《高分子材料成型加工》課后部分習(xí)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(jiǎn)單組分高分子材料”和“復(fù)雜組分高分子材料”，并請(qǐng)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(jià)廉的塑料。通用塑料有：PE，PP，PVC，PS等；工程塑料：是指拉伸強(qiáng)度大于50MPa，沖擊強(qiáng)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(jié)構(gòu)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(qiáng)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(gòu)造用及機(jī)械零件用的高性能塑料，耐熱性在100℃以上，主要運(yùn)用在工業(yè)上”。熱塑性塑料：加熱時(shí)變軟以至流動(dòng)，冷卻變硬，這種過程是可逆的，可以反復(fù)進(jìn)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(jié)構(gòu)，分子鏈之間無化學(xué)鍵產(chǎn)生，加熱時(shí)軟化

3、流動(dòng)、冷卻變硬的過程是物理變化；)熱固性塑料：第一次加熱時(shí)可以軟化流動(dòng)，加熱到一定溫度，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)一交鏈固化而變硬，這種變化是不可逆的，此后，再次加熱時(shí)，已不能再變軟流動(dòng)了。正是借助這種特性進(jìn)行成型加工，利用第一次加熱時(shí)的塑化流動(dòng)，在壓力下充滿型腔，進(jìn)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(xué)鍵，成為三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，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(jī)硅等塑料，都是熱固性塑料。簡(jiǎn)單組分高分子材料：主要由高聚物組成(含量很高，可達(dá)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(fù)雜組分高分子材料：復(fù)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(zhì)?？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(zhì)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(shí)質(zhì)。高分子材料成型加工的定義和實(shí)質(zhì)。高分子材料成型加工是將聚合物(有時(shí)還加入各種添加劑、助劑或改性材料等)轉(zhuǎn)變成實(shí)用材料或制品的一種工程技術(shù)。大多數(shù)情況下，聚合物加工通常包括兩個(gè)過程:首先使原材料產(chǎn)生變形或流動(dòng)，并取得所需要的

6、形狀，然后設(shè)法保持取得的形狀(即硬化)，流動(dòng)硬化是聚合物工過程的基本程序。高分子材料加工的本質(zhì)就是一個(gè)定構(gòu)的過程，也就是使聚合物結(jié)構(gòu)確定，并獲得一定性能的過程。第一章習(xí)題與思考題2請(qǐng)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(qǐng)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(duì)于作為塑料使用的高聚物來說，在不結(jié)晶或結(jié)晶度低時(shí)，最

7、高使用溫度是Tg，當(dāng)結(jié)晶度達(dá)到40%以上時(shí)，晶區(qū)互相連接，形成貫穿整個(gè)材料的連續(xù)相，因此在Tg以上仍不會(huì)軟化，其最高使用溫度可提高到結(jié)晶熔點(diǎn)。熔點(diǎn)（Tm）：是晶態(tài)高聚物熔融時(shí)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(jié)晶溫度范圍是Tg～Tm？答：TTm分子熱運(yùn)動(dòng)自由能大于內(nèi)能，難以形成有序結(jié)構(gòu)TTg大分子鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)，不能發(fā)生分子重排和形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)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(jié)果有所出入，但（取多個(gè)試樣分析結(jié)果的平均值時(shí)，）仍可得出混合情況相同的結(jié)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(yuǎn)。因此，在判定物料的混合狀態(tài)時(shí)，還必須考慮各組分的分散程度。4溫度對(duì)生膠塑煉有何影響？為什么天然橡膠在115℃時(shí)塑煉效果最差？5天然橡膠的低溫機(jī)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(jī)和密煉機(jī)分別進(jìn)行混煉時(shí)應(yīng)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(jī)械作用下混合均勻，制成混煉膠的過程。開煉機(jī)混煉時(shí)應(yīng)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(shí)間（5）輥速和速比（6）加料順序密煉機(jī)分別進(jìn)行混煉時(shí)應(yīng)控制的工藝條件有（1）裝膠容量（2）上頂栓壓力（3）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和混煉時(shí)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(jié)合橡膠（炭黑凝膠）？答：橡膠與炭黑混煉時(shí)，由于炭黑表面具有一定的活性，因而與混煉

10、時(shí)產(chǎn)生的R?生成一定數(shù)量的化學(xué)形式和物理形式的結(jié)合體，形成一種不溶于橡膠溶劑的產(chǎn)物，稱結(jié)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(diǎn)？它們的應(yīng)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(jiǎn)單混合，在低于流動(dòng)溫度和較為緩和的剪切速率下進(jìn)行的一種混合?；旌虾?，物料各組份的物理和化學(xué)性質(zhì)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(shè)備：捏合機(jī)、高速混合機(jī)。塑料的塑化：再混合，是高一級(jí)的混合，在高于流動(dòng)溫度（Tf或Tm）和較強(qiáng)烈的剪切速率下進(jìn)行。混合后，物料各組份的物理和化學(xué)性質(zhì)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(qū)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(shè)備：密煉機(jī)、開煉機(jī)、擠出機(jī)。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(jí)的混合。在高于流動(dòng)溫度（Tf或Tm）和較強(qiáng)烈的剪切速率下進(jìn)行?；旌虾?，塑料各組份的物理和化學(xué)性質(zhì)有所變化。其目的是使物料在一定溫度和剪切力下熔融，驅(qū)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(qiáng)韌的彈性轉(zhuǎn)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(zhì)量均勻的膠料。（目的

13、是降低彈性，增加可塑性，獲得流動(dòng)性；混煉時(shí)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(zhì)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(duì)生膠和塑料進(jìn)行塑煉？?jī)烧叻謩e可采取哪些措施，提高塑煉效果？答：生膠的塑煉：使生膠由強(qiáng)韌的彈性轉(zhuǎn)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(zhì)量均勻的膠料。（目的是降低