煉溫度（5）加料順序7何謂膠料混煉過程中產(chǎn)生的結合橡膠（炭黑凝膠）？答：橡膠與炭黑混煉時，由于炭黑表面具有一定的活性，因而與混煉

10、時產(chǎn)生的R?生成一定數(shù)量的化學形式和物理形式的結合體，形成一種不溶于橡膠溶劑的產(chǎn)物，稱結合橡膠（炭黑凝膠）。8成型用的塑料形態(tài)有哪幾種？各種形態(tài)的塑料有什么不同的特點？它們的應用情況如何？9什么叫塑料的混合和塑化，其主要區(qū)什么叫塑料的混合和塑化，其主要區(qū)別在哪里？在哪里？答：塑料的混合：這是物料的初混合，是一種簡單混合，在低于流動溫度和較為緩和的剪切速率下進行的一種混合?；旌虾?，物料各組份的物理和化學性質無變化。只是增加各組份顆粒的無規(guī)

11、則排列程度，沒有改變顆粒的尺寸。設備：捏合機、高速混合機。塑料的塑化：再混合，是高一級的混合，在高于流動溫度（Tf或Tm）和較強烈的剪切速率下進行。混合后，物料各組份的物理和化學性質有所變化。塑化的目的是使物料在一定溫度和剪切力下熔融，驅出其中的水份和揮發(fā)物。使各組份的分散更趨均勻，得到具有一定可塑性的均勻物料。設備：密煉機、開煉機、擠出機。11塑料的塑化與橡膠的塑塑料的塑化與橡膠的塑煉二者的目的和原理有何異同？二者的目的和原理有何異同

12、？答：塑化：再混合，是高一級的混合。在高于流動溫度（Tf或Tm）和較強烈的剪切速率下進行?；旌虾?，塑料各組份的物理和化學性質有所變化。其目的是使物料在一定溫度和剪切力下熔融，驅出其中的水份和揮發(fā)物。使各組份的分散更趨均勻，得到具有一定可塑性的均勻物料。塑煉：使生膠由強韌的彈性轉變?yōu)槿彳浀谋阌诩庸さ乃苄誀顟B(tài)的過程。目的是使生膠獲得一定的可塑性，使之適合于混煉、壓延、壓出、成型等工藝操作；使生膠的可塑性均勻化，以便得到質量均勻的膠料。（目的

13、是降低彈性，增加可塑性，獲得流動性；混煉時配合劑易于分散均勻，便于操作；?使生膠分子量分布變窄，膠料質量均勻一致。）12什么是“生膠的塑煉”，什么是“塑料的塑煉”，為什么要分別對生膠和塑料進行塑煉？兩者分別可采取哪些措施，提高塑煉效果？答：生膠的塑煉：使生膠由強韌的彈性轉變?yōu)槿彳浀谋阌诩庸さ乃苄誀顟B(tài)的過程。目的是使生膠獲得一定的可塑性，使之適合于混煉、壓延、壓出、成型等工藝操作；使生膠的可塑性均勻化，以便得到質量均勻的膠料。（目的是降低