第一篇：高分子材料加工成型原理題庫--最重要

高分子材料加工成型原理題庫

填空：

1． 聚合物具有一些特有的加工性質，如有良好的__可模塑性__，__可擠壓性__，__可紡性__和__可延性__。正是這些加工性質為聚合物材料提供了適于多種多樣加工技術的可能性。

2． __熔融指數__是評價聚合物材料的__可擠壓性__這一加工性質的一種簡單而又實用的方法，而__螺旋流動試驗__是評價聚合物材料的__可模塑性__這一加工性質的一種簡單而又實用的方法。3． 在通常的加工條件下，聚合物形變主要由__高彈形變__和__粘性形變__所組成。從形變性質來看包括__可逆形變__和__不可逆形變__兩種成分，只是由于加工條件不同而存在著兩種成分的相對差異。

4． 聚合物的粘彈性行為與加工溫度T有密切關系，當T>Tf時，主要發生__粘性形變__，也有彈性效應，當Tg

6． 假塑性流體在較寬的剪切速率范圍內的流動曲線，按照變化特征可以分為三個區域，分別是：__第一牛頓區__、__非牛頓區__和__第二牛頓區__。

7． 聚合物液體在管和槽中的流動時，按照受力方式劃分可以分為__壓力流動__、__收斂流動__和__拖拽流動__；

按流動方向分布劃分：__一維流動__、__二維流動__和__三維流動__。

8． 影響聚合物流變形為的的主要因素有：_溫度_、_壓力_、_應變速率_和_聚合物結構因素_以及_組成_等。

9． 聚合物流動行為最常見的彈性行為是_端末效應_和_不穩定流動，它們具體包括：_入口效應_、出口膨脹效應、__鯊魚皮現象__和__熔體破裂__。

10.聚合物加工過程中的主要的物理變化有：結晶_和_取向；主要化學變化有：降解_和_交聯。

11.加工成型過程中影響結晶的主要因素有：_冷卻速率_、_熔融溫度_、_熔融時間_、_應力作用__以及__低分物和鏈結構的影響__。

12.加工成型過程中取向按照流動成因可分為：拉伸取向_和_流動取向；按照取向方式可分為：單軸取向_和__雙軸取向__。

13.聚合物在成型加工過程或長期使用容易發生老化現象，有效方法之一是添加__防老劑__，按照功用的不同可將防老劑具體分為：__穩定劑__、__光穩定劑__、__抗氧劑__和__驅避劑__等。

14.聚合物在成型加工過程中物料的混合過程一般是靠__擴散__、__對流__和__剪切__三種作用實現的。

15.單螺桿擠出機的基本結構主要包括五個部分，它們分別是：傳動裝置_、加料裝置_、料筒_、螺桿、機頭口模。16.根據物料在螺桿中的變化特征將螺桿分為三個部分：__加料段__、__壓縮段__、__均化段__。

17.擠出機的機頭與口模的組成部件包括：__過濾網_、多孔板_、_分流器__、__模芯__、__口模_和__機頸__等。18.注射機按照結構特征劃分可以分為__柱塞式__和__螺桿式__。它們都主要由三個主要系統構成，具體包括：__注射系統__、__鎖模系統__和__模具系統__。

19.注射機的螺桿的主要作用是：__送料__、__壓實__、__塑化__、__傳壓__。

20.塑料一次成型工藝有多種，其中用于最廣泛的四種分別有：擠出成型、注塑成型、模壓成型_和__壓延成型__。21.注射模具的結構可以千變萬化，而且基本結構都是一致的，主要由：澆注系統、成型零件__和__結構零件__三大部分組成。

名詞解釋：

一次成型：—次成型是通過加熱使塑料處于粘流態的條件下，經過流動、成型和冷卻硬化(或交聯固化)，而將塑料制成各種形狀的產品的方法

二次成型：在一定條件下將一次成型得到的片、板、棒等塑料成品，加熱使其處于類橡膠狀態，通過外力作用使其形變而成型為各種較簡單形狀，再經冷卻定型而得新產品。

擠出成型：借助螺桿或柱塞的擠壓作用，使受熱融化的塑料在壓力推動下，強行通過口模而成為具有恒定截面的連續型材的一種成型方法。

壓制成型：將粉狀或糊團等形狀的熱固性樹脂加入加熱的模具型腔內，然后閉合模具加壓加熱，使樹脂達到流動狀態，并充滿模具型腔的各個角落，同時，通過交聯反應固化定型，經適當的固化時間后，打開模具取出制品。

壓延成型：先用各種塑煉設備將成型物料熔融塑化，然后使已塑化的熔體通過一系列相向旋轉的滾筒間隙，使之經受擠壓與延展作用成為平面狀的連續塑性體，再經過冷卻定型和適當的后處理即得到膜、片類塑料制品。

注射周期：注射周期或稱總周期，指完成一次注射成型所需的時間。

壓延效應：在壓延過程中，熱塑性塑料由于受到很大的剪切應力作用，因此大分子會順著薄膜前進方向發生定向作用，使生成的薄膜在物理機械性能上出現各向異性，這種現象稱為壓延效應。

中空吹塑成型：將擠出或注射成型的塑料管坯(型坯)在高彈態時置于各種形狀的模具中，并即時在管坯中通入壓縮空氣將其吹脹，使其緊貼于模腔壁上成型，經冷卻脫模后即得中空制品。

熱成型：利用熱塑性塑料的片材作為原料，夾在模具的框架上，讓其在Tg至Tf間的適宜溫度加熱軟化，施加壓力，使其緊貼模具的型面，取得與型面相仿的形狀尺寸，經冷卻定型和修整后即得制品。

牛頓流體：在一維剪切流動情況下，當有剪切應力于定溫下施加到兩個相距dr的流體平行層面并以相對速度dv運動，剪切應力與剪切速率成線性關系的流體稱為牛頓流體.非牛頓流體：不遵從牛頓流動定律的流體統稱為非牛頓流體。

粘度：又叫切變粘度系數，簡稱粘度產生單位剪切速率（速度梯度）所必須的剪切應力值

賓漢液體：與牛頓流體相同，剪切速率～ 剪切應力的關系也是一條直線，不同處：它的流動只有當 ? 高到一定程度后才開始，需要使液體產生流動的最小應力?y稱為屈服應力。當? ? ?y時，完全不流動。

假塑性液體：流體的表觀粘度隨剪切應力的增加而降低。也即切力變稀現象。

膨脹性液體：流體的表觀粘度隨剪切應力的增加而增加，也即切力增稠現象。

剪切速率：單位時間內流體所產生的剪切應變

端末效應：管子進口端與出口端與聚合物液體彈性行為有關的現象稱為端末效應。

鯊魚皮癥：一般指“鯊魚皮癥”，是發生在擠出物熔體流柱表面上的一種缺陷現象，其特點是在擠出物表面形成很多細微的皺紋，類似于鯊魚皮。

熔體破碎：也是一種不穩定流動現象，具體是擠出物表面出現凹凸不平，外形畸變支離斷裂，內部和外部都產生破壞的現象。

結晶：是指晶體形成的具體過程。

取向：聚合物結構單元或纖維狀填料在某種程度上順著流動的方向作平行排列，這種排列常成為取向

降解：降解：聚合物分子量降低的作用。

交聯：聚合物的加工過程，形成三向網狀結構的反應稱為交聯

熔融指數：是指在一定載荷下定溫下10分鐘內聚合物從出料口擠出的重量，單位是克。

溫度敏感指標：給定剪切速率下相差40℃的兩個溫度T1和T2的粘度比。

2、分別闡述聚合物在高彈態和粘流態時的粘彈性形變特點。

即使在較小的外力作用下，也能迅速產生很大的形變，并且當外力除去后，形變又可逐漸恢復。這種受力能產生很大的形變，除去外力后能恢復原狀的性能稱高彈性，相應的力學狀態稱高彈態。

當溫度升到足夠高時，在外力作用下，由于鏈段運動劇烈，導致整個分子鏈質量中心發生相對位移，聚合物完全變為粘性流體，其形變不可逆，這種力學狀稱為粘流態。

3、什么是聚合物的力學三態，各自的特點是什么？各適用于什么加工方法？

玻璃態、高彈態和粘流態稱為聚合物的力學三態。

聚合物在外力作用下的形變小，具有虎克彈性行為：形變在瞬間完成，當外力除去后，形變又立即恢復，表現為質硬而脆，這種力學狀態與無機玻璃相似，稱為玻璃態。車、銑、刨、削等機械加工

這種受力能產生很大的形變，除去外力后能恢復原狀的性能稱高彈性，相應的力學狀態稱高彈態。真空成型、壓力成型、壓延、彎曲成型等加工

聚合物完全變為粘性流體，其形變不可逆，這種力學狀稱為粘流態。熔融紡絲、注射、擠出、吹塑、貼合等加工

4、畫出幾種典型流體的剪切力-剪切速率流動曲線，并簡單說明各自的流變行為特征。

賓漢流體：

與牛頓流體相同，剪切速率～ 剪切應力的關系也是一條直線，不同處：它的流動只有當 ? 高到一定程度后才開

始，需要使液體產生流動的最小應力?y稱為屈服應力。當? ? ?y時，完全不流動。假塑性流體：

流體的表觀粘度隨剪切應力的增加而降低。也即切力變稀現象。膨脹性流體：

流體的表觀粘度隨剪切應力的增加而增加，也即切力增稠現象。牛頓流體：

在一維剪切流動情況下，當有剪切應力于定溫下施加到兩個相距dr的流體平行層面并以相對速度dv運動，剪切應力與剪切速率成線性關系的流體稱為牛頓流體.6、影響聚合物粘度的因素分別有哪些？

對于高聚物熔體來說，影響粘度的因素有許多，應力、應變速率、溫度、壓力、分子參數和結構、相對分子質量分布、支化和添加劑等。但歸結起來有兩個方面：

?(1)熔體內的自由體積因素，自由體積? 粘度 ?

?(2)大分子長鏈間的纏結，凡能減少纏結作用因素，都能加速分子運動，粘度?

7、壓力流動、收斂流動、拖拽流動的定義及各自常見發生場合。

? 壓力流動：在簡單的形狀管道中因受壓力作用而產生的流動。<受力:壓力、剪切力>；聚合物成型時在管內的流動多屬于壓力梯度引起的剪切流動。如注射時流道內熔體的流動。

? 收斂流動：在截面積逐漸減小的流道中的流動。<受力:壓力、剪切力、拉伸力>；多發生在在錐形管或其他截面積逐漸變小的管道中。

? 拖拽流動：在具有部分動件的流道中的流動。<受力：拉伸力、剪切力>，如在擠出機螺槽中的聚合物流動以及線纜包覆物生產口模中。

8、牛頓流體及非牛頓流體在圓管中的流動特征各是什么？

牛頓流體在圓管中的流動特征: ? 剪切應力：管壁處剪切應力最大，中心處為零；剪切應力在液體中的分布與半徑成正比，并呈直線關系。? 流體速度：液體在圓形管道中的流動時具有拋物線型的速率分布；管中心處的速率最大，管壁處為零，圓管中的等速線為一些同心圓。非牛頓流體流動的特征：

? 剪切應力：管壁處剪切應力最大，中心處為零；剪切應力在液體中的分布與半徑成正比，并呈直線關系。（與牛頓流體相同）

? 流體速度：對于膨脹性非牛頓液體(n＞1)，速度分布曲線變得較為陡峭，n值愈大，愈接近于錐形；對假塑性非牛頓液體(n＜1)，分布曲線則較拋物線平坦；n愈小，管中心部分的速度分布愈平坦，曲線形狀類似于柱塞。管中心處的速率最大，管壁處為零，圓管中的等速線為一些同心圓。

9、聚合物加工中，對于尺寸變化的管道中通常采用一段有收斂作用的管道來連接，是何原因？

答：避免任何死角的存在，減少聚合物因過久停留而引起的分解，同時有利于降低流動過程因強烈擾動帶來的總壓力降，減少能耗，減少流動缺陷，提高產品質量和設備生產能力。

10、入口效應和出口效應對聚合物加工有何不利？一般怎樣去降低？

1入口效應和離膜膨脹效應通常對聚合物加工來說都是不利的，特別是在注射、擠出和纖維紡絲過程中，可能導○制產品變形和扭曲，降低制品尺寸穩定做并可能在制品內引入內應力，降低產品機械性能。

2增加管子長度、增加管徑、L/D增加，減小入口端的收斂角，適當降低加工應力、增加加工溫度、給以牽伸力，○

減小彈性變形的不利因素。

11、什么是鯊魚皮癥？試總結產生的原因。

一般指“鯊魚皮癥”，是發生在擠出物熔體流柱表面上的一種缺陷現象，其特點是在擠出物表面形成很多細微的皺紋，類似于鯊魚皮。

原因：

? 一方面主要是熔體在管壁上的滑移，熔體在管道中流動時，管壁附近速度梯度最大，其大分子伸展變形程度比中心大，在流動過程中因大分子伸展產生的彈性變形發生松弛，就會引起熔體流在管壁上出現周期性滑移。? 另一方面，流道出口對熔體的拉伸作用也是時大時小，隨著這種張力的周期性變化，熔體流柱表層的移動速度也時快時慢，流柱表面上就會出現不同形狀的皺紋。

12、總結并簡單分析加工成型過程中影響結晶的因素。

1、冷卻速度的影響

2、熔融溫度和熔融時間的影響

3、應力作用的影響：

壓力影響球晶的大?。簤毫Φ湍苌纱蠖暾木w；高壓下形成小而形狀不規則的球晶。壓應力會使聚合物的結晶溫度提高。

4、低分子物和固體雜質的影響

14、聚合物成型加工過程中在管道或模具中取向結構分布規律？

分子取向從澆口處起順著料流方向逐漸增加，達到最大點后逐漸減小，中心區和表面層取向程度不高，中心區四周取向程度高。

15、聚合物取向對制件性能的影響有哪些？（詳細在課本P82）

① 單軸取向：取向方向上制品的拉伸屈服強度↑，模量↑，壓縮屈服強度↓，非晶聚合物斷裂伸長率↑，結晶聚合物斷裂伸長率↓；非取向方向上性能變化和上述相反。

② 雙軸取向：兩個取向方向上制品的模量、抗拉強度和斷裂伸長率↑，但取向度小的取向方向上的性能變化程度低于另一個方向上的。

16、成型加工過程中如何避免聚合物的降解？(1)嚴格控制原材料技術指標，使用合格原材料；(2)使用前對聚合物進行嚴格干燥；

(3)確定合理的加工工藝和加工條件，使聚合物能在不易產生降解的條件下加工成型；(4)加工設備和模具應有良好的結構；

(5)在配方中考慮使用抗氧劑、穩定劑等以加強聚合物對降解的抵抗能力。

17、塑料制品中有哪些原材料和添加劑？其各自的作用？ 聚合物是塑料的主要成分 主要添加劑有：

增塑劑

作用：降低塑料的軟化溫度范圍、提高其加工性、柔韌性或延展性

防老劑

防老劑的作用：

（1）抑制聚合物的降解作用：穩定劑——去除聚合物中原有的和新形成的活性中心，以抑制聚合物繼續降

解。

（2）抑制聚合物的氧化作用：抗氧劑——能代替易受氧化分解的聚合物與氧反應，防止或推遲氧對聚合物的影響，抑制聚合物的氧化。

填料

作用：

① 降低成本，減少聚合物消耗； ② 提高制品性能。

潤滑劑

作用：是減少分子之間、聚合物粒子之間、樹脂和填料之間的摩擦，以及熔體和設備、制品和模具之間的摩擦，以改善加工流動和脫模性。

著色劑作用：使制品獲得鮮艷的色彩，增進美觀。

固化劑

使樹脂完成或加快交聯反應的物質。

18、常見的混合設備有哪些？并說明每種設備主要采用什么作用實現混合的？（課本P112）

? 初混合：捏合機、高速混合機、管道式捏合機等； ? 混合塑煉：雙輥塑煉機、密煉機、擠出機等。作用：。。。。

19、簡述單螺桿擠出機的基本結構，螺桿的基本參數，機頭和口模的組成部件。

基本結構主要包括：傳動裝置、加料裝置、料筒、螺桿、機頭與口模。

螺桿的主要參數：直徑、長徑比、壓縮比、螺距螺槽深度、螺旋角、桿筒間隙 機頭與口模： 主要組成：濾網、多孔板、分流器、模芯、口模和機頸等。

20、分析主要螺桿參數對加工過程的影響。

直徑：D↑，加工能力↑。擠出機生產率∝D2，D通常為45~150mm； 長徑比：L/D↑，改善物料溫度分布，有利于混合及塑化，生產能力↑；

但L/D過大，物料可能發生熱降解，螺桿也可能因自重而彎曲，功耗增大；L過小則塑化不良。L/D通常為18~25；

螺槽深度： 螺槽深度↓，剪切速率↑，傳熱效率↑，混合及塑化效率↑，生產率↓。故熱敏性塑料宜用深螺槽，而熔體粘度低且熱穩定性好的塑料宜用淺螺槽。

螺旋角： 螺旋角↑，生產能力↑，對塑料的剪切作用和擠壓力↓。

21、根據物料的變化特征可將螺桿分為幾個階段，它們各自的作用是什么？

加料段（Ⅰ）、壓縮段（Ⅱ）、均化段（Ⅲ）

加料段（Ⅰ）作用：將料斗供給的料送往壓縮段，塑料在移動過程中一般保持固體狀態由于受熱而部分熔化。壓縮段（Ⅱ）作用：壓實物料，使物料由固體轉化為熔體，并排除物料中的空氣。

均化段(計量段)的作用：是將熔融物料，定容(定量)定壓地送入機頭使其在口模中成型。均化段的螺槽容積與加料一樣恒定不變。

22、簡單敘述擠出成型、注射成型、壓制成型、壓延成型各自的工藝過程。

1、擠出成型工藝主要程序：物料的干燥，成型，定型與冷卻，制品的牽引與卷取，制品的后處理。

2、注射過程：塑化→充?！骸鋮s→脫模

3、壓制成型過程主要包括：加料、閉模、排氣、固化、脫模與清理模具。

4、壓延工藝過程：

1供料階段：捏合 → 塑化 → 供料 ○2壓延階段：壓延 → 牽引 → 刻花 → 冷卻定型 → 輸送 → 切割、卷取 ○

23、比較注塑螺桿和擠出螺桿在結構上的主要差別。注塑螺桿和擠出螺桿在結構上的主要差別：

? 注塑螺桿長徑比比擠出螺桿?。?/p>

? 注塑螺桿均化段螺槽深度比擠出螺桿深； ? 注塑螺桿壓縮比比擠出螺桿?。?/p>

? 注塑螺桿加料段長度比擠出螺桿長，而均化段長度比擠出螺桿短； ? 擠出螺桿多為圓頭或錐頭，而注塑螺桿多為尖頭并帶有特殊結構。

? 注塑螺桿只起預塑化和注射作用，對塑化能力、壓力穩定性以及操作連續性和穩定性沒有擠出螺桿要求高。

24、闡述注射機的基本結構。

注射系統——包括：加料裝置、料筒、螺桿（分流梭和柱塞）、噴嘴； 鎖模系統——是實現閉合模具、開啟模具和頂出制品的機構。

模具——包括：主流道、分流道、澆口、型腔、排氣孔、導向零件、脫模裝置、抽芯機構、加熱或冷卻系統

25、分析在注射成型中確定料筒溫度的依據

? 料筒末端溫度要高于Tf或Tm，但不能超過分解溫度Td ? 一般地，螺桿式注射機的料筒溫度要比柱塞式的低10~20℃

? 薄制品采用較高料筒溫度，厚制品需要較低的料筒溫度，形狀復雜或有嵌件的制品采用較高溫度。

26、如何確定注射成型中的噴嘴溫度？

? 噴嘴溫度一般要稍低于料筒的最高溫度

27、注射制品產生內應力的主要原因有哪些？

當注射制件脫模時，大分子的形變并非已經停止，在貯存和使用過程中，制件中大分子的進一步形變能使制件變形。制品收縮的主要原因是熔體成型時驟冷使大分子堆積得較松散（即存在“自由體積”）之故。在貯存和使用過程中，大分子的重排運動的發展，使堆積逐漸緊密，以致密度增加體積收縮。能結晶的聚合物則因逐漸形成結晶結構而使成型的制品體積收縮。

28、有哪些成型方法屬于一次成型？

1、擠出成型

2、注射成型

3、模壓成型

4、壓延成型

5、鑄塑成型

6、傳遞模塑成型

7、模壓燒結成型和泡沫塑料和成型

29、中空吹塑成型和熱成型各自主要的工藝方法有哪些？

1、中空吹塑的主要的工藝方法：擠出吹塑成型、注射吹塑成型、注射拉伸吹塑成型。

2、熱成型的主要的工藝方法：真空成型、壓力成型、覆蓋成型、柱塞輔助成型、推氣成型、對模成型。

30、對于一次成型和二次成型中常見的成型方法各有哪些？每種方法各舉出至少一例對應的制

1、一次成型：

1擠出成型：管材、板材、薄膜、線纜包覆物 ○2注射成型： ○3模壓成型：塊狀模塑復合料BMC和片狀模塑復合料SMC?！?壓延成型品：管材、板材 ○

2、二次成型：

1中空吹塑成型：瓶、容器、兒童玩具、家電零部件辦公用品，還可以用于汽車保險杠，燃油箱等汽車工業零部件，○叫做“工程吹塑”。

2熱成型：熱成型適應性很廣，如一粒小藥片的包裝、一次性使用的飲料杯、各種商品的仿型包裝、冰箱內膽、汽車○和游艇的外殼部件、化工容器直到一個室內游泳池的成型，都可用熱成型方法制造。

○3拉幅薄膜的成型：薄膜

四、分析與論述

1.圖為注射過程過程柱塞、噴嘴和模具內壓力的關系，請結合圖說明注射過程可分為哪些階段？（課本P146）答：按時間次序，注射過程可分為以下幾個階段：

空載期(a)——充模期(b)——保壓期(c)——反料期(d)——凝封期(e)——繼冷期(f)

2.圖為典型的模具結構圖，請指出圖中的數字標示各指的是什么零件？

3.圖為圓管擠出機頭結構示意圖，請指出圖中的數字標示各指的是什么部件。

4.圖為螺桿結構的結構示意圖，圖中的字母標示了螺桿的主要參數，請分別指出它們是什么？這些參數是怎樣影響加工性能的？（課本P119）

螺桿的主要參數對加工的影響：

直徑：D↑，加工能力↑。擠出機生產率∝D2，D通常為45~150mm；

長徑比：L/D↑，改善物料溫度分布，有利于混合及塑化，生產能力↑； 但L/D過大，物料可能發生熱降解，螺桿也可能因自重而彎曲，功耗增大；L過小則塑化不良。L/D通常為18~25；

螺槽深度： 螺槽深度↓，剪切速率↑，傳熱效率↑，混合及塑化效率↑，生產率↓。故熱敏性塑料宜用深螺槽，而熔體粘度低且熱穩定性好的塑料宜用淺螺槽。

螺旋角： 螺旋角↑，生產能力↑，對塑料的剪切作用和擠壓力↓。

5.圖為典型的模塑面積圖，請結合該圖說明注射產品質量和溫度、注射壓力的關系。（課本P152）

第二篇：高分子材料加工成型原理作業

《高分子材料加工成型原理》主要習題

第二章 聚合物成型加工的理論基礎

1、名詞解釋：牛頓流體、非牛頓流體、假塑性流體、脹塑性流體、拉伸粘度、剪切粘度、滑移、端末效應、鯊魚皮癥。

牛頓流體：流體的剪切應力和剪切速率之間呈現線性關系的流體，服從牛頓黏性定律的流體稱為非牛頓流體。

非牛頓流體：流體的剪切應力和剪切速率之間呈現非線性關系的流體，凡不服從牛頓黏性定律的流體稱為非牛頓流體。

假塑性流體：是指無屈服應力,并具有黏度隨剪切速率或剪切應力的增大而降低的流動特性的流體，常稱為“剪切變稀的流體”。

脹塑性流體：是指無屈服應力,并具有黏度隨剪切速率或剪切應力的增大而升高的流動特性的流體，常稱為“剪切增稠的流體”。P13 拉伸粘度：用拉伸應力計算的粘度，稱為拉伸粘度，表示流體對拉伸流動的阻力。

剪切粘度：在剪切流動時，流動產生的速度梯度的方向與流動方向垂直，此時流體的粘度稱為剪切粘度。

滑移：是指塑料熔體在高剪切應力下流動時，貼近管壁處的一層流體會發生間斷的流動。P31 端末效應：適當增加長徑比聚合物熔體在進入噴絲孔喇叭口時，由于空間變小，熔體流速增大所損失的能量以彈性能貯存于體系之中，這種特征稱為“入口效應”也稱“端末效應”。

鯊魚皮癥：鯊魚皮癥是發生在擠出物表面上的一種缺陷，擠出物表面像鯊魚皮那樣,非常毛糙。如果用顯微鏡觀察,制品表面是細紋狀。它是不正常流動引起的不良現象,只有當擠出速度很大時才能看到。

6、大多數聚合物熔體表現出什么流體的流動行為？為什么？P16 大多數聚合物熔體表現出假塑性流體的流動行為。假塑性流體是非牛頓型流體中最常見的一種，聚合物熔體的一個顯著特征是具有非牛頓行為，其黏度隨剪切速率的增加而下降。此外，高聚物的細長分子鏈，在流動方向的取向粘度下降。

7、剪切流動和拉伸流動有什么區別？

拉伸流動與剪切流動是根據流體內質點速度分布與流動方向的關系區分，拉伸流動是一個平面兩個質點的距離拉長，剪切流動是一個平面在另一個平面的滑動。

8、影響粘度的因素有那些？是如何影響的？

剪切速率的影響：粘度隨剪切速率的增加而下降； 溫度的影響：隨溫度升高，粘度降低； 壓力的影響：壓力增加，粘度增加；

分子參數和結構的影響：相對分子質量大，粘度高；相對分子質量分布寬，粘度低；支化程度高，粘度高；

添加劑的影響：加入增塑劑會降低成型過程中熔體的粘度；加入潤滑劑，熔體的粘度降低；加入填料，粘度升高。

12、何謂熔體破裂？產生熔體破裂的原因是什么？如何避免？

高聚物熔體在擠出過程中，當擠壓速率超過某一臨界值時擠出物表面出現眾多的不規則的結節、扭曲或竹節紋，甚至支離和斷裂成碎片或柱段，這種現象稱為熔體破裂。

原因：一種認為是由于熔體流動時，在口模壁上出現了滑移現象和熔體中彈性恢復所引起；另一種是認為在口模內由于熔體各處受應力作用的歷史不盡相同，因而在離開口模后所出現的彈性恢復就不可能一致，如果彈性恢復力不為熔體強度所容忍，就會引起熔體破裂。

避免熔體破裂需注意：控制剪切應力與熔體溫度；設計口模模唇時，提供一個合適的入口角，使用流線型的結構是防止聚合物熔體滯留并防止擠出物不穩定的有效方法。

第三章 成型用的物料及其配制

4、簡述增塑劑的增塑機理，如何選用增塑劑？

增塑劑在加入聚合物大分子后，增塑劑的分子因溶劑化及偶極力等作用而“插入”聚合物分子之間并于聚合物分子的活性中心發生時解時結的聯結點，由于有了增塑劑-聚合物的聯結點，聚合物之間原有的聯結點就會減少，從而使其分子間的力減弱，并導致聚合物一系列性能的改變。選用增塑劑要選擇與樹脂的相容性好、增速效率高、增塑效果持久、低溫柔韌性好、電絕緣性好、耐老化性好、阻燃性好、毒性低等。

5、何謂穩定劑？簡述熱穩定劑的穩定機理。

凡在成型加工和使用期間為有助于材料性能保持原始值或接近原始值而在塑料配方中加入的物質稱為穩定劑。熱穩定劑的作用機理歸納如下：（1）捕捉降解時放出的HCL。(2）置換不穩定的氯原子（3）鈍化具有催化作用的金屬氯化物（4）防止自動氧化（5）與共軛雙鍵結構起加成作用（6）能與自由基起反應。

8、何謂潤滑劑？為什么潤滑劑有內、外之分？

為改進塑料熔體的流動性能，減少或避免對設備的摩擦和粘附以及改進制品表面光亮度等，而加入的一類助劑稱為潤滑劑。

潤滑劑中有一類與高聚物有一定的相容性，加入后可減少高聚物分子的內聚力，降低其熔融粘度，從而減弱高聚物分子間的內摩擦，此類潤滑劑為內潤滑劑。還有一類與高聚物僅有很小的相容性，它在加工機械的金屬表面和高聚物表面的界面上形成一潤滑層，以降低高聚物與加工設備之間的摩擦，此類潤滑劑為外潤滑劑。不同的相容性讓潤滑劑有了內外之分。

第五章 擠出成型

2、普通螺桿在結構上為何分段，分為幾段？各段的作用如何？

螺桿的主要功能包括輸送固體物料，壓緊和熔化固體物料，均化、計量和產生足夠的壓力以擠出熔融物料，所以根據物料在螺桿上運轉的情況可將螺桿分為加料、壓縮和計量三段。

加料段是自物料入口向前延伸約4~8D的一段，主要功能是卷取加料斗內物料并傳送給壓縮段，同時加熱物料；壓縮段（又稱過渡段）是螺桿中部的一段，在這段中物料除受熱和前移外，主要是由粒狀固體逐漸被壓實并軟化為連續的熔體，同時還將夾帶的空氣排出；計量段是螺桿的最后一段，其長度約為6~10D，主要的功能是使熔體進一步塑化均勻，克服口模的阻力使物料定量、定壓的由機頭和口模流道中擠出，所以這一段也稱為均化段。

3、根據固體輸送率的基本公式，分析當螺桿的幾何參數確定之后，提高固體輸送率的途徑及工業實施方法。

提高固體輸送率可從擠出機結構和擠出機擠出工藝兩個方面采取措施。從擠出機結構角度來考慮，可增加螺槽深度；其次，可降低塑料與螺桿的摩擦系數，這就需要提高螺桿的表面光潔度；再者，可增大塑料與料筒的摩擦系數，料筒內表面要盡量光潔。

從擠出工藝角度來考慮，關鍵是控制送料段料筒和螺桿的溫度。

9、何謂螺桿壓縮比？為什么要有壓縮比？在螺桿結構上如何實現？

通常將加料段一個螺槽的溶劑與計量段一個螺槽容積之比稱為螺桿的壓縮比。

壓縮比對塑料擠出成型工藝控制有重要影響。擠出不同的塑料，根據塑料的物理性能選擇螺桿的壓縮比。

實現壓縮比的途徑：變動螺紋的高度或導程；螺桿根徑由小變大或外徑由大變??；螺紋的頭數由單頭變成二頭或三頭。

13、用方框圖表示出擠出成型工藝，并注明各工藝環節所用的設備。

各工藝環節所用的設備：

原料的預處理和混合：烘箱或烘房； 擠出成型：擠出機、擠出機機頭口模；

定性裝置：真空定徑（真空定徑套、冷卻水槽、真空泵等）和內壓定徑； 冷卻裝置：浸浴式冷卻水箱或噴淋式冷卻水箱； 牽引裝置：滾輪式牽引機或履帶式牽引機；

切割裝置：圓盤鋸切割機或自動星型鋸切割機。

第六章 注射模塑

1、名詞解釋：塑化、塑化壓力、注射壓力

塑化是注射成型的準備過程，是指物料在料筒內受熱達到流動狀態并具有良好的可塑性的全過程。

塑化壓力：采用螺桿式注射機時，螺桿頂部熔料在螺桿轉動后退時所受到的壓力稱為塑化壓力，亦稱背壓。

注射壓力：是指柱塞或螺桿頂部對塑料所施加的壓力，由油路壓力換算而來。

2、注射成型方法適合于何種制品的生產？為什么？請用框圖形式表示一個完整的注 射成型工藝過程。

適合于熱塑性塑料及多種熱固性塑料制品的生產。

注射成型的成型周期短、生產效率高，能一次成型外形復雜、尺寸精準、帶有嵌件的制品；生產熱固性塑料時，不僅使其制品質量穩定、尺寸精準和性能提高，而且使成型周期大大縮短，勞動條件也得到改善。

6、與擠出機的螺桿相比，注射機的螺桿在結構上、運動上及功能上有何特點？

（1）注射螺桿在旋轉時有軸向位移，因此螺桿的有效長度是變化的；（2）注射螺桿的長徑比較小，一般為10-15之間；（3）注射螺桿的壓縮比較小，一般為2-2.5之間；

（4）注射螺桿因有軸向位移，因此加料段應該長，約為螺桿長度的一半，而壓縮段和計量段則各為螺桿長度的四分之一；注射螺桿的螺槽較深以提高生產率；

（5）注射螺桿在轉動時只需要它能對物料進行塑化，不需要它提供穩定的壓力，塑化中物料承受的壓力是調整背壓來實現的；

（6）為使注射時不致出現熔料積存或沿螺槽回流的現象，應考慮螺桿頭部的結構。

13、為什么要保壓？保壓對制品性能有何影響？

熔體注入模腔后，由于模具的低溫冷卻作用，使模腔中的熔體產生收縮。為了保證注射制品的致密性、尺寸精度和強度，必須使注射系統對模具施加一定的壓力（螺桿對熔體保持一定的壓力），對模腔塑件進行補縮，直到澆注系統的塑料凍結為止。

對制品的密度、克服制品表面缺陷、制品的致密性、尺寸精度和強度都有一定的影響。

第七章 壓延成型 簡述壓延機的基本結構和工作原理。

各類壓延機除輥筒數目及排列方式不同外，其基本結構大致相同，主要由機座、機架、輥筒、輥距調節裝置、潤滑系統、傳動裝置、緊急停車裝置等部分組成。

壓延成型主要依靠輥筒異向旋轉，將熔融塑化的物料帶入輥筒間隙，由于輥筒間速比的存在，輥隙間有速度梯度，使料層間產生相對運動。使熔料在輥筒間隙中受到輥筒擠壓延展、拉伸而成為具有一定規格尺寸連續片（膜）狀制品。

第三篇：材料成型原理 重點整理

液態金屬結構可以這樣描述：液態金屬由許多近程有序的原子集團組成，這些原子集團原子排列規則，有激烈的原子熱運動和大量空穴，存在較大的能量起伏。同時，這些原子集團和空穴時聚時散，時大時小，處于瞬息萬變的狀態。

液態金屬冷卻到冷卻到平衡結晶溫度Tm（熔點）時，并沒有開始結晶，而是冷卻到低于Tm時，固相才開始結晶析出（形核并長大），這種現象叫做過冷

平衡結晶溫度Tm與實際結晶溫度T之間的溫度差稱為過冷度（△T），△T= Tm –T。金屬凝固的驅動力，主要取決于過冷度△T。過冷度越大，凝固的驅動力越大。

液相內部出現晶核時系統自由能對變化：

當過冷液體中出現晶核時，系統自由能將產生變化。系統自由能的變化由兩部分組成，一部分是體積自由能變化，即固、液相之間的體積自由能差△GV。它使系統的自由能降低，它是相變的驅動力；另一部分是界面能變化，由于晶核形成的同時，也形成了新的液一固相界面，因而產生了新的界面能△Gi。這部分能量將導致系統的自由能增大，它是相變的阻力。

圖為在三種曲率不同的表面上形核的示意圖，它們具有相同的潤濕角和晶核曲率半徑，但是顯然包含的原子數不同。顯然在凸面上形成的晶核包含原子數最多，平面上次之，凹面上最少?？梢?，即使是同一種物質作為形核基底，起形核能力也不同，跟界面的曲率方向和大小有關，凹面的形核能力最強。

一般來說形核劑應該滿足以下幾個條件：

1.失配度小、完全共格對應，方式的界面能最低，促進非自發形核的能

力最強，形核率也最大。

2.粗糙度大、在基底上存在凹坑時，形核能力較強。故表面粗糙不平的形核劑對促進形核有利。

3.分散性好、若形核劑聚集成團，大大降低了有效基底面積，對形核有

不利影響。

4.高溫穩定性好，形核劑在高溫熔體中使用，如發生分解、氧化，或者

與熔體發生一些化學反應，形核劑將發生變質，不能起到促進形核的作用。

金屬結晶為什么需要過冷度呢？結晶在什么條件下才能自發進行呢？ 這是由結晶的熱力學條件所決定的。從熱力學觀點來看，物質狀態的穩定性取決于該狀態的自由能高低：自由能越高，狀態越不穩定；自由能越低，狀態越穩定。物質總是自發地從自由能較高的狀態向自由能較低的狀態轉變。所以，只有伴隨著自由能降低的過程才能自發進行。對于凝固而言，只有當固態金屬的自由能低于液態金屬時，結晶過程才可能進行。

液相和由它析出的固相具有不同的成分，這種由于合金在結晶過程中，析出固相的溶質含量不同于液相，而使界面前沿溶質富集或者貧化的現象，叫做溶質再分配。

在一般凝固條件下，固—液界面前沿將發生溶質富集（k0 <1時），這種溶質富集，將導致液相凝固溫度TL發生變化，與界面前沿實際溫度Ta存在差別，從而引起過冷。引起這種凝固溫度變化是由相圖中的液相線決定的。相圖中的液相線就是合金的平衡結晶溫度（熔點），該溫度隨合金中溶質的含量而變化，對于k0 <1的合金，界面前沿液相中的溶質富集將引起液相線溫度的降低，若熔體溫度低于該合金的液相線溫度時，則處于過冷狀態，過冷度等于液相線溫度與實際溫度之差。

由溶質再分配導致界面前沿平衡凝固溫度發生變化而引起過冷稱為成分過冷。

成分過冷判據

宏觀偏析通常指整個鑄錠或鑄件范圍內產生的成分不均勻現象。一般將宏觀偏析分為正偏析、逆偏析、比重偏析、V形偏析和逆V形偏析、帶狀偏析、區域偏析、層狀偏析等

在不同的合金體系中，由于共晶兩相在析出過程表現的相互關系不同，其結晶方式可分為共生生長和離異生長兩種。

砂型鑄造時，固、液邊界線的間距很寬，在很長一段凝固時間內，固液共存的兩相凝固區幾乎貫穿了整個鑄件斷面，這種凝固方式稱為糊狀凝固； 金屬型鑄造時，固、液邊界線的間距很窄，整個凝固過程中，僅有很薄一層兩相共存區，凝固層由表面向中心逐漸加厚，這種方式稱為逐層凝固。這兩種凝固方式沒有明顯的界限，介于兩者之間的稱為中間凝固方式。

最初各枝晶的取向是很亂的，只有那些主干平行于熱流方向的枝晶才能向前延伸，而將取向不的枝晶逐漸淘汰，這樣柱狀晶的生長方向越來越一致。晶體的這種相互競爭、相互淘汰的生長過程稱為擇優生長；

欲控制獲得細等軸晶組織，采取的工藝措施有如下幾條：(1)適當降低澆注溫度

(2)合理運用鑄型對液態合金的強烈激冷作用(3)孕育處理(4）動態晶粒細化

焊接過程中，改善凝固組織，防止粗晶產生的主要措施有：(1)變質處理。(2)振動結晶。(3)優化焊接工藝參數。

焊接熱源有許多種，如電弧、氣體火焰、摩擦熱、電渣焊的熔渣電阻熱等等。熱源的性質不同，焊接時的溫度場也不同。

在電弧焊條件下，25mm以上的鋼板焊接時，就可以認為是點狀熱源；而100mm以上大厚度工件電渣焊時，只能認為是線狀熱源。

塑性加工 利用金屬材料的塑性變形特性，用工模具加金屬材料施加機械作用，使其發生塑性變形，達到所要求的形狀、尺寸、精度和組織性能。該過程中尺寸形狀和組織性能都同時改變。主要有： 成材的塑性加工：如軋制、擠壓、拉拔等 成形的塑性加工：主要有鍛造、拉深、沖壓等 先進的塑性成形：主要有超塑性成形、液壓脹形、電磁成形等

主應力圖示

變形體某方向上一個線段(如長、寬、高)的起點和終點在垂直于該方向上也可能有位移差(切變量)，與線段原始長度之比，也是衡量變形程度的物理量。叫工程切應變。

《材料成形技術基礎》第頁第9、11、14、17題

變形機制：滑移、孿生、晶界滑動、擴散蠕變 組織性能演變：冷變形-、熱變形-中 塑性與變形抗力：塑性與塑性變形、影響塑性的因素、超塑性、變形抗力的組成、應力狀態對抗力的作用、應力應變關系曲線

1.每個晶粒都處于不同位向的晶粒的包圍之中，晶粒在周圍(鄰居)的約束下變形，晶粒所受的應力狀態發生變化；

2.各個晶粒的取向不同，受力狀態不同，造成各晶粒之間變形的不同

時性和不均勻性；

3.相鄰晶粒之間的變形在晶界上需要協調配合；造成晶界處多系滑移的提前開始和晶界上變形困難，造成晶界和晶內變形的不均勻。

孿生：晶體在外力的作用下，其一部分沿著一定的晶面和該晶面(孿生面)上的一定晶向(孿生方向)，產生均勻切變。孿生后，晶體的變形部分與未變形部分形成關于孿生面的鏡面對稱。鏡面兩側晶體的相對位向發生了改變，但不改變晶體的晶格點陣類型。孿生變形部分稱為“機械孿晶”。

滑移 孿生 原子相對移動距離： 等于 小于(變形方向上一個原子間距 金屬在其再結晶及其以上(通常>0.5Tm)溫度進行的加工叫熱加工。其特點是：

生產變形的位錯： 全位錯 不全位錯 原子移動方向： 雙向 單向/有極性 變形均勻性： 集中在 在整個孿晶

滑移面上 帶上均勻

移動部分晶體取向： 不變 改變/鏡面對稱 開動應力服從： H-P關系 H-P關系 開動條件服從： Schmid定律 Schmid定律

冷變形中金屬組織變化

一、形成纖維組織

二、產生結構缺陷

三、產生晶體學擇優取向

四、晶粒超細化、甚至非晶化，形成非平衡材料

冷變形中金屬性能變化

一、加工硬化(應變強化)：隨著變形程度的增加，金屬的強度指標上升，塑性指標下降。這就是加工硬化。

二、各向異性

三、其他性能變化：冷加工還會造成：密度降低、導電性降低、導熱性降低、耐蝕性變差以及磁性變化等多種物理、化學性能的變化。

拉深：法蘭區坯料在切向壓應力、徑向拉應力作用下向直壁流動，形成筒形或帶法蘭的筒形零件的板成形過程。

1.變形溫度高，加工硬化小； 2.變形抗力低、耗能少； 3.塑性好；加工變形量大； 4.不易產生裂紋等加工缺陷。

但：加工精度低；組織性能不均勻性大。

熱塑性變形過時的基本軟化過程包括：動態回復、動態再結晶、靜態回復、靜態再結晶、亞動態再結晶等。

動態回復、動態再結晶是發生在變形過程中的回復和再結晶過程； 而靜態回復和靜態再結晶則在變形的間歇期間或熱變形后發生。

熱變形時金屬組織性能變化：

1.消除缺陷：消除某些鑄造缺陷，如使氣孔、疏松鍛合；消除或減輕

鑄造偏析；

2.改善晶粒組織：均化和細化晶粒使性能(強度、塑性等)提高。3.改善第二相分布：破碎粗大第二相和化合物，改善夾雜物與脆性相的分布形態。

4.形成流線： 金屬中存在的不溶性物質沿著主應變方向拉長，形成流線。沿著流線方向材料性能提高。5.形成帶狀組織：鑄錠中原來存在枝晶偏析——合金元素的貧區與富

區。熱加工時，這些沿主應變方向擴展，形成帶狀。合金元素含量的不同造成相變溫度的差別，如貧錳區比富錳區發生A——F轉變，將碳拋向富錳區，造成貧錳的帶狀區F比例大，而富錳的帶狀區P比例大，形成帶狀組織。塑性：材料在外力作用下能連續地生產塑性變形而不斷裂的能力

溶質原子溶入溶劑點陣中，造成強度的提高，這就是固溶強化。

當合金中含有細小彌散的顆粒時，就會對位錯運動造成障礙。運動的位錯必須與其滑移面上的彌散顆粒交互作用，從而引起變形抗力的提高。這種作用叫作彌散強化。

手工電弧焊原理:用手工操作焊條進行焊接的一種電弧焊方法。手工電弧焊特點（優點）:手工電弧焊的簡便靈活，適應性強，手工電弧焊特點（不足之處）: 手工電弧焊對焊工的操作技術要求較高，焊接質量在一定程度上決定于焊工的操作技術。此外，手工電弧焊勞動條件差，生產率低。因此，手工電弧焊適用于焊接單件或小批量產品，短的和不規則的、各種空間位置的以及其它不易實現機械化焊接的焊縫。

埋弧自動焊特點（優點）

(1)生產率高 由于可用較大焊接電流，加上焊劑與熔渣的隔熱作用熔深也大。不開坡口單面一次焊，熔深可達20mm。(2)焊縫質量高 熔渣隔絕空氣的保護效果好。熔池金屬與熔化的焊劑之間有較充分的時間進行冶金反應，較大限度地減少了焊縫中產生氣孔、裂紋的可能性。

(3)勞動條件好 既無弧光輻射又無煙塵，勞動環境好。埋弧自動焊特點（不足之處）

埋弧自動焊的主要缺點一是由于采用顆粒狀焊劑堆積形成保護條件，因此，一般只適用于平焊位置。其它焊接位置需采用特殊措施才能保證焊劑覆蓋焊接區。二是焊接設備比手工電弧焊設備復雜，靈活機動性也較差，所以較適合于長焊縫的焊接，短焊縫顯示不出生產率高的特點。

鎢極氬弧焊特點（優點）

1)氬氣本身不和金屬產生化學反應又不溶于金屬，且比空氣重25％，能有效地隔絕電弧周圍空氣。因而可成功地焊接易氧化、氮化及化學活潑性強的有色金屬、不銹鋼和各種合金。

2)直流正極性電弧(工件接直流電源正極，鎢電極接電源負極)穩定，即使在很小的焊接電流(<10A)下仍可穩定燃燒，特別適用于薄板，超薄板的焊接。

3)明弧無渣，熔池可見度好，便于控制，易于實現機械化、自動化和全位置焊接。

4)電弧熱源與填充焊絲分別控制，易于實現單面焊雙面成形，并由于填充焊絲不通過電弧，故不會產生飛濺，焊縫成形美觀。鎢極氬弧焊特點（不足之處）

1)鎢電極承受電流能力有限，所以熔深淺，熔敷率小，生產率低。2)焊接所用惰性氣體(氬氣、氦氣)較貴，與其它電弧焊方法(手工電弧焊，埋弧焊，CO2氣體保護焊)相比，生產成本較高。

3)由于此焊接方法是依靠氬氣機械排開空氣進行保護，所以焊前對焊件表面的清理工作要求嚴格。鎢極氬弧焊用途

鎢極氬弧焊幾乎可以焊所有的金屬和合金，但由于生產成本較高，一般僅用于不銹鋼、耐熱鋼以及銅、鈦、鋁、鎂等有色金屬的焊接。對于低熔點(低沸點)和易蒸發的鉛、錫、鋅等金屬則難以焊接。由于鎢電極承受電流能力有限，從生產率考慮所焊板材范圍以3mm以下為宜。對于某些厚壁重要構件(壓力容器和管道)要求焊透的坡口打底焊、全位置焊和窄間隙焊也可采用鎢極氬弧焊。

熔化極氬弧焊的特點（優點）

1)與鎢極氬弧焊一樣，它幾乎可以焊接所有金屬，尤其適合于焊接鋁及鋁合金，銅合金以及不銹鋼等材料。

2)由于用焊絲作電極，電流密度大，因而焊接熔深大，填充金屬熔敷速度快，用于焊接厚板鋁、銅等金屬時生產率比鎢極氬弧焊高，焊件變形也小。3)常采用直流反接，焊接鋁及鋁合金時有良好的陰極霧化作用。

熔化極脈沖氬弧焊(MIGP)1)具有較寬的電流調節范圍

2)可用較小的平均電流進行焊接，有利于實現全位置焊 3)可有效控制輸入熱量，改善接頭性能

CO2氣體保護焊的特點（優點）

1)生產率高。2)成本低。3)能耗低 4)適用范圍廣。5)抗銹能力強。

6)明弧無渣，熔池便于監視和控制，有利于實現焊接過程的機械化和自動化。

目前，CO2電弧焊由于有氧化性，合金元素易燒損主要用于低碳鋼及低合金鋼等黑色金屬的焊接。對于不銹鋼，由于對焊縫金屬有增碳現象，影響抗晶間腐蝕性能。因此，用于對焊縫性能要求不高的不銹鋼焊件。

熱軋鋼及正火鋼的焊接要點是： ①抗熱裂性比較好。②有一定的冷裂傾向。

③沉淀強化的鋼種(15MnTi、15MnVN、14MnMoV、18MnMoNb等)有產生再熱裂紋的傾向。

④熱軋鋼在制造厚大件時，有層狀撕裂的危險

⑤這類鋼不存在熱影響區軟化問題，但有過熱區脆化問題。

低碳調質鋼的焊接要點是：

①一般含碳量低，而含錳量高，因此熱裂傾向小。高鎳低錳類低合金高強鋼對液化裂紋比較敏感。

②冷裂紋傾向比較大，但只要工藝合適，冷裂紋是呵以避免的。

③有一定的再熱裂紋敏感性(如14MnMoNbB鋼中碳化物形成元素Mo、Nb、B共同作用結果使其易產生再熱裂紋)。④對層狀撕裂不敏感。

⑤有過熱區脆化和熱影響區軟化問題。

以k0 <1的合金為例說明成分過冷的形成原因

在一般凝固條件下，固—液界面前沿將發生溶質富集（k0 <1時），這種溶質富集，將導致液相凝固溫度TL發生變化，與界面前沿實際溫度Ta存在差別，從而引起過冷

對于k0 <1的合金，界面前沿液相中的溶質富集將引起液相線溫度的降低，若熔體溫度低于該合金的液相線溫度時，則處于過冷狀態，過冷度等于液相線溫度與實際溫度之差。

由溶質再分配導致界面前沿平衡凝固溫度發生變化而引起過冷稱為成分過冷。石墨形態對灰口鑄鐵性能的影響

除微量溶于鐵素體以外，絕大部分以石墨形式存在，斷口呈灰色，是應用最廣的鑄鐵。根據石墨形態不同又可分為普通灰口鑄鐵（片狀）、蠕墨鑄鐵（蠕蟲狀）、可鍛鑄鐵（團絮狀）、球墨鑄鐵（球狀）

普通灰口鑄鐵通常指具有片狀石墨的鑄鐵，顯微組織是由金屬基體（鐵素體及珠光體）與片狀石墨組成。其抗拉強度、彈性模量比鋼低，塑韌性接近于零，為脆性材料，不可鍛、沖和焊接成形。但具有優良的鑄造性能和切削加工性能。

球墨鑄鐵不僅具有與鋼相近的力學性能，而且也具有良好的鑄造性、減摩性及低的缺口敏感性等。

蠕墨鑄鐵石墨呈短片狀，片端鈍而圓，類似蠕蟲，是介于片狀和球狀之間的一種過渡形態。承載時應力集中比灰口鐵要小得多，但比球墨鑄鐵大。力學性能介于灰鐵和球鐵之間。導熱性、抗高溫生長及抗氧化性比其它鑄鐵好。

可鍛鑄鐵石墨呈團絮狀，大大減輕了石墨對基體的割裂及應力集中作用，因此強度和韌性較灰口鑄鐵有了很大提高，其抗拉強度最高可達700MPa，伸長率最高達12％，可鍛鑄鐵因此而得名。

形核劑條件（1）失配度?。?）粗糙度高（3）分散性好（4）高溫穩定性好

在設計鑄件時，應考慮以下幾個方面。1.合理設計鑄件壁厚 2.鑄件壁厚應盡可能均勻 3.鑄件的轉角應采用圓角聯接 4.增設防裂筋

5.注意緩解收縮應力

鑄造工藝圖是在零件圖上用各種工藝符號表示出工藝方案的圖紙，主要包括：鑄件的澆注位置、鑄型分型面、型芯的數量、形狀及其固定方法、加工余量、拔模斜度、收縮率、澆注系統、冒口、冷鐵的尺寸和布置等。

第四篇：高分子加工助劑名詞解釋

1助劑是某些材料和產品在生產或加工過程中所需要添加的各種輔助化學品用以改善生產工藝和提高產品性能,樹脂和生膠加工成塑料和橡膠制品這一過程中所需要的各種輔助化學品。

2噴聚:固體助劑的析出； 發汗:液體助劑的析出。

3焦燒現象：是指橡膠膠料在加工過程中產生的早期硫化的現象。

4促進劑的后效應：在硫化溫度以下,不會引起早期硫化達到硫化溫度時則硫化活性大的這種性質。5色母粒:是一種把超常量的顏料或染料均勻載附于樹脂之中而制得的聚集體。

6增塑劑：是加進塑料體系中增加塑性同時又不影響聚合物本質特性的物質。

外增塑劑：一般為外加到聚合體系中的高沸點的較難揮發的液體或低熔點固體物質。

內增塑劑：在聚合物的聚合過程中引入能降低了聚合物分子鏈的結晶度增加了塑料的塑性第二單體物質。主增塑劑：分子既能插入聚合物的無定形區域同時又能插入結晶區域的增塑劑。

輔助增塑劑：分子僅能插入部分結晶的聚合物的無定形區域的增塑劑,此增塑劑又叫非溶劑型增塑劑。7相容性：增塑劑與樹脂相互混合時的溶解能力,是增塑劑最基本要求之一。

8聚能密度(CED)：單位體積溶劑的蒸發能。9溶解度參數：單位體積溶劑的蒸發能的平方根所得值。1濁點(Tc)：聚合物與增塑劑的稀均相溶液,在冷卻下變成渾濁時的溫度。

2塑化效率：使樹脂達到某一柔軟程度的增塑劑用量稱為該增塑劑的塑化效率。

3聚合物的氧化是指隨著時間的增加聚合物的性能降低,又稱為自動氧化。分為誘導期、強烈氧化期。4抗氧劑：是指對高聚物受氧化并出現老化現象能起到延緩作用的一類化學物質。

主抗氧劑：主抗氧劑被認為是一種自由基的清洗劑,它通過偶合反應(即終止反應)或給出一個氫原子來阻止聚合物中的自由基的破壞作用。輔助抗氧劑：助抗氧劑的作用是可分解聚合物氧化所產生的過氧化物。5金屬離子鈍化劑：具有防止重金屬離子對聚合物產生引發氧化作用的物質。

6穩定劑：是防止或延緩聚合物在加工、貯藏和使用過程中老化變質的化學藥品。

熱穩定劑：主要用于PVC和其他含氯的聚合物,既不影響其加工與應用,又能在一定程度上起到延緩其熱分解的作用的一類助劑。光穩定劑：凡能抑制或減緩光氧老化進行的的物質稱為光穩定劑或紫外光穩定劑。7自由基捕獲劑：是一類具有空間位阻效應的哌啶衍生物類光穩定劑,簡稱為受阻胺類光穩定劑(HALS)。8光氧老化或光老化：分子材料長期暴露在日光或短期置于強熒光下,由于吸收了紫外線能量,引起了自動氧化反應,導致了聚合物的降解,使得制品變色、發脆、性能下降,以致無法再用。

9阻燃劑：能夠增加材料耐燃性的物質叫阻燃劑。0燃燒速度：指試樣單位時間內燃燒的長度。1協同效應：指兩種或兩種以上的助劑配合使用時,其總效應大于單獨使用時各個效應的總和。

協同作用體系：阻燃劑的復配是利用阻燃劑之間的相互作用,從而提高阻燃效能,稱為協同作用體系。2燃燒速度：是指試樣單位時間內燃燒的長度。燃燒速度是用水平燃燒法和垂直燃燒法等來測得。3氧指數：是指試樣像蠟燭狀持續燃燒時,在氮-氧混合氣流中所必須的最低氧含量。

4外摩擦：高分子材料在成型加工時,聚合物熔體與加工設備表面間的摩擦。內摩擦：高分子材料在成型加工時,熔融聚合物分子間存在的摩擦。5潤滑劑：為減少高分子內摩擦和外摩擦,改進塑料熔體的流動性,防止高分子材料在加工過程中對設備的粘附現象,保證制品表面光潔度而加入的物質稱為潤滑劑。6脫模劑：對加工模具和被加工材料完全保持化學惰性的物質稱為脫模劑。

7發泡劑：是一類能使處于一定粘度范圍內的液態或塑性狀態的橡膠、塑料形成微孔結構的物質。

發泡助劑：發泡過程中,能與發泡劑并用并能調節發泡劑分解溫度和分解速度的物質,或能改進發泡工藝,穩定泡沫結構和提高發泡體質量的物質。物理發泡劑:依靠在發泡過程中本身物理狀態變化來達到發泡目地的一類化合物；化學發泡劑:在一定溫度下會熱分解而產生一種或多種氣體,使聚合物發泡。

8抗靜電劑：添加在樹脂、燃料中或涂附在塑料制品、合成纖維表面的用以防止高分子材料和液體燃料靜電危害的一類化學添加劑統稱為抗靜電劑。外用抗靜電劑：采用涂布、噴霧、浸漬等方法使它附在塑料、纖維表面,耐久性較差,所以又叫做暫時性抗靜電劑。內用型抗靜電劑(或混煉型抗靜電劑)：在樹脂加工過程中(或在單體聚合過程中)添加到樹脂組成中的抗靜電劑,因其有較好的耐久性,又稱為永久性抗靜電劑。9偶聯劑：是能改善填料與高分子材料之間界面特性的一類物質。

0著色劑：在聚合物中加入的改變制品顏色,提高制品美觀性的助劑。

著色力：指顏料影響整個混合物料顏色的能力,著色力大,使用著色劑量就小,成本也低。

1遮蓋力：指著色劑阻止光線穿透著色制品的能力。2增透劑：能改善結晶聚合物透明性的助劑。3遷移性：指著色劑向介質滲色或向接觸的物質遷移的現象。一般地說,有機酸的無機鹽(色淀性顏料)遷移性比較小；分子量較高者比較低者遷移性小。4防霉劑:(生物抑制劑)有抑制霉菌生長和殺滅霉菌的功能。5熒光增白劑：能增加塑料制品的白度、亮度使色彩更加鮮艷奪目的物質。

6防霧劑：又稱流滴劑,是防止透明材料霧害的一類添加劑。

7老化：高分子材料在成型、貯存、使用過程中發生結構變化,逐漸地失去使用價值的現象。

第五篇：高分子材料成型加工

第一章

1.高分子材料的定義

以高分子材料為主要組分的材料

2.高分子材料成型加工的定義

高分子材料是通過成型加工工藝得到具有實用性的材料或制品過程的工程技術

3.高分子材料工程特征的含義

高分子材料制品的性能既與材料本身的性質有關，有很大程度上受成型加工過程所產生的附加性質的影響

第三章

2.熱穩定劑是一類能夠防止高分子材料在成型加工或使用過程中因受熱而發生降解或交聯的添加劑

分類： 鉛鹽類穩定劑，有機錫類穩定劑，有機銻類穩定劑，有機輔助穩定劑，復合穩定劑，稀土類穩定劑

用于食品： 有機錫類穩定劑，復合穩定劑，稀土類穩定劑

3.Pvc塑料

因為PVC是一種極現在高溫下的加工成型。

？？/、？性高分子，分子間的作用力很強，導致加工溫度超過其分解溫度，只有加入熱穩定劑才能實

4.抗氧劑是指可抑制或延緩高分子材料自動氧化速度，延長其使用壽命的物質。

抗臭氧劑是指可以阻止或延緩高分子材料發生臭氧破壞的化學物質。

不同：抗氧劑是抑制擴散到制品內部的氧，而抗臭氧只是在制品表面上發揮作用。

5.光穩定劑是可有效地抑制光致降解物理和化學過程的一類添加劑。

？/、？/ 8.潤滑劑是降低熔體與加工機械或成型模具之間以及熔體內部相互直接按的摩擦和黏附，改善加工流動性，提高生產能力和制品外觀質量的一類添加劑。

因為其可以調節PVC樹脂熔化速率和降低熔體黏度 9.？？？

10.硫化促進劑：提高硫化速度，縮短硫化時間，降低硫化溫度，減少了硫化劑用量，提高或改善硫化膠物理機械性能

硫化活性劑：提高膠料中硫化促進劑的活性，減少硫化促進劑的用量，縮短硫化時間 防焦劑：少量加入即可防止或延遲膠料在加工和貯存時產生焦燒 12.著色劑，發泡劑，阻燃劑，抗靜電劑，偶聯劑，防霉劑

第四章

1.高分子材料制品設計中，成型加工方法選擇的依據是什么？

制品形狀，產品尺寸，材料特征，公差精度，加工成本

2.？？ 3.？？ 4.高分子材料進行配方設計的一般原則和依據各是什么？

制品的性能要求：抓住主要矛盾，用其所長，避其所短，必要時可共混或復合改性

成型加工性能的要求：各種成型加工方法的工藝和設備各有其特點，對材料的要求也不同，故需充分考慮。

原材料的要求：材料的主體成分-高分子化合物決定了材料的基本性能，添加劑對材料及其制品的性能有很大的影響

產品的經濟成本要求：在滿足使用性能的前提下，選用質量穩定可靠，價格低的原材料，調節配方，盡可能的減少成本

5.配方有哪幾種表示方法？各有何作用？相互關系是什么？

以質量份數表示的配方：以高分子化合物為100份，計量容易，應用廣泛，適于工業生產

以質量百分數表示的配方：以混合料為100份，計算原材料消耗，定額指標等方便，便于財務的成本核算及定價

以體積百分數表示的配方：以混合體積為100份，便于計算體積成本及原材料倉儲體積

生產配方：生產中實際使用的配方表示形式，便于直接計算，符合生產實際

相互關系：？/?、??？

第六章

1．物料的混合有哪三種基本運動形式？聚合物成型時熔融物料的混合以哪一種運動形式為主？為什么？

答：混合涉及到三種擴散的基本運動形式，即分子擴散、渦流擴散和體積擴散。

體積擴散，即對流混合。是指流體質點、液滴或固體粒子由系統的一個空間位臵向另一空間位臵的運動，兩種或多種組分在相互占有的空間內發生運動，以期達到各組分的均勻分布。在聚合物加工中，這種混合占支配地位。

2．什么是“非分散混合”，什么是“分散混合”，兩者各主要通過何種物料運動和混合操作來實現？ 答：非分散混合。在混合中僅增加粒子在混合物中分布均勻性而不減小粒子初始尺寸的過程稱為非分散混合或簡單混合。

這種混合的運動基本形式是通過對流來實現的，可通過包括塞形流動和不需要物料連續變形的簡單體積排列和臵換來達到。

分散混合。是指在混合過程中發生粒子尺寸減小到極限值，同時增加相界面和提高混合物組分均勻性的混合過程。分散混合的目的是把少數組分的固體顆粒和液滿分散開來，成為最終粒子或允許的更小顆?；蛞旱?，并均勻地分布到多組分中，這就涉及少組分在變形粘性流體中的破裂問題，這是靠強迫混合物通過窄間隙而形成的高剪切區來完成的。

3.為什么在評定固體物料的混合狀態時不僅要比較取樣中各組分的比率與總體比率的差異大小，而且還要考察混合料的分散程度？ 答：衡量混合效果需從物料的均勻程度和組分的分散程度兩方面來考慮。均勻程度指混入物所占物料的比率與理論或總體比率的差異。但就是相同比率的混合情況也是十分復雜的。在取樣分析組成時，若一次抽取的試樣的量足夠多，或者，一次取樣量雖不多，但取樣的次數足夠多，雖然每次抽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110℃時塑煉效果最差？ 答：低溫下，氧和橡膠大分子的直接引發氧化作用很小，但是低溫橡膠的粘度很高，機械剪切作用力大大提高，橡膠大分子鏈在機械力作用下的斷裂破壞是主要的，其斷裂生成的大分子游離基立即與周圍的空氣中的氧相結合，生成分子量較小的穩定大分子，自由基活性得到終止。高溫時，氧和橡膠大分子的化學活潑性大大提高，氧可以直接引發大分子發生氧化裂解反應，隨著溫度的升高反應速度急劇加大，所以機械塑煉效果也隨之加大。當天然橡膠在110攝氏度的時候，它的機械力作用是最小的時候，氧化裂解的作用也是最小的時候。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？

答：天然橡膠的低溫機械塑煉的目的是提高天然橡膠的可塑性，便于配合劑在基體中的均勻分布，也有利于后續的成型加工；原理是在主要在機械力的作用下，使大分子鏈發生斷鏈。

聚氯乙烯塑料中添加鄰苯二甲酸二丁酯的目的是為了降低大分子鏈之間的作用下，提高鏈段的運動能力，使得玻璃化溫度降低，最終制品的韌性增強，柔性增大。

6．何謂橡膠的混煉？用開煉機混煉時三階段及配合劑的加入次序？ 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。開煉機混煉經歷包輥、吃粉、翻搗三個階段。

配合劑加入順序是混煉主要的工藝條件，為了能在較短的混煉時間里得到質量良好的混煉膠，應根據配合劑的作用、用量及其混煉特性來合理安排加入順序。一般原則是；難分散的、量少的先加；易分散的、量多的后加；硫化劑和促進劑分開加，以免混在一起加入時因局部溫度過高而使膠料焦燒；硫黃最后加。所以通常配合劑加入順序為： 生膠一固體軟化劑—促進劑、活性劑、防老劑一補強劑、填充劑一液體軟化劑—硫黃及超促進劑。

7．何謂膠料混煉過程中產生的結合橡膠？

答：生膠在塑煉時橡膠大分子斷鏈生成自由基，這種情況在混煉時同樣會發生。在混煉過程中，橡膠分子斷鏈生成大分子自由基可以與炭黑粒子表面的活性部位結合，也可以與發黑聚集體在混煉時被搓開所產生的具有較高活性的新生面結合，或者已與炭黑結合的橡膠又通過纏結或交聯結合更多的橡膠，形成一種不溶于橡膠溶劑的產物--結合橡膠。

8.區分“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：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、穩定劑等組成。如：PF、SPVC 9.成型用的塑料形態有哪幾種？各種形態的塑料有什么不同的特點？它們的應用情況如何？

答：熱塑性塑料：熱塑性塑料分子結構都是線型結構，在受熱時發生軟化或熔化，可塑制成一定的形狀，冷卻后又變硬。在受熱到一定程度又重新軟化，冷卻后又變硬，這種過程能夠反復進行多次。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。塑性塑料成型過程簡單，能夠連續化生產，并且具有相當高的機械強度，因此發展很快。

熱固性塑料：熱固性塑料的分子結構是體型結構，在受熱時也發生軟化，可以塑制成一定的形態，但是受熱到一定程度或加入少量固化劑后，就硬化定型，再加熱也不會變軟和改變形態了。熱固性塑料加工成型后，受熱不再軟化，因此不能回收再用，如酚醛塑料、氨基塑料、環氧樹脂等都是屬于此類塑料。熱固性塑料成型工藝過程比較復雜，所以連續生產有一定的困難，但其耐熱性好、不容易變形，而且價格比較低廉。

工程塑料：工程塑料是可作為工程結構材料和代替金屬制造機器零部件等的塑料。例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS樹脂、聚四氟乙烯、聚酯、聚砜聚酰亞胺等。工程塑料具有密度小、化學穩定性高、機械性能良好、電絕緣性優越、加工成型容易等特點，廣泛應用于汽車、電器、化工、機械、儀器、儀表等工業，也應用于宇宙航行、火箭、導彈等方面。

通用塑料：是指產量大、價格低、應用范圍廣的塑料，主要包括聚烯烴、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品種。人們日常生活中使用的許多制品都是由這些通用塑料制成。10．什么叫塑料的混合和塑化，其主要區別在哪里？

答：這是物料的初混合，是一種簡單混合，是在樹脂的流動溫度以下和較低剪切作用下進行的，在這一混合過程中，只是增加各組分微?？臻g的無規則排列程度，而不減小粒子的尺寸。一般是一個間歇操作過程。

塑化物料在初混合基礎上的再混合過程，是在高于樹脂流動溫度和較強剪切作用下進行的。塑化的目的是使物料在溫度和剪切力的作用下熔融，獲得剪切混合的作用，驅出其中的水分和揮發物，使各組分的分散更趨均勻，得到具有一定可塑性的均勻物料。11．哪些機械通常用于塑料的初混合？哪些機械用于塑煉？ 答：初混合：在大批量生產時，較多使用高速混合機，其適用于固態混合和固液混合。S型和Z型捏合機主要適用于固態和液態混合，對物料有較強的撕捏作用，另外還有轉鼓式混合機和螺帶式混合機。塑化常用的設備主要是開放式塑煉機、密煉機和擠出機。12.塑料的塑化與橡膠的塑煉二者的目的和原理有何異同？

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?；旌虾螅芰细鹘M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為柔軟的便于加工的塑性狀態的過程。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。）

13.什么是“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為柔軟的便于加工的塑性狀態的過程。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。）

塑料的塑煉：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。

14.聚氯乙烯粒狀塑料與酚醛壓塑粉在配臵過程中的塑化工序、目的、作用原理有何不同？

答：聚氯乙烯粒狀塑料：通過雙鍵聚合而成，經過篩選、配料、混合、塑化成粒狀。

酚醛壓塑粉：過濾、配料、混合、塑化的粉狀塑料。目的：都是為了得到制品成型前的物料。

原理：使用的機械不同，他們的自身的物理化學性質不同，致使他們得到的物料不同。

15、何謂塑料溶液和溶膠塑料？

答：塑料溶液的主要組成是作為溶質的合成樹脂及各種配合劑和作為溶劑的有機溶劑。溶劑的作用是為了分散溶解樹脂，使得到的塑料溶液獲得流動性。溶劑對制品是沒有作用的，只是為了加工而加入的一種助劑，在成型過程中必須予以排出。

溶膠塑料又稱糊塑料，是固體樹脂穩定地懸浮在非水液體介質中形成的分散體(懸浮體)。在溶膠塑料中氯乙烯聚合物或共聚物應用最廣，通常稱聚氯乙烯糊。

溶膠塑料中的非水液體主要是在室溫下對樹脂溶劑化作用很小而在高溫下又很易增塑樹脂的增塑劑或溶劑，是分散劑。有時還可加入非溶劑性的稀釋劑，甚至有些加入熱因性樹脂或其單體。除此之外，溶膠塑料還因不同的要求加入膠凝劑、填充劑、表面活性劑、穩定劑、著色劑等各種配合劑，因此，溶液塑料的組成是比較復雜的，其在室溫下是非牛頓液體，具有一定流動性。16.簡述聚合物共混的目的及原則

答：1.利用各聚合物組分的性能，取長補短，消除各單一聚合物組分性能的缺點，保持各自的優點，得到綜合性能優異的聚合物材料。2.少量的某一聚合物作為另一個聚合物的改性劑，獲得顯著的改性效果。

3.通過共混改善聚合物的加工性能。

第七章

1．何謂熱固性塑料的固化速度？固化速率太慢或太快對制品有何影響？

答：這是熱固性塑料成型時特有的也是最重要的工藝性能，它是衡量熱固性塑料成型時化學反應的速度。它是以熱固性塑料在一定的溫度和壓力下，壓制標難試樣時，使制品的物理機械性能達到最佳值所需的時間與試件的厚度的比值(s/mm厚度)來表示，此值愈小，固化速率愈大。

固化速率應當適中，過小則生產周期長，生產效率低，但過大則流動性下降，會發止塑料尚未充滿模具型腔就已固化的現象，就不能適于成型薄壁和形狀復雜的制品。

2．簡述熱固性塑料模壓成型的工藝步驟。

答：熱固性塑料模壓成型工藝過程通常由成型物料的準備、成型和制品后處理三個階段組成。

1、計量；

2、預壓；

3、預熱；

4、嵌件安放；

5、加料；

6、閉模；

7、排氣；8．保壓固化；

9、脫模冷卻；

10、制品后處理；

3．試分析模壓溫度的高低對模壓成型工藝的影響。

答：模壓溫度是指成型時所規定的模具溫度，對塑料的熔觸、流動和樹脂的交聯反應速度有決定性的影響。

在一定的溫度范圍內，模溫升高、物料流動性提高，充模順利，交聯固化速度增加，模壓周期縮短，生產效率高。但過高的模壓溫度會使塑料的交聯反應過早開始和固化速度太快而使塑料的熔融粘度增加，流動性下降，造成充模不全。另外一方面，由于塑料是熱的不良導體，模溫高，固化速度快，會造成模腔內物料內外層固化不一，表層先行硬化，內層固化時交聯反應產生的低分子物難以向外揮發，會使制品發生腫脹、開裂和翹曲變形，而且內層固化完成時，制品表面可能已過熱，引起樹脂和有機填料等分解，會降低制品的機械性能。因此模壓形狀復雜、壁薄、深度大的制品，不宜選用高模溫，但經過預熱的塑料進行模壓時，由于內外層溫度較均勻，流動性好，可選用較高模溫。

模壓溫度過低時，不僅物料流動性差，而且固化速度慢，交聯反應難以充分進行，會造成制品強度低，無光澤，甚至制品表面出現腫脹，這是由于低溫下固化不完全的表層承受不住內部低分子物揮發而產生的壓力的緣故。

4.在熱固性塑料模壓成型中，提高模溫應相應地降低還是升高模壓壓力才對模壓成型工藝有利？為什么？

答：在熱固性塑料模壓成型中，提高模溫一般應相應地升高模壓壓力才對模壓成型工藝有利。在一定范圍內模溫提高能增加塑料的流動性，模壓壓力可降低；但模溫提高也會使塑料的交聯反應速度加速，從而導致熔融物料的粘度迅速增高，因而需更高的模壓壓力。綜合以 上因素，提高模溫一般應相應地提高模壓壓力。

5.熱固性塑料模壓成型中物料的預熱溫度對模壓壓力有何影響？為什么？

答：進行預熱可以使物料熔化速度加快，黏度下降，流動性提高，模壓壓力降低；但如果預熱溫度過高會使塑料在預熱過程中有部分固化，會抵消預熱增大流動性效果，模壓時需更高的壓力來保證物料充滿型腔。在預熱時軟化傾向>交聯傾向，一般經過預熱的物料可使用較低的模壓壓力。

6．在高分子材料成型加工中，哪些地方要求交聯？交聯能賦予高聚物制品哪些性能？

答：未硫化的橡膠Tg 在室溫以下，常溫下發黏，強度很低，基本無使用價值。通過硫化(交聯)，才能使用。酚醛樹脂、氨基樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯等是具有活性官能團的低分子量的齊聚物，也只有通過交聯，才能充分發揮它們的特性。在聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等泡沫塑料生產中，交聯也是極為重要的工藝技術，交聯有助于提高泡孔壁的強度。交聯后的性能取決于交聯密度。交聯密度高，相鄰交聯點之間相對分子質量小，鏈段活動性受到限制，Tg 隨之增高。交聯改善了高分子材料的力學性能、耐熱性能、化學穩定性能和使用性能。

7．試述天然橡膠以硫磺硫化后的制品大分子結構特征。

答：硫化后，橡膠大分子結構中各部位已程度不同地形成了網狀結構，大分子鏈之間有主價鍵力的作用，使大分子鏈的相對運動受到一定的限制，在外力作用下，不易發生較大的位移，變形減小，強度增大，失去可溶性，只能有限溶脹。

8．試述橡膠硫化后的物理性能的變化，并解釋之。

答：天然橡膠在硫化過程中，隨著線型大分子逐漸變為網狀結構，可塑性減小，拉伸強度、定伸強度、硬度、彈性增加，而伸長率、永久變形、疲勞生熱等相應減小，但若繼續硫化，則出現拉伸強度、彈性逐漸下降，伸長率、永久變形反而會上升的現象。這些現象都是線形大分子轉變為網狀結構的特征。

9．生膠和硫化膠在分子結構及性能上有何不同？

答：硫化前：結構：線性大分子，分子與分子之間無價鍵力；

性能：可塑性大，伸長率高，具可溶性。

硫化后：結構：1）化學鍵；2）交聯鍵的位臵；3）交聯程度；

4）交聯

性能：1）力學性能（定伸強度、硬度、拉伸強度、伸

長率、彈性）；2）物理性能；3）化學穩定性 10.橡膠的硫化歷程分為幾個階段？各階段的實質和意義是什么？ 答：橡膠在硫化過程中，其各種性能隨硫化時間增加而變化。將與橡膠交聯程度成正比的某一些性能(如定伸強度)的變化與對應的硫化時間作曲線圖，可得到硫化歷程圖。橡膠的硫化歷程可分為四個階段：焦燒階段、預硫階段、正硫化階段和過硫階段。

焦燒階段。又稱硫化誘導期，是指橡膠在硫化開始前的延遲作用時間，在此階段膠料尚未開始交聯，膠料在模型內有良好的流動性。對于模型硫化制品，膠料的流動、充模必須在此階段完成，否則就發生焦燒，出現制品花紋不清，缺膠等缺陷。

預硫階段。焦燒期以后橡膠開始交聯的階段。在此階段，隨著交聯反應的進行，橡膠的交聯程度逐漸增加，并形成網狀結構，橡膠的物理機械性能逐漸上升，但尚未達到預期的水平，但有些性能如抗撕裂性、耐磨性等卻優于正硫化階段時的膠料。預硫階段的長短反映了橡膠硫化反應速度的快慢，主要取決于膠料的配方。

正硫化階段。橡膠的交聯反應達到一定的程度，此時的各項物理機械性能均達到或接近最佳值，其綜合性能最佳。此時交聯鍵發生重排、裂解等反應，膠料的物理機械性能在這個階段基本上保持恒定或變化很少．所以該階段也稱為平坦硫化階段。

過硫階段。正硫化以后繼續硫化便進入過硫階段。交聯反應和氧化及熱斷鏈反應貫穿于橡膠硫化過程的始終，只是在不同的階段，這兩種反應所占的地位不同，在過硫階段中往往氧化及熱斷鏈反應占主導地位，因此膠料出現物理機械性能下降的現象。

11．橡膠制品生產過程中，剩余焦燒時間的長短與橡膠制品的類型有什么關系？

答：不同的硫化方法和制品，對焦燒時間的長短亦有不同要求。在硫化模壓制品時，總是希望有較長的焦燒期，使膠料有充分時間在模型內進行流動，而不致使制品出現花紋不清晰或缺膠等缺陷。在非模型硫化中，則應要求硫化起步應盡可能早一些，因為膠料起步快而迅速變硬，有利于防止制品因受熱變軟而發生變形。不過在大多數情況下，仍希望有較長的焦燒時間以保證操作的安全性。12.何謂返原性膠料和非返原性膠料？

答：在過硫階段中不同的橡膠出現的情況是不同的。天然橡膠、丁苯橡膠等主鏈為線型大分子結構，在過硫階段斷鏈多于交聯而出現硫化返原現象；而對于大部分合成橡膠，如丁苯、丁腈橡膠，在過硫階段中易產生氧化支化反應和環化結構，膠料的物理機械性能變化很小，甚至保持恒定，這種膠料稱硫化非返原性膠料。

13.何謂硫化三要素？對硫化三要素控制不當會造成什么后果？ 答：硫化溫度、硫化壓力和硫化時間。

硫化溫度是促進硫化反應的主要因素，提高硫化溫度可以加快硫化速度，縮短硫化時間，提高生產效率。

硫化壓力的選取主要根據膠料的性質、產品結構和其他工藝條件等決定的。對流動性較差的，產品形狀結構復雜的，或者產品較厚、層數多的宜選用較大的硫化壓力。硫化溫度提高，硫化壓力也應高一些。但過高壓力對橡膠的性能也不利，高壓會對橡膠分子鏈的熱降解有加速作用；對于含纖維織物的膠料，高壓會使織物材料的結構被破壞，導致耐屈撓性能下降。

橡膠在硫化過程中，性能在不斷變化，所以選取恰當的硫化時間對保證制品質量十分重要。在一定的硫化溫度和壓力下，橡膠有一最宜的硫化時間，時間太長則過硫，時間太短則欠硫，對產品性能都不利。14.何謂正硫化和正硫化時間？正硫化時間的測定方法有哪幾種？各有何特點？

答：正硫化是一個階段，在正硫化階段中，膠料的各項物理機械性能保持最高值，但橡膠的各項性能指標往往不會在同一時間達到最佳值。

橡膠處在正硫化時，其物理機械性能或綜合性能達到最佳值，預硫或過硫階段膠料性能均不好。達到正硫化所需的時間為正硫化時間。測定正硫化點的方法很多，主要有物理機械性能法、化學法和專用儀器法。

(1)物理機械性能法。此法的缺點是麻煩，不經濟。

(2)化學法。測定橡膠在硫化過程中游離硫的含量，以及用溶脹法測定硫化膠的網狀結構的變化來確定正硫化點。此法誤差較大，適應性不廣，有一定限制。

(3)專用儀器法。這是用專門的測試儀器來測定橡膠硫化特性并確定正硫化點的方法。目前主要有門尼粘度計和各類硫化儀，其中轉子旋轉振蕩式硫化儀用得最為廣泛。

15．某一膠料的硫化溫度系數為2，當硫化溫度為137℃時，測出其硫化時間為80min，若將硫化溫度提高到143℃，求該膠料達正硫化所需要的時間？上述膠料的硫化溫度時間縮短到60min時，求所選取的硫化溫度是多少？

t答：1?Kt280?2t2143?13710T2?T110

t2=52min 80?260T2?13710

1.249=0.3010(T2-137)

T2=141.2℃

16.某膠料的硫化溫度系數為2，在實驗室中用試片測定，當硫化溫度為143℃時，硫化平坦時間為20---80min，該膠料在140℃下于模型中硫化了70min,問是否達到正硫化？

解：由范特霍夫方程得 t1/t2=KT2-T1/10 得

t1/70=2140-143/10 解得 t1=56.9min ∵t1=56.9min在硫化平坦時間20---80min范圍內

∴該膠料已達到正硫化

17．繪出增強熱固性塑料層壓板成型時熱壓過程五個時期的溫度和壓力與時間的關系曲線，并說明各時期的溫度和壓力在成型中的作用。答：壓制的溫度控制一般分為五個階段

預熱階段：板坯的溫度由室溫升至樹脂開始交聯反應的溫度，使樹脂開始熔化，并進一步滲入增強材料中，同時排出部分揮發物。此時的壓力＝最高壓力的1/3～1/2。

中間保溫階段：樹脂在較低的反應速度下進行交聯固化反應，直至溢料不能拉成絲，然后開始升溫升壓。

升溫階段：將溫度和壓力升至最高，加快交聯反應。（此時樹脂的流動性已下降，高溫高壓不會造成膠料流失）

熱壓保溫階段：在規定的溫度和壓力下，保持一定時間，使樹脂充分交聯固化。

冷卻階段：樹脂在充分交聯后，使溫度逐漸降低，進行降溫冷卻。

第八章

1．擠出機螺桿在結構上為何分段？分段的根據是什么？

答：根據物料在螺桿中的溫度、壓力、黏度等的變化特征，可將螺桿分為加料段、壓縮段、均化段三段。

2．擠出螺桿一般分為哪幾段？每段各有什么作用？對于晶態塑料的擠出成型，應選擇何種螺桿？其L2 的長度有何特征，為什么？ 答：根據物料在螺桿中的溫度、壓力、粘度等的變化特征，可將螺桿分為加料段、壓縮段和均化段三段。

加料段：加料段的作用是對料斗送來的塑料進行加熱，同時輸送到壓縮段。塑料在該段螺槽始終保持固體狀態。壓縮段：又叫相遷移段，其作用是對加料段送來的料起擠壓和剪切作用，同時使物料繼續受熱，由固體逐漸轉變為熔融體，趕走塑料中的空氣及其他揮發成分，增大塑料的密度，塑料通過壓縮段后，應該成為完全塑化的粘流狀態。

均化段：又叫計量段，其作用是將塑化均勻的物料在均化段螺槽和機頭回壓作用下進一步攪拌塑化均勻，并定量定壓地通過機頭口模擠出成型。

對于晶態塑料的擠出成型：擠出結晶型熱塑性塑料的加料段要求較長，使塑料有足夠的停留時間，慢慢軟化，該段約占螺桿全長的60% 65%；結晶型塑料，熔融溫度范圍較窄，壓縮段較短，為3 5Ds；為了穩定料流，均化段應有足夠的長度，通常是螺桿全長的20% 25%。

其L2 的長度較短，因為其熔融溫度范圍較窄。

3．什么叫壓縮比？擠出機螺桿設計中的壓縮比根據什么來確定？ 答：螺桿的壓縮比A：指螺桿加料段第一個螺槽的容積與均化段最后一個螺槽的容積之它表示塑料通過螺桿的全過程被壓縮的程度。A愈大，塑料受到擠壓的作用也就愈大，排除物料中所含空氣的能力就大。但A太大，螺桿本身的機械強度下降。壓縮比一般在2 5之間。

壓縮比的大小取決于擠出塑料的種類和形態，粉狀塑料的相對密度小，夾帶空氣多，其壓縮比應大于粒狀塑料。另外擠出薄壁狀制品時，壓縮比應比擠出厚壁制品大。壓縮比的獲得主要采用等距變深螺槽、等深度變距螺槽和變深變距螺槽等方法，其中等距變深螺槽是最常用的方法。

4．什么是擠出機螺桿的長徑比？長徑比的大小對塑料擠出成型有什么影響？長徑比太大又會造成什么后果？

答：螺桿的長徑比L/Ds：指螺桿工作部分的有效長度L與直徑Ds之比，此值通常為15 25，但近年來發展的擠出機有達40的，甚至更大。

L/Ds大，能改善塑料的溫度分布，混合更均勻，并可減少擠出時的逆流和漏流，提高擠出機的生產能力。L/Ds過小，對塑料的混合和塑化都不利。因此，對于硬塑料、粉狀塑料或結晶型塑料要求塑化時間長，應選較大的L/Ds。L/Ds大的螺桿適應性強，可用于多種塑料的擠出。

但L/Ds大大，對熱敏性塑料會因受熱時間大長而易分解，同時螺桿的自重增加，制造和安裝都困難，也增大了擠出機的功率消耗。目前，L/Ds以25居多。

5．漸變型和突變型螺桿有何區別？它們各適合哪類塑料的擠出？為什么？

答：等距變深螺桿按其螺槽深度變化的快慢(即壓縮段的長短)又可分為等距漸變形螺桿和等距突變形螺桿。非晶型塑料宜選用漸變形螺桿，結晶型塑料宜選用突變形螺桿。

6．如欲提高擠出機加料段固體輸送能力，應對設備采取什么措施？指出其理論依據。答：固體塞的移動情況是旋轉運動還是軸向運動占優勢，主要決定于螺桿表面和料筒表面與物料之間的摩擦力的大小。只有物料與螺桿之間的摩擦力小于物料與料筒之間的摩擦力時，物料才沿軸向前進；否則物料將與螺桿一起轉動，因此只要能正確控制物料與螺桿及物料與料筒之間的靜摩擦因數，即可提高固體輸送能力。

為了提高固體輸送速率，應降低物料與螺桿的靜摩擦因數，提高物料與料筒的徑向靜摩擦因數。要求螺桿表面有很高的光潔度，在螺桿中心通入冷卻水，適當降低螺桿的表面溫度，因為固體物料對金屬的靜摩擦因數是隨溫度的降低而減小的。

7．塑料在擠出機中的熔化長度的意義是什么？

答：擠出過程中，在加料段內是充滿未熔融的固體粒子，在均化段內則充滿著已熔化的物料，而在螺桿中間的壓縮段內固體粒子與熔融物共存，物料的熔化過程就是在此區段內進行的，故壓縮段又稱為熔化區。在熔化區，物料的熔融過程是逐漸進行的，自熔化區始點A開始，固體床的寬度將逐漸減小，熔池的寬度逐漸增加，直到熔化區終點B，固體床的寬度下降到零，進入均化段，固體床消失，螺槽全部充滿熔體。從熔化開始到固體床的寬度降到零為止的總長度，稱為熔化長度。

8．塑料熔體在擠出機螺槽內有幾種流動形式？造成這幾種流動的主要原因是什么？

答：從壓縮段送入均化段的物料是具有恒定密度的粘流態物料，在該段物料的流動已成為粘性流體的流動，物料不僅受到旋轉螺桿的擠壓作用，同時受到由于機頭口模的阻力所造成的反壓作用，物料的流動情況很復雜。

通常把物料在螺槽中的流動看成由下面四種類型的流動所組成：(1)正流：是物料沿螺槽方向向機頭的流動，這是均化段熔體的主流，是由于螺桿旋轉時螺棱的推擠作用所引起的，從理論分析上來說，這種流動是由物料在深槽中受機筒摩擦拖曳作用而產生的，故也稱為拖曳流動，它起擠出物料的作用。

(2)逆流：沿螺槽與正流方向相反的流動，它是由機頭口模、過濾網等對料流的阻礙所引起的反壓流動，故又稱壓力流動，它將引起擠出生產能力的損失。

(3)橫流：物料沿x軸和y軸兩方向在螺槽內往復流動，也是螺桿旋轉時螺棱的推擠作用和阻擋作用所造成的，僅限于在每個螺槽內的環流，對總的擠出生產率影響不大，但對于物料的熱交換、混合和進一步的均勻塑化影響很大。

(4)漏流：物料在螺桿和料筒的間隙沿著螺桿的軸向往料斗方向的流動，它也是由于機頭和口模等對物料的阻力所產生的反壓流功。9.分析擠出成型時，螺桿均化段末端黏流態物料的壓力與哪些因素有關？

10.各種擠出成型制品的生產線由各自的主、輔機組成，請歸納它們的工藝過程，用框圖表示

11.塑料薄膜擠出生產工藝方法有哪幾種？簡要分析各種方法的工藝特點。不同成型方法所得的塑料薄膜性能有何不同的特點及應用情況如何？

12．管材擠出的工藝過程是什么？擠出管材如何定徑？

答：管材擠出的基本工藝是：由擠出機均化段出來的塑化均勻的塑料，經過過濾網、粗濾器而達分流器，并為分流器文架分為若干支流，離開分流器文架后再重新匯合起來，進入管芯口模間的環形通道，最后通過口模到擠出機外而成管子，接著經過定徑套定徑和初步冷卻，再進入冷卻水槽或具有噴淋裝臵的冷卻水箱，進一步冷卻成為具有一定口徑的管材，最后經由牽引裝臵引出并根據規定的長度要求而切割得到所需的制品。

管材擠出裝臵由擠出機、機頭口模、定型裝臵、冷卻水槽、牽引及切割裝臵等組成，其中擠出機的機頭口模和定型裝臵是管材擠出的關鍵部件。

管材擠出后，溫度仍然很高，為了得到準確的尺寸和幾何形狀以及表面光潔的管子，應立即進行定徑和冷卻，以使其定型。

外徑定型是使擠出的管子的外壁與定徑套的內壁相接觸而起定型作用的，為此，可用向管內通入壓縮空氣的內壓法或在管子外壁抽真空法來實現外徑定型。

內壓法進行外徑定型的定徑套如圖所示。定型時，可通過分料筋的孔道通入一定壓力的壓縮空氣(一般為0.05--0.3MPa表壓)。并在擠出的管端或管內封塞。定徑套的外壁為夾套，內通冷卻水以冷卻管子，經定徑后的管子離開定徑套時不再變形。

第九章

1.何謂注射成型，它有何特點？請用框圖表示一個完整的注射成型工藝過程。

答：塑料的注射成型又稱注射模塑，或簡稱注塑，是塑料制品成型的重要方法。目前注射制品約占塑料制品總量的30%。在工程塑料中有80%是采用注射成型。

注射成型是間歇生產過程，除了很大的管、棒、板等型材不能用此法生產外，其他各種形狀、尺寸的塑料制品都可以用這種方法生產。它不但常用于樹脂的直接注射，也可用于復合材料、增強塑料及泡沫塑料的成型，也可同其他工藝結合起來，如與吹脹相互配合而組成注射—吹塑成型。

塑料的注射成型是將粒狀成粉狀塑料加入到注射機的料筒，經加熱熔化呈流動狀態，然后在注射機的柱塞或移動螺桿快速而又連續的壓力下，從料簡前端的噴嘴中以很高的壓力和很快的速度注入到閉合的模具內。充滿模腔的熔體在受壓的情況下，經冷卻（熱塑性塑料）或加熱(熱固性塑料)固化后，開模得到與摸具型腔相應的制品。

2.塑料擠出機的螺桿與移動螺桿式注射機的螺桿在結構特點和各自的成型作用上有何異同？

答：注射螺桿與擠出螺桿在結構上有如下區別： 1)注射螺桿的長徑比較小，在10 15之間。2)注射螺桿壓縮比較小，在2 2.5之間。

3)注射螺桿均化段長度較短，但螺槽深度較深，以提高生產率。為了提高塑化量，加料段較長，約為螺桿長度的一半。4)注射螺桿的頭部呈尖頭型，與噴嘴能很好的吻合。

注射螺桿起預塑化和注射作用，是間歇操作過程，它對物料的塑化能力、穩定以及操作連續性等要求沒有擠出螺桿那么嚴格。

注射機的螺桿功能為加料、輸送、塑化和注射；而擠出機的螺桿功能則是加料、輸送、塑化和擠出。

注射機螺桿的運動方式為：旋轉、軸向運動；而擠出機的螺桿運動方式為旋轉。

注射機的螺桿頭部為尖頭；而擠出機的螺桿頭部為圓頭、平頭。3.請從加熱效率出發，分析柱塞式注射機上必須使用分流梭的原因。

答：分流梭裝在料筒前的中心部分，是兩端錐形的金屬圓錐體，形如魚雷，因此也叫魚雷頭。分流梭的作用是將料筒內流經該處的料成為薄層，使塑料流體產生分流和收斂流動，以縮短傳熱導程。既加快了熱傳導，也有利于減少或避免塑料過熱而引起的熱分解現象。同時，塑料熔體分流后，在分流梭與料簡間隙中流速增加，剪切速度增大，從而產生較大的摩擦熱，料溫升高，粘度下降，使塑料得到進一步的混合塑化，有效提高柱塞式注射機的生產率及制品質量。

柱塞式注射機必須采用分流梭，移動螺桿式注射機的塑化效果好，不采用分流梭。

4.注射機的噴嘴有哪幾種類型？各適合何種聚合物材料的注射成型？

答：在料筒的前部，是連接料筒和塑模的通道，其作用是引導塑化料從料筒進入棋具，并使有一定的射程。噴嘴的內徑一般都是自進口逐漸向出口收斂，以便與模具緊密接觸，由于噴嘴的內徑不大，當塑料通過時，流速增大，剪切速度增加，能使塑料進一步塑化。熱塑性塑料的注射噴嘴類型很多，結構各異，使用最普遍的有如下三種形式：

1)通用式噴嘴：是最普遍的形式，制造方便，無加熱裝臵，注射壓力損失小，常用于聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯及纖維素等的注射成型。2)延伸式噴嘴：是通用式噴嘴的改進型，制造方便，有加熱裝臵，注射壓力降較小，適用于有機玻璃、聚甲醛、聚砜、聚碳酸酯等高粘度樹脂。

3)彈簧針閥式噴嘴：是一種自鎖式噴嘴，結構較復雜，制造困難，流程較短，注射壓力降較大，較適用于尼龍、滌綸等熔體粘度較低的塑料注射。

5.以柱塞式注射機成型聚丙烯制品時，注射機料筒的加熱效率為0.8，如果聚丙烯預熱溫度50℃，注射料溫230℃，注射機的料筒最高溫度應控制幾度？ 答：

T?TOE?,TO?50℃,T?230,E?0.8,代入得TW?275℃Tw?TO

6.試分析注射成型中物料溫度和注射壓力之間的關系，并繪制成型區域示意圖。

答：在同一塑料的摩擦因數和熔融黏度是隨料筒溫度和模具溫度而變動的，故注射壓力與料溫是相互制約的，料溫高時，注射壓力減小；反之，所需注射壓力加大。

7.保壓在熱塑性塑料注射成型過程中的作用是什么？保壓應有多少時間？何謂凝封？

答：保壓階段。是熔體充滿模腔時起至柱塞或螺桿撤回時為止的一段時間。在這段時間內，塑料熔體會因受到冷卻而發生收縮，柱塞或螺桿需保持對塑料的壓力，使模腔中的塑料進一步得到壓實，同時料筒內的熔體會向模腔中繼續流入以補足因塑料冷卻收縮而留出的空隙。隨模腔內料溫下降，模內壓力也因塑料冷卻收縮而開始下降。保壓時間一般約20-100s，大型和厚制品可達2-5min。塑料注射充模保壓時，澆注系統的熔體先行冷卻硬化的現象叫“凝封”，凝封可防止模腔內尚未冷卻的熔體向噴嘴方向倒流。8.試述晶態聚合物注射成型時溫度（包括料溫和模溫）對其結晶性能和力學性能的影響。

答：料筒的溫度的高低主要決定與塑料的性質，必須把塑料加熱到黏流溫度（Tf）或熔點以上，但必須低于其分解溫度。？？？？？不會 模具溫度不但影響塑料充模時的流動行為，而且影響制品的物理機械性能和表觀質量。實際上冷卻速度的大小取決于塑料熔體溫度(Tm)與冷卻介質溫度(Tc)的溫差；當Tc＜Tg為驟冷，Tc≈Tg為中速冷，Tc＞Tg為緩冷。結晶型塑料注射入模具后，將發生相轉變，冷卻速率將影響塑料的結晶速率。緩冷，即模溫高，結晶速率大，有利結晶，能提高制品的密度和結品度，制品成型收縮性較大，剛度大，大多數力學性能較高，但伸長率和沖擊強度下降；反過來，驟冷所得制品的結晶度下降，韌性較好。但驟冷不利于大分子的松弛過程，分子取向作用和內應力較大。中速冷塑料的結晶和取向較適中，是用得最多的條件。實際生產中用何種冷卻速度，還應按具體的塑料性質利制品的使用性能要求來決定。、9．聚丙烯和聚苯乙烯注射成型時，考慮到產品的性能和生產效率，它們的模具溫度應分別控制在哪個溫度范圍最適宜？為什么？（PP：Tg＝－10℃左右，PS：Tg＝80℃左右）

答：聚丙烯的結晶能力較強，提高模具溫度有助于改善熔體在模內的流動性，減小內應力和分子的定向作用，增強制件的密度和結晶度甚至能夠提前脫模；但制件的冷卻時間、收縮率和脫模后的翹曲變形將增大。制品結晶度的增加，制件的表面粗糙度值也會隨之減小。綜合考慮PP 模具溫度Tc>Tg，生產上常用溫度為40-90℃

無定形塑料注射充模后無相轉變，故模溫高低主要影響充模時間長短，較低的模溫，冷卻快，生產效率提高。PS 熔融黏度較低，采用偏低的模溫Tc

11．試分析注射成型過程中快速充模和慢速充模各有什么利弊。

答：充模速度↑，物料受剪切↑，生熱↑，T ↑，黏度下降，充模壓力↑，充模順利，能提高制品的熔接縫強度，生產周期縮短；但速度↑↑，料流為湍流，嚴重時引起噴射用，卷入空氣，可引起塑料局部燒傷及分解，使制品不均勻，內應力較大表面常有裂紋。慢速充模時，熔體以層流狀態流動，順利將模腔內的空氣排出，制品質量較均勻；但充模過慢，會使熔體在流道中冷卻降溫，引起黏度提高，流動性下降，引起充模不全，并出現分層和結合不好的熔接痕，影響制品強度和表面質量。

12.簡述熱固性塑料和橡膠的注射成型原理。答：熱固性塑料注射成型原理：其主要組分是線型或帶有支鏈的低分子量聚合物，而且聚合物分子鏈上存在可反應的活性基團，因此，熱固性塑料受熱成型過程中不僅發生物理狀態的變化，而且還發生不可逆的化學變化。加進料筒內的熱固性塑料受熱轉變為黏流態，而成為具有一定流動性的熔體，但有可能因發生化學反應而使黏度升高，甚至交聯硬化為固體。所以為了便于注射成型能順利進行，要求成型物料首先在溫度相對較低的料筒內預塑化到半熔融狀態，注入高溫模腔后繼續加熱，物料就通過自身反應基團或反應活性點與加入的固化劑作用，經一定時間的交聯固化反應，使線性樹脂逐漸變成體型結構。

橡膠的注射成型原理：橡膠注射成型是將膠料通過注射機進行加熱，然后在壓力作用下從機筒注入密閉的模型中，經熱壓硫化而成為制品的生產方法，其注射模具是直接裝在注射機上，生產時將帶狀膠料喂入加料口，經預熱、塑化后由注射機的螺桿或柱塞直接注入模型就地硫化。