第一篇：聚合物成型加工課程設(shè)計的探討論文

1明確設(shè)計任務(wù)，科學(xué)選擇設(shè)計題目

本門課程設(shè)計的內(nèi)容是圍繞教學(xué)任務(wù)或單元，以某種通用或特種高分子材料（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等）及其制品的生產(chǎn)任務(wù)為依托構(gòu)建，設(shè)計出相關(guān)聚合物材料及其產(chǎn)品項目內(nèi)容，包括原料品種、型號選擇、工藝流程及設(shè)備確定、產(chǎn)品質(zhì)量檢測，以及車間布局和規(guī)模等等。通過課程設(shè)計，全面鍛煉學(xué)生查閱文獻(xiàn)、設(shè)計計算、實際分析和CAD繪圖能力，有效地讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握所學(xué)知識，并獲得一定的靈活應(yīng)用的能力，為后期的畢業(yè)設(shè)計乃至畢業(yè)后走上工作崗位打下基礎(chǔ)。課程設(shè)計的選題應(yīng)符合當(dāng)前科技和生產(chǎn)發(fā)展的需要，同時必須滿足教學(xué)方面的需要，使學(xué)生通過設(shè)計得到比較全面地鍛煉。題目可以是來自生產(chǎn)現(xiàn)場的實際課題，也可以從教學(xué)和科研項目中選定。但題目的選擇不能和往年雷同，否則會出現(xiàn)學(xué)生直接找來以前的電子檔，從而設(shè)計完成的千篇一律。另外題目難度應(yīng)該從易到難分布廣泛，教師提供備充足的選題，先由同學(xué)根據(jù)自己的興趣自由選擇，再由老師根據(jù)學(xué)生選報情況，統(tǒng)籌分配，做到每組成員具有較均衡的知識能力。除了教師指定的題目，對于已經(jīng)簽訂工作單位或者有明確工作意向的同學(xué)，應(yīng)鼓勵他們結(jié)合今后工作的方向，自己擬定設(shè)計題目。例如簽約洛陽725所的同學(xué)就可以做風(fēng)電葉片制備方面的設(shè)計；想去富士康應(yīng)聘的同學(xué)，可以進(jìn)行塑料外殼注塑成型方面的設(shè)計；有意從事管材、異型材、薄膜擠出方面工作的，可以做擠出工藝設(shè)計；對橡膠加工感興趣的，可以自訂壓延成型方面的設(shè)計等等。這樣既提高了學(xué)生設(shè)計的興趣，對于他們今后的就業(yè)或工作也有很大的幫助。課程設(shè)計采用分組完成的方式，不僅有利于發(fā)揮學(xué)生特長，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感和協(xié)作精神。每組同學(xué)設(shè)計題目的大方向類似，但是每個學(xué)生的設(shè)計內(nèi)容上又有所區(qū)別，保證做到同組不同題。例如配方設(shè)計、工藝參數(shù)、設(shè)備選擇等都可以有差別，既避免學(xué)生之間的抄襲現(xiàn)象，又利于組內(nèi)討論和交流，通過課程設(shè)計每個學(xué)生的設(shè)計水平都得到鍛煉和提高。

2做好充足準(zhǔn)備，提早布置任務(wù)

為更好的適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要，課程設(shè)計的時間從原來的1周調(diào)整為2周，學(xué)生可以有更多時間和精力提高設(shè)計質(zhì)量。雖然教學(xué)進(jìn)程上將課程設(shè)計安排在授課結(jié)束，但是可以在理論課授課的同時就讓學(xué)生初次選擇題目，開始籌備課設(shè)。發(fā)題時指導(dǎo)教師應(yīng)將設(shè)計內(nèi)容、步驟、注意事項、參考書籍、網(wǎng)站資源一一交待清楚，使學(xué)生對自己所要從事的設(shè)計有初步的了解。學(xué)生帶著“任務(wù)”去聽課，針對性更強(qiáng)，在學(xué)習(xí)中就會積極積累收集信息，進(jìn)行知識儲備。教學(xué)過程中各個工藝的動畫演示資料可以加深他們對工藝過程的感性認(rèn)識，為下步確定設(shè)計方案創(chuàng)造了良好的條件。

3加強(qiáng)設(shè)計期間輔導(dǎo)和監(jiān)督

在整個課程設(shè)計過程中，學(xué)生獨(dú)立設(shè)計很重要，但是教師的監(jiān)督輔導(dǎo)不能忽視。必須將學(xué)生的主導(dǎo)作用和教師的指導(dǎo)作用有機(jī)結(jié)合。教師在理論授課時可以多介紹本課程設(shè)計與本專業(yè)的關(guān)系，相關(guān)技術(shù)在實際工程中的應(yīng)用，提高學(xué)生對課設(shè)的興趣和熱情。課程設(shè)計一般不安排固定教室，但是可以向院里申請專用繪圖室。這樣既方便學(xué)生繪圖，也方便老師集中指導(dǎo)。課程設(shè)計不同于平時作業(yè)，要分段督促跟蹤，全面掌握控制進(jìn)度。“萬事開頭難”，在設(shè)計初期必須多花精力和學(xué)生講解交代清楚設(shè)計的任務(wù)，題目的生產(chǎn)背景、特點、解決的途徑，如何入手搜集查閱相關(guān)資料，討論設(shè)計的方法思路，最終確定出可行的設(shè)計方案方案。中期重點檢查工藝計算是否正確、設(shè)備選擇是否合理，參數(shù)選擇是否合適，設(shè)計進(jìn)度是否按部就班。末期收尾時，檢查數(shù)量和質(zhì)量是否達(dá)到課設(shè)要求，完成太差、不合要求的提醒其抓緊修改，以免影響最后答辯。設(shè)計中發(fā)現(xiàn)普遍存在的問題可以集體答疑和討論，師生之間，學(xué)生之間相互啟發(fā)，相互切磋，活躍學(xué)習(xí)氣氛。根據(jù)學(xué)生程度不同，采用分類指導(dǎo)。對于基礎(chǔ)比較差的同學(xué)，可以進(jìn)行個別指導(dǎo)，重點“支持”，保證學(xué)生得到基本的應(yīng)用鍛煉；對于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好的同學(xué)，可以多采用啟發(fā)引導(dǎo)，鼓勵他們嘗試有創(chuàng)意的設(shè)計。除了面對面的輔導(dǎo)還可以結(jié)合手機(jī)、QQ、電子郵件等交流方式，及時為學(xué)生釋惑解疑。教師是課程實施過程的參與者，方案成功與否，教師的素質(zhì)、態(tài)度很關(guān)鍵。在整個課程設(shè)計期間，指導(dǎo)教師應(yīng)該不辭辛苦、盡職盡責(zé)，輔導(dǎo)、監(jiān)督、督促每位同學(xué)認(rèn)真完成每一個步驟。同時應(yīng)該認(rèn)真做好相應(yīng)記錄，為最后的成績評定提供依據(jù)。

4科學(xué)的評定設(shè)計成績

聚合物成型加工原理課程設(shè)計的成績分為5個等級：優(yōu)、良、中、及格和不及格，但是成績的評定不能只看說明書和圖紙，需要結(jié)合平時表現(xiàn)與答辯成績，綜合評定才能更準(zhǔn)確、更合理，更有利于調(diào)動學(xué)生的積極性。平時表現(xiàn)占10%，包括設(shè)計期間的出勤情況，設(shè)計的態(tài)度，設(shè)計完成進(jìn)度等，應(yīng)避免由于老師的主觀性給學(xué)生成績造成的影響。設(shè)計說明書質(zhì)量占30%，包括內(nèi)容完整性、格式規(guī)范性、提交的時間等。圖紙完成質(zhì)量占40%，包括圖紙內(nèi)容數(shù)量、圖標(biāo)規(guī)范、尺寸標(biāo)注、圖面整潔等。對于選用新工藝、新設(shè)備，車間布局新穎的，成績評定時應(yīng)加以區(qū)分。答辯成績占20%，考查學(xué)生對于設(shè)計的目的，設(shè)計的內(nèi)容是否清楚，設(shè)計思路是否清晰，相應(yīng)問題是否能正確回答。答辯應(yīng)該是貫穿整個設(shè)計期間，老師可以根據(jù)設(shè)計內(nèi)容隨時提出問題，要學(xué)生回答，作為過程考核。老師可以及時了解學(xué)生掌握知識的程度情況，學(xué)生可以通過問題弄清設(shè)計過程中要注意的一些細(xì)節(jié)及必須掌握的知識。把過程考核與結(jié)果考核相結(jié)合，并且增大過程考核在總成績中的比例。考核的標(biāo)準(zhǔn)相對固定但是不應(yīng)局限。對于設(shè)計期間表現(xiàn)突出，方案選擇有新意的，內(nèi)容有創(chuàng)新的，設(shè)計有特點的，可以根據(jù)實際完成情況給予加分。

5結(jié)束語

把學(xué)生培養(yǎng)成為掌握較扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識和基本理論，具有較強(qiáng)工程實踐能力和創(chuàng)新意識，能夠從事高分子制品生產(chǎn)、新材料開發(fā)、工藝與模具設(shè)計、技術(shù)開發(fā)與改造、經(jīng)營管理等方面工作的高素質(zhì)應(yīng)用型人才是我們的目標(biāo)。課程設(shè)計特征是以生產(chǎn)流程為主線，實現(xiàn)項目教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，在整個課程體系占有重要的地位，因此組織好每次課程設(shè)計是落實整體教學(xué)的關(guān)鍵，課程設(shè)計教學(xué)模式的完善需要我們不斷的努力。

第二篇：關(guān)于《聚合物成型加工》課程教學(xué)改革的探究論文

隨著聚合物材料應(yīng)用的日益廣泛, 其成型加工工藝和裝備在高分子材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮了越來越重要的作用。近年來, 高分子材料科學(xué)和高分子材料加工工程得到了很大的發(fā)展, 并逐漸交融而形成一個全新的交叉型學(xué)科領(lǐng)域———聚合物成型加工技術(shù)。對于高分子專業(yè)的學(xué)生而言, 聚合物成型加工是一門專業(yè)課程, 與高分子化學(xué)和高分子物理共同構(gòu)成了高分子專業(yè)的課程基礎(chǔ);同時聚合物成型加工又是高分子專業(yè)理論研究與實際生產(chǎn)相互聯(lián)系的紐帶。其基本任務(wù)是研究聚合物的成型加工方法及所獲得的產(chǎn)品質(zhì)量與各種因素之間的關(guān)系, 它對推廣和開發(fā)聚合物的應(yīng)用有十分重要的意義。要使學(xué)生能在較短的時間內(nèi)對該課程的基本內(nèi)容, 特別是操作實踐內(nèi)容部分的掌握, 需要在多方面進(jìn)行改革。明確培養(yǎng)目標(biāo), 圍繞課程主線, 強(qiáng)化理論基礎(chǔ)

本科院校是要培養(yǎng)既有一定的理論基礎(chǔ), 又具備較強(qiáng)實踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才, 與高職類院校培養(yǎng)服務(wù)于生產(chǎn)一線的操作型、技能型人才不同。在教學(xué)過程中, 仍然要重視對基礎(chǔ)理論知識的講解, 讓學(xué)生們要“知其然” , 還要“知其所以然”。除了聚合物流變學(xué)和高分子物理是聚合物成型加工的理論基礎(chǔ)以外, 成型技術(shù)本身也存在一定的原理, 不容忽視。與其他課程相比,《聚合物成型加工》課程本身具有內(nèi)容分散化、概念抽象化、理論半經(jīng)驗化等特點, 給課堂教學(xué)帶來了一定的困難。因此, 抓住課程主線, 突出理論重點, 進(jìn)行深入淺出的講解至關(guān)重要。聚合物成型加工是采用各種工程技術(shù)手段將聚合物原料轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵱貌牧匣蛑破返倪^程。英文中成型加工(processing)包含了兩層意思:一是加工(machining/w o rking), 即讓原料混合、熔融、均化等過程,從“不變”到“變”;二是成型(shaping/forming), 即通過擠壓、輸送、拉伸等方法制成產(chǎn)品的過程, 從“變”到“不變”。

由此可見, “變化”是聚合物成型加工課程的主線。根據(jù)聚合物成型加工過程中的“變化”可以將課程的理論基礎(chǔ)分解為三個部分:(1)What , 即發(fā)生了那些變化。從物理和化學(xué)的角度, 分析高分子材料在成型加工過程中所產(chǎn)生的結(jié)晶、取向、降解、交聯(lián)等變化;(2)Why , 即為什么會發(fā)生變化。針對各種變化的特征, 分析高分子材料特有的加工性質(zhì)、粘彈行為、滯后效應(yīng)等;(3)How , 即如何發(fā)生變化。結(jié)合粘性流體理論和牛頓力學(xué)定律, 分析各種變化產(chǎn)生的深層次原因, 對聚合物在管道中的流動行為有所認(rèn)識。通過這樣的課程分解, 可以使原本較為分散的理論知識相對集中并系統(tǒng)化, 也可以讓學(xué)生們了解抽象概念和半經(jīng)驗理論所反映的實質(zhì)性問題。重視實踐教學(xué), 建立系統(tǒng)的實驗體系

聚合物成型加工是在對高分子專業(yè)基本理論知識(高分子物理、高分子化學(xué)等)掌握的基礎(chǔ)上, 將聚合物轉(zhuǎn)變成實用工程材料或制品的一種工程技術(shù)。因此, 在成型加工的教學(xué)過程中, 理論與實踐相結(jié)合十分必要。為了可以讓學(xué)生更好地理解成型加工理論, 了解成型加工技術(shù), 將課堂上學(xué)到的理論知識與生產(chǎn)實踐相結(jié)合, 也為了實現(xiàn)本學(xué)院培養(yǎng)“應(yīng)用型人才”的目標(biāo), 我們對教學(xué)進(jìn)行了實踐性的擴(kuò)展:

2.1 建立教學(xué)實踐基地

浙江省和廣東省是中國國內(nèi)兩大高分子材料制備和銷售中心。寧波市下屬的余姚、慈溪、東陽等地有非常多的高分子材料生產(chǎn)廠家, 擁有得天獨(dú)厚的地理優(yōu)勢。我們與寧波市多家高分子材料生產(chǎn)廠家建立了產(chǎn)、學(xué)、研合作關(guān)系, 成立了多個教學(xué)實踐基地。學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)之外, 以參觀實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等多種形式, 進(jìn)入到高分子材料生產(chǎn)的第一線, 切身體會成型加工的過程, 對書本上的知識點有了更加深刻和具體的認(rèn)識。而且, 生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)過程是一個系統(tǒng)性體系, 包括了配方設(shè)計、工藝設(shè)計、制品結(jié)構(gòu)和造型設(shè)計、設(shè)備選型及模具設(shè)計、再到實際的成型加工等一系列相互聯(lián)系的環(huán)節(jié)。學(xué)生們除了可以系統(tǒng)地了解成型加工技術(shù)外, 還可以接觸到與之相關(guān)的包括母料制備、添加色粉、模具制造等行業(yè)的信息。

2.2 開展系統(tǒng)性實驗

原來高分子專業(yè)的實驗課程中, 各實驗都是獨(dú)立的。常常可以看到學(xué)生們用聚乙烯為原料進(jìn)行注塑實驗, 而到力學(xué)性能測試時, 又拿著老師提前注塑好的聚碳酸酯樣品去測沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度。實驗結(jié)束后, 學(xué)生基本上只是學(xué)會了一種儀器設(shè)備的使用方法, 而沒有對成型加工技術(shù)有系統(tǒng)的了解。所以, 我們將成型加工的實驗設(shè)計成系統(tǒng)性實驗, 老師在學(xué)期剛開始的時候就布置下若干調(diào)研題目, 然后隨著課程的進(jìn)展讓學(xué)生分部完成調(diào)研題目的各個組成部分, 最后通過系統(tǒng)性實驗將調(diào)研的內(nèi)容實現(xiàn)。例如, 針對聚苯乙烯韌性差的缺點, 讓學(xué)生們通過調(diào)研看看可以采用什么方法來加以改善。首先, 學(xué)生進(jìn)行前期的文獻(xiàn)查閱, 初步確定采用與聚乙烯共混的方法來對聚苯乙烯進(jìn)行改性。然后, 當(dāng)我們的課程講到“配方設(shè)計”時, 讓學(xué)生們根據(jù)課堂上講到的知識, 確定一個聚苯乙烯/聚乙烯共混物制備的配方;而當(dāng)課程講到“成型工藝”時, 學(xué)生們就可以選擇適當(dāng)?shù)某尚头椒ê凸に嚄l件。而且, 根據(jù)課程中關(guān)于“成型加工過程中的物理化學(xué)變化”的介紹, 學(xué)生們設(shè)想聚苯乙烯/聚乙烯共混物的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和性能等方面會發(fā)生什么樣的變化。當(dāng)調(diào)研內(nèi)容基本完成后, 我們?yōu)閷W(xué)生們提供他們設(shè)計配方所用的原材料, 開放成型加工實驗室, 讓他們真正制備出自己設(shè)計的共混物材料。最后, 讓他們通過各種測試手段對自己制備出的材料進(jìn)行表征, 看看是否會發(fā)生所設(shè)想的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和性能等方面的變化。結(jié)合課程特征改變教學(xué)與考核方法

在我們的教學(xué)過程中, 將聚合物成型加工這門課程的內(nèi)容分為了兩個基本的部分:第一是聚合物加工的理論基礎(chǔ)部分, 主要包括了聚合物材料的加工性質(zhì)、聚合物的流變性質(zhì)、聚合物液體在管和槽中的流動、聚合物加工過程的物理和化學(xué)變化;第二是聚合物的成型加工技術(shù), 主要包括了成型物料的配制、塑料的一次和二次成型、橡膠的加工與硫化、纖維的拉伸成型與后處理。課程內(nèi)容較豐富, 兩個部分的內(nèi)容較鮮明的劃分成了“理論”和“技術(shù)”兩大塊。這兩部分教學(xué)內(nèi)容的差異決定了其教學(xué)方法及考核方式的多樣化。因此, 我們在進(jìn)行教學(xué)改革過程中, 改變了以往“一考定音”的考核方式, 針對不同教學(xué)內(nèi)容,采用不同的教學(xué)方法, 進(jìn)行不同的教學(xué)考核。

首先, 聚合物成型加工的理論基礎(chǔ)中包含著流變方程推導(dǎo)和流體受力分析等內(nèi)容, 仍然需要以課本上的知識作為主要的講授內(nèi)容, 采用黑板板書的方式進(jìn)行層層剖析, 以便學(xué)生可以更清楚地理解成型加工的理論基礎(chǔ)。對于這部分的內(nèi)容可以通過課后習(xí)題以及考試的方法進(jìn)行考核。其次, 這門課程中關(guān)于擠出成型、模壓成型、注射成型等具體成型技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容, 則采用“教、學(xué)、做三結(jié)合” , 即邊做、邊教、邊學(xué), 讓學(xué)生在做中學(xué), 在學(xué)中會, 在會中懂,“案例式” ,“現(xiàn)場教學(xué)”等教學(xué)方法貫穿整個教學(xué)過程。在課堂講解時則主要是結(jié)合PPT 電子教案進(jìn)行, 并在課本知識的基礎(chǔ)上增加一些對成型加工技術(shù)發(fā)展及前沿的介紹。對于這部分內(nèi)容則主要通過實踐課業(yè)的形式來進(jìn)行考核, 同時這部分的考核在總成績中占到了50 %以上。

其中, 實踐課業(yè)是最主要反映學(xué)生學(xué)習(xí)成果的環(huán)節(jié)。實踐課業(yè)采用調(diào)研報告、小組討論及PPT 匯報的形式, 要求學(xué)生結(jié)合課堂知識, 通過上網(wǎng)查詢資料、與老師同學(xué)或其他技術(shù)人員溝通討論等方式, 完成實踐課業(yè)要求, 針對一定的題目進(jìn)行調(diào)研。并根據(jù)調(diào)研的結(jié)果設(shè)計成型配方, 選擇合適的加工方法, 對影響制品性能的加工工藝條件進(jìn)行簡單分析, 并對調(diào)研結(jié)果進(jìn)行答辯, 同時提交相關(guān)小論文。鼓勵學(xué)生發(fā)散性思考, 引導(dǎo)自己查閱資料, 訓(xùn)練綜合分析各種信息的能力, 加深和拓寬知識面, 對出現(xiàn)的多種結(jié)論組織討論, 以此充分展示不同學(xué)生的專長。

例如, 我們針對目前國家十分重視的環(huán)保問題, 讓學(xué)生進(jìn)行調(diào)研, 經(jīng)過小組匯總調(diào)研結(jié)果并討論, 認(rèn)為在高分子材料方面, 無鹵阻燃是目前研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化中較為突出的一個課題。隨后學(xué)生們進(jìn)一步查詢了歐盟環(huán)保(RoHS 和WEEE)指令和強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識》, 制定出實踐課業(yè)的題目———ABS 樹脂的無鹵阻燃。結(jié)合課程中“成型物料的配制”的內(nèi)容, 學(xué)生們確定了以膨脹型阻燃劑替代掉傳統(tǒng)的溴系阻燃劑的基本配方。接著又結(jié)合課程中各種成型加工技術(shù)的的介紹,學(xué)生們選定了擠出切粒的成型工藝。同時, 學(xué)生們還根據(jù)市售相關(guān)商品的性能, 制定了一個包括沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、阻燃級別等參數(shù)在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn), 在系統(tǒng)性實驗中通過多次調(diào)節(jié)配方和工藝來達(dá)到這個標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述, 針對本校高分子專業(yè)的辦學(xué)方針———以提高學(xué)生綜合素養(yǎng)為宗旨, 培養(yǎng)應(yīng)用性人才為目標(biāo), 對《聚合物成型加工》課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核形式等方面都進(jìn)行了改革, 將聚合物成型加工技術(shù)知識理論與實驗室現(xiàn)場工藝過程相結(jié)合, 既強(qiáng)調(diào)實踐教學(xué)的重要, 又不忽視基礎(chǔ)理論知識, 強(qiáng)化學(xué)生的綜合素質(zhì)。

第三篇：聚合物加工原理習(xí)題

第四章

1、舉例說明高聚物熔體粘彈性行為的表現(xiàn)。

聚合物流動過程最常見的彈性行為是端末效應(yīng)和不穩(wěn)定流動。端末效應(yīng)包括入口效應(yīng)和模口膨化效應(yīng)(離模膨脹)即巴拉斯效應(yīng)。不穩(wěn)定流動即可由于熔體彈性回復(fù)的差異產(chǎn)生熔體破碎現(xiàn)象。

2、簡述高聚物熔體流動的特點。由于高聚物大分子的長鏈結(jié)構(gòu)和纏繞，聚合物熔體、溶液和懸浮體的流動行為遠(yuǎn)比低分子液體復(fù)雜。在寬廣的剪切速率范圍內(nèi)，這類液體流動時剪切力和剪切速率不再成比例關(guān)系，液體的粘度也不是一個常此因而聚合物液體的流變行為不服從牛頓流動定律。即非牛頓型流動。

3、聚合物熔體在剪切流動過程中有哪些彈性表現(xiàn)形式?在塑料成型過程中可采取哪些措施以減少彈性表現(xiàn)對制品質(zhì)量的不良影響? 聚合物熔體在加工過程中的彈性行為主要有入口效應(yīng)、離模膨脹和熔體破裂。隨熔體在口模內(nèi)停留時間延長，彈性變形得到恢復(fù)，離模膨脹呈指數(shù)關(guān)系減小。故增長口模長度可減小離模膨脹。保證擠出速率在臨界擠出速率以下，γc隨擠塑溫度的增加而變大，但與口模的表面粗糙度無關(guān)。因此，升高溫度是擠塑成功的有效辦法。入口收斂角α↑，γc↓，L/D↑, γc↑減小入口收斂角，增大長徑比可增大臨界擠出速率。

4、取向度對注塑制品的力學(xué)性能有何影響? 非晶聚合物取向后，沿應(yīng)力作用方向取向的分子鏈大大提高了取向方向的力學(xué)強(qiáng)度，但垂直于取向方向的力學(xué)強(qiáng)度則因承受應(yīng)力的是分子間的次價鍵而顯著降低。團(tuán)此拉伸取向的非品聚合物沿拉伸方向的拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長率和沖擊強(qiáng)度均隨取向度提高而增大。取向結(jié)晶聚合物的力學(xué)強(qiáng)度主要由連接晶片的伸直鏈段所貢獻(xiàn)，其強(qiáng)度隨伸直錢段增加而增大，晶片間伸直鏈段的存在還使結(jié)晶聚合物具有韌性和彈性。通常，隨取向度提高，材料的密度和強(qiáng)度都相應(yīng)提高，而伸長率則逐漸降低

5、聚合物在成型過程中為什么會發(fā)生取向？成型時取向產(chǎn)生的原因及形式有哪幾種？取向?qū)Ω叻肿硬牧现破返男阅苡泻斡绊懀?/p>

成型加工時，受到剪切和拉伸力的影響，高分子分子鏈發(fā)生取向。依受力方向分為：

1、流動取向：系指在熔融成型或濃縮成型中，高分子化合物的分子鏈、鏈段或其他添加劑，沿剪切流動的方向排列。次表層的取向度最高。

2、拉伸取向：系指高分子化合物的分子鏈、鏈段或結(jié)晶等受到拉伸力的作用沿受力方向排列。有單向拉伸和雙向拉伸。

影響因素：

1、分子結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)簡單，柔性的有利于取向）

2、低分子化合物（降低Tg/Tf有利于取向）

3、溫度（升溫有利取向）

4、拉伸比（增加有利取向）高分子材料經(jīng)取向后，拉伸強(qiáng)度、彈性模量、沖擊強(qiáng)度、透氣性等增加，單軸拉伸后，取向方向（縱向）和垂直于取向方向（橫向）強(qiáng)度不一樣，縱向強(qiáng)度增加，橫向減少，對于結(jié)晶性高分子，取向拉伸后結(jié)晶度增加，玻玻璃化溫度增加。

6、入口壓力降產(chǎn)生原因有哪些？（1）、物料從料筒進(jìn)入口模時，熔體粘滯流動流線在入口處產(chǎn)生收斂所引起的能量損失；（2）、在入口處由于聚合物熔體產(chǎn)生彈性變形，因彈性能的儲蓄所造成的能量消耗；（3）、熔體流經(jīng)入口處時，由于剪切速率的劇烈增加而引起速度的激烈變化，為達(dá)到穩(wěn)定的流速分布所造成的壓力降。

7、聚合物的結(jié)晶度將如何影響注射制品的性能？對結(jié)晶度較高的材料，在注射工藝參數(shù)的選擇中應(yīng)該注意那些問題？

聚合物結(jié)晶度對制品性能影響包括：密度、力學(xué)性能、熱性能及其他性能等。密度：結(jié)晶度高, 分子鏈排列有序而緊密, 分子間作用力強(qiáng), 所以密度隨結(jié)晶度的提高而增大。拉伸強(qiáng)度：結(jié)晶度高, 拉伸強(qiáng)度高。彈性模量：彈性模量隨結(jié)晶度的增加而增大。沖擊強(qiáng)度：沖擊強(qiáng)度隨結(jié)晶度的提高而減小。熱性能：結(jié)晶度增加有利于提高軟化溫度和熱變形溫度。光澤度：結(jié)晶度提高會增加制品的致密性, 使制品表面光澤度提高, 但由于球晶的存在會引起光波的散射, 而使透明度降低。翹曲：結(jié)晶度提高會使體積變小, 收縮率加大。對結(jié)晶度較高的塑料設(shè)定工藝參數(shù)應(yīng)注意：主要是模溫的設(shè)定，當(dāng)聚合物熔體溫度高于熔融溫度時(T > Tm), 大分子鏈的熱運(yùn)動顯著增加, 當(dāng)大于分子的內(nèi)聚力時, 分子就難以形成有序排列而不易結(jié)晶;當(dāng)溫度過低時, 大分子鏈段的運(yùn)動能很低, 甚至處于凍結(jié)狀態(tài), 也不容易結(jié)晶。所以結(jié)晶的溫度范圍是在T g 和Tm 之間。冷卻速度： 冷卻速度決定于熔體溫度與模具溫度的溫差。冷卻速度快, 結(jié)晶時間短, 結(jié)晶度低, 制品密度也會降低。注射壓力：對于結(jié)晶性高聚物而言, 在注塑過程中, 可通過提高注塑壓力和注射速率獲得較高的結(jié)晶度, 當(dāng)然, 提高的程度應(yīng)以不發(fā)生熔體破裂為限。擠出成型

單螺桿擠出機(jī)的擠出系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)包括哪幾個部分? 單螺桿擠出機(jī)由傳動系統(tǒng)，擠出系統(tǒng)，加熱和冷卻系統(tǒng)，控制系統(tǒng)等幾部分組成。擠出系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)主要包括傳動裝置、加料裝置、機(jī)筒、螺桿、機(jī)頭和口模等五部分 簡述單螺桿擠出機(jī)的螺桿的幾個功能段的作用.加料段：自物料入口向前延伸的一段稱為加料段，在加料段中，物料依然是固體，主要作用是使物料受壓，受熱前移，螺槽一般等距等深。壓縮段：壓縮段是指螺桿中部的一段，物料在這一段中受熱前移并壓實熔化，同時也能排氣，壓縮段的螺槽體積逐漸減小。均化段：螺桿最后一段，均化段的作用是使熔體進(jìn)一步塑化均勻，并使料流定量，定壓由機(jī)頭流道均勻擠出，這段螺槽截面是恒等的，但螺槽深度較淺。

什么是螺桿的壓縮比,單螺桿擠出機(jī)的螺桿通過哪些形式獲得壓縮比? 螺桿加料段第一個螺槽的容積與均化段的最后一個螺槽的容積之比，它表示塑料通過螺桿的全過程被壓縮的程度。

在螺桿的壓縮段附加一條螺紋，這兩條螺紋把原來一條螺紋形成的螺槽分成兩個螺槽，一條螺槽與加料段螺槽相通，用來輸送固態(tài)物料；另一條螺槽與均化段相通，用于液態(tài)物料的輸送。這就避免了單螺紋螺桿固液共存于一個螺槽引起的溫度波動。如何獲得單螺桿擠出機(jī)最大的固體輸送速率? 結(jié)構(gòu)角度：1增加螺槽深度； 2降低物料與螺桿的摩擦系數(shù)； 3增加物料與料筒的摩擦系數(shù)； 4選擇適當(dāng)?shù)穆菪恰９に嚱嵌龋?增加料筒溫度（fb↑）；②降低螺桿溫度（fs↓）。簡述雙螺桿擠出機(jī)的主要工作特性。

a.強(qiáng)制輸送作用 在同向旋轉(zhuǎn)嚙合的雙螺桿擠出機(jī)中，兩根螺桿相互嚙合，嚙合處一根螺桿的螺紋插入另一根螺桿的螺槽中，使其在物料輸送過程中不會產(chǎn)生倒流或滯流。無論螺槽是否填滿。輸送速度基本保持不變，具有最大的強(qiáng)制輸送性。

b.混合作用 由于兩根螺桿相互嚙合，物料在擠出過程中進(jìn)行著比在單螺桿擠出機(jī)中更為復(fù)雜的運(yùn)動，不斷受到縱向橫向的剪切混合，從而產(chǎn)生大量的熱能，使物料加熱更趨均勻，達(dá)到較高的塑化質(zhì)量。c.自潔作用 反同旋轉(zhuǎn)的雙螺桿，在嚙合處的螺紋和螺槽間存在速度差，相互擦離過程中，相互剝離粘附在螺桿上的物料，使螺桿得到自潔。同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿，在嚙合處兩根螺桿的運(yùn)動方向相反，相對速度更大，因此能剝?nèi)ジ鞣N積料，有更好的自潔作用。簡述聚合物物料在單螺桿擠出機(jī)中的熔化過程。

由固體輸送區(qū)送入的物料，在進(jìn)入熔化區(qū)后，即在前進(jìn)的過程中同加熱的料筒表面接觸，熔化即從這里開始，且在熔化時于料筒壁留下一層熔體膜，若熔體膜的厚度超過螺翅與料筒間隙，就會被旋轉(zhuǎn)的螺翅刮落，并將其強(qiáng)制積存在螺翅的前側(cè)，形成熔體池，而在螺翅的后側(cè)則為固體床，這樣，在沿螺槽向前移動的過程中，固體床的寬度就會逐漸減少，直至全部消失，即完全熔化，熔體膜形成后的固體熔化是在熔體膜和固體床的界面發(fā)生的，所需熱量一部分來自料筒的加熱器，另一部分則來自于螺桿和料筒對熔體的剪切作用。簡述聚合物熔體在擠出機(jī)均化段的流動形式。熔體在均化段的流動包括四種形式：正流、逆流、漏流和橫流。正流，亦稱拖曳流動：由于螺桿旋轉(zhuǎn)時螺棱的推擠作用引起物料沿螺槽方向(z方向)向機(jī)頭的流動，這是均化段熔體的主流。逆流，亦稱壓力流動：由于機(jī)頭口模、過濾網(wǎng)等對料流的阻礙作用使料流沿螺槽反向的流動。橫流：螺棱的推擠作用和阻擋作用造成的物料在落槽內(nèi)的往復(fù)流動，僅限于在每個落槽內(nèi)的環(huán)流。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(jī)頭和口模對物料的阻力所產(chǎn)生的反向流動。

什么叫螺桿的長徑比？螺桿長徑比的增加對物料的加工有何好處？

螺桿有效工作長度與直徑之比。n一定時，L/D增加，物料在螺桿中運(yùn)行時間延長，有利于物料塑化與混合，使升溫過程變緩；可使均化段長度增加，可減少逆流和漏流，有利提高生產(chǎn)能力。簡述管材擠出的工藝過程及管材擠出的定徑方法。

擠出工藝：物料經(jīng)擠出機(jī)塑化、機(jī)頭口模成型后，經(jīng)定型裝置冷卻定型、冷卻水槽冷卻、牽引、切割，得到管材制品。

定內(nèi)徑：定徑套裝于擠出的塑料管內(nèi)，即從機(jī)頭擠出的管子內(nèi)壁與定徑套的外壁相接觸，在定徑套內(nèi)通冷卻水，將管子冷卻定型。由于定徑套的冷卻水管是從管芯處插入的，故這種定型法只有直角式機(jī)頭或偏移式機(jī)頭的擠出才能使用。定外徑：使擠出管子的外壁與定徑套內(nèi)壁相接觸而起定型作用。內(nèi)壓法：向管內(nèi)通入壓縮空氣的內(nèi)壓法真空法：在管子外壁抽真空法

以尼龍棒材的擠出成型為例,說明擠出成型的工藝過程,并討論原料和設(shè)備結(jié)構(gòu)的選擇,工藝條件的控制中應(yīng)注意的問題。

①原料的選擇：尼龍的熔融溫度范圍窄，黏度偏低，須特別注意選擇高黏度的尼龍作為擠出棒材的原料，以保證成型的穩(wěn)定性；②原料干燥：尼龍極易吸水，擠出前必須充分干燥，否則，會導(dǎo)致尼龍在加工過程中出現(xiàn)降解；③擠出成型：是棒材制造的主要過程，擠出成型中應(yīng)注意兩點，一是擠出速度要慢，否則影響定型；二是溫度控制波動范圍要小，否則容易造成黏度的較大波動，從而影響擠出穩(wěn)定性； ④制品的定型與冷卻：定型部分要長一些，采用緩慢冷卻，若使用急冷，很容易造成棒體內(nèi)部縮孔；⑤牽伸和后處理：牽引要均勻，牽引切割后的棒材要進(jìn)行調(diào)濕處理，以防止使用過程中的尺寸變化。注射成型

注塑機(jī)有幾種類型，包括哪些組成部分。

按傳動方式：機(jī)械式注塑機(jī)，液壓式注塑機(jī)，機(jī)械液壓式注塑機(jī)按操縱方式：手動注塑機(jī)、半自動注塑機(jī)、全自動注塑機(jī)按塑化方式：柱塞式注塑機(jī)、預(yù)塑式注塑機(jī)、橡膠注塑機(jī)包括以下：注射裝置、合模裝置、液壓電氣控制系統(tǒng) 嵌件預(yù)熱有何意義。

為了裝配和使用強(qiáng)度的要求，理解塑件內(nèi)常常嵌入金屬嵌件。注射前，金屬嵌件先放進(jìn)模具內(nèi)的預(yù)定位段，而后經(jīng)注射成型才能和塑料成為一個整體。由于塑料與金屬的熱性能差異很大，兩者收縮率不同，因此，有嵌件的塑料制品，在嵌件周圍易出現(xiàn)裂紋或制品強(qiáng)度較低。設(shè)計制品時應(yīng)加入制件周圍塑料的厚度，同時對金屬嵌件進(jìn)行預(yù)熱也是必要的。因為嵌件預(yù)熱可以減小塑料熔體與嵌件的溫差，使嵌件周圍的塑料熔體冷卻比較慢，收縮比較均勻，產(chǎn)生一定的熔料收縮作用，以防止嵌件周圍產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。

注射機(jī)常用噴嘴類型？從加工塑料性能和成型制品特點來考慮，如何選擇噴嘴？

1、通用式噴嘴：是最普遍的形式，這種噴嘴結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，無加熱裝置，注射壓力損失小，常用于PE、PS、PVC及纖維等注射成型。

2、延伸式噴嘴：是通用是彭罪的改進(jìn)型，結(jié)構(gòu)也較簡單，制造方便，有加熱裝置，注射壓力姜較小，適用于PMMA、POM、PSF、PC等高粘度樹脂

3、彈簧針閥式噴嘴：是一種自鎖式噴嘴，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造困難，流程較短，注射壓力損失較大，較適用于PA、PET等熔體粘度較低的塑料注射。

試問一旦在注射成型過程中（使用螺桿式注射機(jī)）發(fā)現(xiàn)未熔的顆粒料，將如何調(diào)整工藝參數(shù)以獲得理想的制品？

注射成型過程中發(fā)現(xiàn)未熔的顆粒料，其主要原因是塑化不良。調(diào)整工藝參數(shù)：可適當(dāng)提高塑化背壓，適當(dāng)提高料筒溫度，延長物料在料筒中停留時間，提高螺桿轉(zhuǎn)速等。隨著螺桿轉(zhuǎn)速的增加，橡膠注射成型的硫化時間為何呈現(xiàn)“U”形變化？

隨著螺桿轉(zhuǎn)速的提高，機(jī)筒內(nèi)的膠料受到剪切、塑化和均化的效果提高，可獲得較高的注射溫度，縮短注射時間和硫化時間。螺桿轉(zhuǎn)速過高時，螺桿表面橡膠分子鏈發(fā)生拉伸取向，形成多層取向狀態(tài)，產(chǎn)生一種收縮力，起到一種鉗制作用，使膠料成團(tuán)抱著螺桿一起轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生較嚴(yán)重的“包軸現(xiàn)象”，不能使膠料很好地受到剪切作用，故膠溫反而下降，注射溫度降低，硫化時間延長。注塑制件后處理主要有哪些方法，各有什么意義。

隨著螺桿轉(zhuǎn)速的提高，機(jī)筒內(nèi)的膠料受到剪切、塑化和均化的效果提高，可獲得較高的注射溫度，縮短注射時間和硫化時間。螺桿轉(zhuǎn)速過高時，螺桿表面橡膠分子鏈發(fā)生拉伸取向，形成多層取向狀態(tài)，產(chǎn)生一種收縮力，起到一種鉗制作用，使膠料成團(tuán)抱著螺桿一起轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生比較嚴(yán)的“包軸現(xiàn)象”，不能使膠料很好的剪切作用，故膠溫反而下降，注射溫度降低，硫化時間延長。

注塑制件后處理主要有哪些方法，各有什么意義

熱處理，調(diào)濕處理，熱處理的實質(zhì)：使強(qiáng)迫凍結(jié)的分子鏈得到松他，凝固的大分子鏈段轉(zhuǎn)向無規(guī)位置，從而消除這一部分的內(nèi)應(yīng)力。提高結(jié)晶度，穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)，從而提高結(jié)晶塑料制品的彈性模量和硬度，降低斷裂伸長率。調(diào)濕處理是為了在較短的時間內(nèi)穩(wěn)定的尺寸。同時還可以加快達(dá)吸濕平衡，從而改善制件的柔曲性和韌性，使它的沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度均有提高。結(jié)晶性塑料和非晶塑料在注塑工藝上有何不同。塑化階段，結(jié)晶性塑料的塑化需要更長的時間冷卻階段，結(jié)晶性塑料的冷卻要嚴(yán)格控制，冷卻的快慢直接影響塑件物性 某塑膠公司有如下原料： 聚乙烯A(熔體流動指數(shù)為7g/10min)；聚乙烯B(熔體流動指數(shù)為 0.3g/10min)；聚苯乙烯；聚碳酸酯；尼龍66。

–（1）擬生產(chǎn)Φ50cm、高300cm的垃圾桶，可選用什么成型方法，選擇上述什么原料（要簡述選擇的理由）？為了降低生產(chǎn)成本，打算在聚合物中加入30％碳酸鈣填料，請問在加入填料后，成型工藝可能做那些調(diào)整？

– 選擇聚乙烯A，相對B而言，熔體流動指數(shù)較高，加工較容易。聚苯乙烯太脆，會被強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕，不抗油脂，不適合做垃圾桶，PC和尼龍66原材料費(fèi)較高，也不適合做垃圾桶。大型垃圾桶可以用擠吹中空塑料成型。– 加入填料后，材料的黏度會有所提高，所以擠出過程中應(yīng)該提高溫度，以降低材料黏度，即降低加工難度。在吹塑時，氣體壓力不宜過大，避免基體和填料間的應(yīng)力開裂。擬生產(chǎn)手機(jī)外殼，該公司有的工程師認(rèn)為采用聚苯乙烯較好，而有的工程師認(rèn)為采用聚碳酸酯較好，你認(rèn)為選用那種聚合物合適，談?wù)劺碛伞Ｈ暨x用聚碳酸酯，在成型過程中應(yīng)注意那些問題？

– 選用PC較好。聚苯乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性比較差，作為手機(jī)外殼可以被多種有機(jī)溶劑溶解，會被強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕，不抗油脂，并且在受到紫外光照射后易變色。質(zhì)地硬而脆，抗沖擊性能較差，作為手機(jī)外殼不耐摔，易破裂。

– 聚碳酸酯無色透明，耐熱，抗沖擊，阻燃，在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機(jī)械性能。但其耐磨性差，一些用于易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對表面進(jìn)行特殊處理。

– PC遇水容易水解，產(chǎn)生斷鍵、分子量下降和物理強(qiáng)度降低等現(xiàn)象。所以應(yīng)該嚴(yán)格控制PC中的水分，避免產(chǎn)品出現(xiàn)氣泡銀紋等，通常在PC加工前需用熱風(fēng)干燥機(jī)干燥3-5小時。中空吹塑成型

簡述注塑吹塑工藝過程。聚酯透明瓶的成型為例，聚酯的特點是易吸潮，結(jié)晶速度慢，為了得到尺寸精度高，透明性好的聚酯透明瓶，一般采用兩步法進(jìn)行注射吹塑成型。第一階段為型坯的制造（注射法），第二階段為坯件的吹塑成型。第一階段型坯的制造（注射法）主要有三個步驟，首先是注射成型前的準(zhǔn)備，對聚酯型坯的成型前準(zhǔn)備主要是物料的干燥，一般要對聚酯切片在120℃下干燥6-12小時；其次是借助注射機(jī)和型坯成型模具進(jìn)行注射成型；最后是后處理，型坯的后處理僅限于修邊，不可進(jìn)行熱處理。第二階段型坯的吹塑分四個步驟，第一是對型坯加熱到Tg以上，進(jìn)入橡膠態(tài)；第二是入模，即把加熱好的型坯迅速移入模具中；第三是吹塑成型，即在已加熱的型坯吹入壓縮空氣，型坯即脹大脫離金屬管貼于模壁上成型；第四是冷卻脫模。

簡述擠出吹塑工藝過程。①管坯直接由擠出機(jī)擠出，并垂掛在安裝于機(jī)頭正下方的預(yù)先分開的型腔中；

②當(dāng)下垂的型坯達(dá)到規(guī)定長度后立即合模，并靠模具的切口將管坯切斷； ③從模具分型面上的小孔送入壓縮空氣，使型坯吹脹緊貼模壁而成型； ④保持充氣壓力使制品在型腔中冷卻定型后開模脫出制品。

以尼龍6制備的汽車油杯的成型為例，說明擠出吹塑的工藝過程，并分析原料的選擇和成型各階段的工藝條件控制中應(yīng)注意的問題。

– 汽車油杯的成型過程包括原料的選擇和干燥，擠出型坯，閉模，吹塑，冷卻脫模等幾個過程。由于尼龍粘度相對較低型坯易下垂，原料的選擇應(yīng)特別注意選擇高粘尼龍作為基礎(chǔ)原料；同時，由于尼龍粘度對溫度敏感性大，擠出吹塑過程應(yīng)特別注意溫度控制。熱成型的定義。

熱成型是一種以熱塑性塑料板材和片材為成型對象的二次成型技術(shù)，其法一般是先將板材裁切成一定形狀和尺寸的坯件，再將坯件在一定溫度下加熱到彈塑性狀態(tài)，然后施加壓力使坯件彎曲與延伸，在達(dá)到預(yù)定的型樣后使其冷卻定型，經(jīng)過適當(dāng)?shù)男拚闯蔀橹破贰岢尚瓦^程中對坯件施加的壓力，在大多數(shù)情況下是靠真空和引進(jìn)壓縮空氣在坯件兩面形成氣壓差，有時也借助于機(jī)械壓力或液壓力。

要制作一直徑達(dá)2米、高5米、厚15毫米的大型聚乙烯圓筒，可以采用哪些方法？

– 對于這種大尺寸的圓筒，很難采用擠出法生產(chǎn)，可以采用熱成型法生產(chǎn)。如可以用機(jī)械 加壓法生產(chǎn)兩、三塊弧形板，通過熱熔連接成一個完整筒體。也可以采用加熱后卷繞的辦法直接卷繞成型。其他成型工藝

鑄塑成型有哪幾種方式？

鑄塑技術(shù)包括靜態(tài)鑄塑、嵌鑄、離心澆鑄以及流延鑄塑、搪塑和滾塑等。請分別寫出以下制品最多可以用哪些成型加工方法來生產(chǎn)：

– 線纜包覆層：擠出成型– 沙灘鞋底：壓延成型、注射成型 – 橡膠的胎面：壓出成型、模型硫化

– 小型兒童玩具：熱成型、注射成型、擠出成型、搪塑成型 – 尼龍薄膜：壓延成型、擠出成型、吹塑成型 – 礦泉水瓶：注射成型、擠出成型 – 塑料水桶：注射成型 – 醫(yī)用標(biāo)本：嵌鑄成型

簡述PTFE成型加工方法原理并說明如何調(diào)節(jié)其制品性能？ – 原理：PTFE 室溫下冷壓成型坯后再燒結(jié)，經(jīng)冷卻后得到制品。（可用圖示說明）– 措施：控制冷卻速度，調(diào)整結(jié)晶程度來調(diào)節(jié)其制品性能。

下列哪些參數(shù)與擠出機(jī)的產(chǎn)量無關(guān)？ D A.螺桿直徑 B.螺桿長度 C.螺桿轉(zhuǎn)速 D.切粒機(jī)轉(zhuǎn)速 當(dāng)雙螺桿擠出機(jī)機(jī)頭壓力過高時應(yīng)該調(diào)整 B A．喂料量 B。螺桿轉(zhuǎn)速 C。機(jī)筒溫度 D。螺桿組合 擠出機(jī)的測溫裝置熱電偶的作用是 A A．測量溫度 B。控制溫度 C.加熱 D。冷卻 擠出過程中料條表面粗糙是因為 D A．塑料水分太大 B。熔體溫度太高 C。擠出速度太低 D。擠出速率太高 擠出過程中料條帶有黑點是因為 AB A．?dāng)D出溫度太高 B.機(jī)頭口模處有不干凈的地方 C。擠出溫度太低 D。原料太臟 物料塑化時的熱量來源為 AB A．料筒傳熱 B。物料內(nèi)部摩擦 C。物料反應(yīng)熱 D。環(huán)境熱量 擠出成型的控制系統(tǒng)不包括 D A．電氣傳動系統(tǒng) B。溫度控制 C。壓力控制 D。喂料控制 雙螺桿有清除機(jī)筒、螺桿表面物料的能力，這種能力稱為 A A．自潔 B。自轉(zhuǎn) C。掃堂 D。振動 塑料熔體指數(shù)越大，其流動就越容易，所以擠出量隨塑料熔體指數(shù)的增加而 B A．降低 B。增加 C。無影響 D。以上都錯

結(jié)晶會提高制品的許多重要性能，也會使（D）性能下降。A．密度 B。拉伸強(qiáng)度 C。剛度 D。透明

在加工過程中影響熔體的熱穩(wěn)定性及制品的耐化學(xué)試劑性和滲透性等的聚合物結(jié)構(gòu)是 A A．聚合物分子中的單個原子與官能團(tuán) B。分子量 C。分子柔性 D。分子間鍵合 在中空吹塑成型過程中，可確定型坯成型難易程度的聚合物結(jié)構(gòu)是 B A．分子柔性 B。分子量 C。結(jié)晶與取向 D。分子間鍵合 不管是哪類添加劑，在選用時應(yīng)注意 ABCD A．相容性 B。協(xié)同性 C。功能性 D。經(jīng)濟(jì)性 外潤滑劑加入分子中是為了 ABD A．降低塑化熔料溫度 B。減少熔料與設(shè)備表面的摩擦力 C．減少熔料間的摩擦 D。阻止熔料粘在設(shè)備金屬表面上 在吹塑制品過程中，若型坯的壁厚膨脹太大會造成 D A．過多的飛邊 B。制品上出現(xiàn)褶皺 C。制品壁會太薄 D。原料的浪費(fèi) 在擠出成型中會產(chǎn)生熔體破裂現(xiàn)象的因素有 D A．?dāng)D出速率 B。熔體溫度 C。機(jī)頭結(jié)構(gòu) D。以上都是 通過（）可消除擠出過程中出現(xiàn)的熔體破裂現(xiàn)象。AD A．提高機(jī)頭溫度 B。降低機(jī)頭溫度 C。提高擠出速度 D。降低擠出速度 在中空吹塑成型制品中，影響制品收縮率的因素有 ABCD A．塑料的種類 B。型坯的熔體溫度 C。制品的壁厚 D。模具的溫度 吹塑容器的底部為（），可以很好的補(bǔ)償收縮率。

A．凹形 B。凸形 C。平形 D。以上三種均可

第四篇：聚合物成型原理與技術(shù)課程論文

聚氨酯基磁流變彈性體復(fù)合材料的制備與表

征

張攀

(復(fù)合新技術(shù)國家重點實驗室，材研1201 班，學(xué)號1049721200287)

摘要：本文針對磁流變液中羰基鐵粒子容易發(fā)生氧化，分散穩(wěn)定性差的應(yīng)用瓶頸技術(shù)難題，利用聚醚型聚氨酯為基體，將與聚乙二醇具有良好相容性的復(fù)合磁性粒子作磁性粒子均勻分散在基體中，制備較高磁流變效應(yīng)，高穩(wěn)定性及抗老化性的磁流變彈性體。通過高倍光學(xué)顯微鏡對其粒子表面化學(xué)改性對磁流變效應(yīng)的影響進(jìn)行研究，不同磁場強(qiáng)度下對剪切模量與磁場的關(guān)系進(jìn)行的測試研究，以及濕熱老化實驗對抗老化性能研究。結(jié)果表明復(fù)合粒子制備的磁流變彈性體具有更大的磁流變效應(yīng)，用復(fù)合粒子制備的樣品比碳基鐵粉制備的樣品抗老化性能更好。

關(guān)鍵詞：磁流變彈性體；復(fù)合磁性粒子；磁流變效應(yīng)；抗老化性能

中圖分類號： 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-4431(2012)11-1111-11

Preparation and Characterization of Polyurethane-Based Magnetorheological Elastomer Composites

Pan Zhang(State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing,class 1201,Student ID

1049721200287)

Abstract: This article is about using the polyether type polyurethane as the base body to solve the application bottlenecks technical problems of magneto-rheological fluid, which is prone to oxidation and has poor dispersion stability.Making use of the composite magnetic particles that have a good compatibility with polyethylene glycol as the magnetic particles to disperse homogeneous and obtain higher magnetorheological effect, high stability and aging resistance magnetorheological elastomer.The products were characterized by means of the high-power optical microscope to study the relationship between surface modification of the particles and the MR effect, The link between shear modulus and magnetic field was characterized in different magnetic field strength, as well as the ageing resistance was characterized by the hot and humid aging test.The results demonstrate that the use of composite particles to prepare magnetorheological elastomer has larger magnetorheological effect, and the samples prepared by composite particles have better anti-aging properties than the carbon-based iron powder samples.Keywords: magnetorheological elastomer;composite magnetic particles;magnetorheological effect;anti-aging properties

磁流變彈性體出現(xiàn)的較晚，是磁流變材料家族的新成員。當(dāng)初由于磁流變液自身材料存在顆粒易沉降、穩(wěn)定性差和顆粒磨損等問題，研究人員采用向磁流變液中添加各種穩(wěn)定劑等添加成分的方法來這些問題，后來使用海綿材料來吸附磁流變液，最終發(fā)展出使用橡膠等高分子材料作為固態(tài)基體來取代磁流變液的油基或水基的液態(tài)基體，才制備出了磁流變彈性體材料。本文針對磁流變液長期物理化學(xué)穩(wěn)定性以及易沉降等問題，研究一種新型磁控智能材料—磁流變彈性體。它是將復(fù)合磁性粒子分散于聚醚型聚氨酯彈性體中形成特定結(jié)構(gòu)后固化制備而成的。由于顆粒固定在基體中，因而不存在顆粒沉降問題。而且在很寬的磁場范圍內(nèi)，其機(jī)械和流變性質(zhì)能夠迅速、靈敏的變化。最后對其磁流變效應(yīng)和抗老化性能進(jìn)行研究和分析。磁流變彈性體的研究

1.1 磁流變彈性體介紹

磁流變彈性體是磁流變材料家族的新秀。為了解決磁流變液的易沉降、穩(wěn)定性差和顆粒易磨損等缺點，人們添加各種穩(wěn)定劑等添加成分直到使用海綿材料來吸附磁流變液。最終發(fā)展到使用高分子聚合物(如橡膠等)來取代磁流變液的油基或水基的液態(tài)基體。磁流變磁流變彈性體彈性體兼有磁流變液、磁性橡膠和彈性體的優(yōu)點，又克服了磁流變液易沉降、穩(wěn)定性差、顆粒易磨損等缺點，故在動力系統(tǒng)的半主動隔振器、噪聲控制、抗沖擊以及電磁傳感器等多個研究領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來，磁流變彈性體的制備、機(jī)理和應(yīng)用受到越來越多的重視，成為磁流變材料研究的一個熱點。針對磁流變液長期物理化學(xué)穩(wěn)定性以及易沉降等問題，一種新型磁控智能材料一磁流變彈性體應(yīng)用而生。聚醚型聚氨酯彈性體是一種既具有塑料高硬度，又具有橡膠高彈性的高分子合成材料。

對于磁流變彈性體，由于鐵磁性顆粒是固化在彈性體基體里，其移動受到了限制，在加磁場前后不會發(fā)生相變現(xiàn)象。它工作在材料的屈服強(qiáng)度之前，通過用磁場改變材料的模量和阻尼來實現(xiàn)智能控制。磁流變彈性體的絕對磁流變效應(yīng)和相對磁流變效應(yīng)一般是指其模量隨磁場的變化的絕對值或相對值。磁流變彈性體的具有磁場可控的力學(xué)性能，它對磁場的響應(yīng)可逆、迅速(在毫秒級)。磁流變彈性體的絕對和相對磁流變效應(yīng)一般是指其(剪切或壓縮)模量隨磁場變化的絕對值或相對值。

磁流變彈性可分為兩類:一種是定向的磁流變彈性體，另一種是各向同性的磁流變彈性體。定向的磁流變彈性體中粒子沿預(yù)加外場方向排列形成鏈狀或柱狀結(jié)構(gòu)，在基體硫化后他們被固定在其位置上。各向同性磁流變彈性體中粒子均勻分布，可認(rèn)為是各向同性的。1.2 磁流變彈性體的制備

作為一種新興的智能材料，所報道的磁流變彈性體的制備方法有很多種，總結(jié)磁流變彈性體的制備方法，按材料加工時的基本狀態(tài)劃分，可將制備工藝分為兩大類:機(jī)械共混法和液態(tài)混合法。

機(jī)械共混法，是指現(xiàn)在普遍采用的工業(yè)橡膠標(biāo)準(zhǔn)制備工藝，其主要原料是天然橡膠和各種合成橡膠，采用塑煉、混煉、壓延和硫化等工序生產(chǎn)出彈性體成品。在混煉過程中加入鐵磁性顆粒，并在硫化過程中施加外部磁場形成有序結(jié)構(gòu)。另一方面是使用熱塑性橡膠，在熱塑狀態(tài)下加入鐵磁性顆粒，在磁場下冷卻固化。

液態(tài)混合法是采用液體狀態(tài)的橡膠基體和鐵磁性顆粒混合后，形成流體混合物，可以在磁場下硫化，形成有序結(jié)構(gòu);上述兩種方式是現(xiàn)在制備磁流變彈性體的主要方式。1.3 磁流變彈性體的組成

磁流變彈性體主要由基體材料和分散其中的磁性粒子組成。基體材料的選擇除流變學(xué)性質(zhì)的要求外，磁導(dǎo)率也要盡可能低。據(jù)報道，目前已有多種材料被用作基體材料，有硅橡膠，聚乙烯醇，白明膠，硬質(zhì)天然和合成橡膠和聚氨酯橡膠。磁性粒子選擇的標(biāo)準(zhǔn)與磁流變液相似，要求顆粒具有高導(dǎo)磁率，低剩磁和高飽和磁化強(qiáng)度。常用的磁性顆粒主要是球形的羰基鐵粉，尺寸在微米到納米級的。另外也使用較大尺寸的不規(guī)則純鐵粉。

磁性粒子對磁流變彈性體性能的影響磁性粒子的尺寸及種類對磁流變彈性體的性能都有較大的影響。在外加磁場下，磁流變彈性體中摻雜的磁性粒子間相互吸引作用引起磁流變彈性體模量的變化，由此獲得磁流變效應(yīng)。為了得到高磁流變效應(yīng)的磁流變彈性體，磁性粒子必需具有高磁導(dǎo)率，低剩磁和高飽和強(qiáng)度。常用的磁性粒子是球形的碳基鐵粉，具有高磁導(dǎo)率和低剩磁及高飽和磁化強(qiáng)度，其飽和磁化強(qiáng)度Ms=2.0T。高磁導(dǎo)率和高飽和磁化強(qiáng)度的粒子間吸引作用強(qiáng)，因而帶來高磁流變效應(yīng)。高剩磁粒子在磁場撤去后，相互間仍具有很強(qiáng)的作用力，在宏觀上表現(xiàn)為具有較高的剪切模量，導(dǎo)致磁流變彈性體的有效作用區(qū)間降低，且會降低磁流變彈性體的使用壽命。使用尺寸較大的粒子能獲得穩(wěn)定和高度磁化的材料，而且粒子的團(tuán)聚是可逆的。納米級粒子容易團(tuán)聚且一旦團(tuán)聚后不能再次分離。為了獲得顯著的磁流變效應(yīng)，粒子應(yīng)足夠大以便支持足夠多磁疇。1.4 磁流變彈性體的應(yīng)用

自從磁流變液問世以來，其獨(dú)特的磁流變效應(yīng)在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用，如汽車工業(yè)，抗震和吸振器。這些應(yīng)用已逐漸工業(yè)化和商業(yè)化。美國Lord公司專業(yè)研究，生產(chǎn)和銷售磁流變液以及一系列基于磁流變液的應(yīng)用裝置，如剎車，離合器和阻尼器。但是磁流變液同時存在許多缺陷，阻礙它的應(yīng)用，如沉降，環(huán)境污染和密封問題。磁流變彈性體是磁流變液的固態(tài)類似物，它的磁流變效應(yīng)表現(xiàn)在磁控剪切模量上，利用這種獨(dú)特的性質(zhì)，彈形體有希望在減振器，硬度可調(diào)防震墊，汽車懸架和可變阻抗面。但這些應(yīng)用還處于探索階段。

（1）汽車減震一可變剛度的軸襯：美國福特汽車公司的Waston首先在應(yīng)用上做了開創(chuàng)性的工作，己申請了使用磁流變彈性體的汽車懸架套筒專利。該套筒用于車輪軸控制臂與汽車車身武漢理工大學(xué)碩十學(xué)位論文的連接。該套筒剛度的調(diào)節(jié)是基于汽車驅(qū)動系的狀態(tài)，以降低懸架變形并改善乘坐舒適性。實驗發(fā)現(xiàn)，該套筒在軸向和徑向都具有剛度、阻尼和力的可控特性，且能迅速對磁場做出響應(yīng)。在正弦激振、頻率為0.5-20Hz、振幅峰2峰值為0.06-1.0mm等實驗條件下，剛度和阻尼隨著控制電流增大而增加，且大致成線性關(guān)系;最大電流(5A)時剛度和阻尼比零電流時增加了25%。當(dāng)輸入階躍電流時，套筒建立穩(wěn)定輸出力的響應(yīng)時間約為9.5ms。Ginder等利用磁流變彈性體的力學(xué)性能可由磁場控制，設(shè)計出了能在軸向和徑向?qū)崿F(xiàn)不同的剛度控制的磁流變彈性體軸襯。

（2）可調(diào)頻式吸振器：磁流變彈性體調(diào)頻動力吸振起原理與結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-4所示。圖中1為動力吸振器的振子，2為磁流變彈性體，3為導(dǎo)磁骨架，4為勵磁線圈。整個導(dǎo)磁骨架構(gòu)成一個C型回路，骨架由工業(yè)純鐵制成;線圈與電流可控的直流電源相接，產(chǎn)生的磁場通過導(dǎo)磁骨架垂直穿過磁流變彈性體;磁流變彈性體作為吸振器的彈性元件，位于C型缺口與吸振器的振子之間，與骨架和振子固接。

圖1-4磁流變彈性體調(diào)頻動力吸振器原理

中國科技大學(xué)的鄧華夏、龔興龍等人設(shè)計了一種磁流變彈性體移頻式吸振器及其控制方法。該發(fā)明吸震效果好，消耗能量少，減振頻率寬，質(zhì)量和體積較小，結(jié)構(gòu)簡單，控制方法容易。孫紅靈、龔興龍等人設(shè)計了一種磁流變彈性體主動吸收系統(tǒng)及控制方法。

九江學(xué)院的游世輝等人設(shè)計了一種磁流變彈性體橡膠空氣彈簧。彈簧由磁流變彈性體及其上下連接的上支板和下支板和控制系統(tǒng)組成，控制系統(tǒng)包括氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和實時剛度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。解決了橡膠空氣彈簧能自動實時調(diào)節(jié)變化高度和剛度的問題，提高汽車的減震性能，改善乘坐舒適性和操縱平穩(wěn)性。可廣泛應(yīng)用于各種機(jī)動車的懸架減振系統(tǒng)。

（3）主動減噪系統(tǒng)：Mehdi Farshad將硅橡膠為基體的磁流變彈性體用于窗口、墻、屋頂?shù)闹鲃訙p噪系統(tǒng)。其基本原理為:通過電磁機(jī)理，使裝有MR的盤子發(fā)生振動從而抵消噪聲源產(chǎn)生的振動。具有主動減噪功能的窗口由主動和被動兩部分組成，被動窗口的功能隔熱和被動隔音，其中的橡膠部分主要是起密封作用。而主動窗口中的磁流變彈性體除了起到密封作用還起到磁致伸縮作用。其中電磁鐵用來作用于磁流變彈性體以產(chǎn)生磁彈波或振動。主動窗口的行為可以通過傳感器，反饋系統(tǒng)，控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)。

實驗結(jié)果表明很小的電腦輸入就可以產(chǎn)生200Hz以下的機(jī)械振動。這一系統(tǒng)在智能墻，屋頂，房間及其它開口處的減噪方面將發(fā)揮重要的作用。

（4）磁流變彈性體同時被應(yīng)用于一些軍方項目上，例如美國軍方正在研究將磁流變彈性體用于導(dǎo)彈攻擊核潛艇水下發(fā)射時的抗沖擊性能。潛艇在水下進(jìn)行導(dǎo)彈潛射時，發(fā)射艙需要經(jīng)受來自導(dǎo)彈和水流共同作用的沖擊載荷，而且不同的型號的導(dǎo)彈由于其尺寸和重量的差異對艙體的沖擊也各不相同。導(dǎo)彈發(fā)射艙內(nèi)所用的傳統(tǒng)的抗沖擊材料只在應(yīng)付固定型號導(dǎo)彈時才有效，而磁流變彈性體可以通過磁場改變剛度，使之可以適用于不同型號的導(dǎo)彈發(fā)射所產(chǎn)生的沖擊，如圖 1.6 所示為導(dǎo)彈潛射示意圖。

圖 1.6 俄亥俄級導(dǎo)彈攻擊核潛艇

1.5 磁流變彈性體研究中存在的問題

從磁流變彈性體產(chǎn)生至今，對其材料研究已經(jīng)取得了很大的成就，但在磁流變彈性體的材料選擇、制備方法、性能評估和工程應(yīng)用等領(lǐng)域內(nèi)還有很多問題值得深入研究和探討。首先是磁流變彈性體在制備過程中的各種目標(biāo)性能之間存在矛盾。因為磁流變彈性體的性能很大程度上取決于基體材料的選取，如果想要制備高磁流變效應(yīng)的材料，就要選擇較軟的高分子聚合物基體，此時制備出的磁流變彈性體其機(jī)械性能必然不佳，從而限制了材料的應(yīng)用。相反，若想得到具有較強(qiáng)機(jī)械性能的磁流變彈性體，就要選擇硬度較高的材料(例如天然橡膠、順丁橡膠以及聚氨酯等)作為基體，此時制備出的材料在滿足較高機(jī)械性能的同時卻不能達(dá)到較高的磁流變效應(yīng)，同樣限制了材料的應(yīng)用范圍。因此，想要制備出同時具備高磁流變效應(yīng)和高機(jī)械性能的磁流變彈性體，就需要為其選擇更為合適的基體材料，并采用更先進(jìn)的制備方法。其次，對磁流變彈性體內(nèi)部磁性顆粒分布規(guī)律與材料性能之間的關(guān)系沒有比較深入地研究。磁流變彈性體性能是外場可控的，這一特性是因其內(nèi)部磁性顆粒有序結(jié)構(gòu)的存在引起的，這種磁致變化特性與材料所用的基體無關(guān)。所以要想從理論上指導(dǎo)磁流變彈性體的制備，就必須了解磁性顆粒的分布規(guī)律和磁流變彈性體性能之間的關(guān)系。因為磁流變彈性體和磁流變液的流變性能具有一定的相似性，所以較為簡單的方法就是將應(yīng)用于磁流變液的力學(xué)模型加以修正后推廣到磁流變彈性體的性能分析。但因為磁流變彈性體和磁流變液所用的基體性能差別太大，所以在建模時需要特別考慮基體對磁性顆粒運(yùn)動規(guī)律的影響，以及基體與顆粒間的相互作用。磁流變彈性體性能表征方法

2.1 粒子表面化學(xué)改性對磁流變效應(yīng)的影響

圖4-3磁流變彈性體的高倍光學(xué)顯微鏡圖像，復(fù)合粒子(a)和羰基鐵粉(b)為改善金屬鐵粒子與基體的相容性，并盡可能減少其在固化過程中引起的不均勻分布，我們用第三章制備的PED3A@Fe復(fù)合粒子作為磁性粒子，制備磁流變彈性體。圖4-3是樣品B1(a)和樣品A1(b)的形貌，用高倍光學(xué)顯微鏡觀察得到。由圖可見，由羰基鐵粉制備的磁流變彈性體B1的微觀結(jié)構(gòu)中，含有不少幾十微米左右的空隙，這可能是由于粒子與硅橡膠基體之間相容性不好，使鐵粒子容易脫落后留下的空穴。而由復(fù)合粒子制備的樣品A1，如圖a所示，空隙較少，粒子分散比較均勻。這說明使用復(fù)合粒子能夠改善磁流變彈性體中磁性粒子與基體間的相容性。可能是因為復(fù)合粒子表面接枝的聚醚基團(tuán)與聚氨酯基體存在相互作用力(化學(xué)鍵力或范德力)，使得基體能完全潤濕復(fù)合粒子。

圖4-4不同磁場強(qiáng)度下的磁流變彈性體剪切模量與頻率的關(guān)系，磁場強(qiáng)度:0T和0.6T;(空心點為復(fù)合粒子樣品

B1(a，b)，實心點為羰基鐵粉樣品A1(c，d))圖4-4為相應(yīng)的磁流變彈性體A1(c，d)和B1(a，b)的剪切模量與磁場的關(guān)系，A1中的磁性粒子是碳基鐵粉，表面未經(jīng)處理;樣品B1中摻雜的磁性粒子是PED3A@Fe復(fù)合粒子。從圖中數(shù)據(jù)可以看出，樣品A1在無外加磁場時的剪切模量(e)比樣品B1(a)高出0.02MPa左右;施加0.6T的外加磁場時，樣品的B1剪切模量比樣品A1高0.08MPa左右。從數(shù)值上看，B1的絕對磁流變效應(yīng)是A1的4倍。顯然，磁性粒子的表面改性有利于提高磁流變彈性體的磁流變效應(yīng)。其機(jī)理可能是復(fù)合粒子表面包覆的PED3A中伸展在粒子表面的聚醚基團(tuán)與聚醚型聚氨酷基體中的軟鏈段的分子相同，由分子相似相容的原理可知，兩者間存在范德華力的作用，這種作用力不僅改善了粒子與基體的相容性，同時還起到潤滑劑的作用。當(dāng)對磁流變彈性體施加定向的磁場時，從微觀上看基體中的磁性粒子需要沿磁場方向排列，‘潤滑劑’的存在使的復(fù)合粒子比撥基鐵粉易于沿磁場方向移動，因此磁流變效應(yīng)相對較高。另外一方面，由于碳基鐵粉與基體間的相容性不好，兩者間存在間隙，在施加磁場時會使磁能損失，減弱其磁流變效應(yīng)。2.2 抗老化性能研究

濕熱老化試驗是一種人工模擬環(huán)境試驗。它是用濕熱試驗設(shè)備產(chǎn)生一定的濕熱環(huán)境條件模擬產(chǎn)品在儲存、運(yùn)輸和使用中可能遇到的濕熱環(huán)境條件，以考核產(chǎn)品的濕熱環(huán)境適應(yīng)性。人工加速濕熱老化試驗一般有兩種方法:一種是采用恒溫恒濕試驗方法:一種是采用交變溫濕度循環(huán)方法試驗。將A1、B1兩種樣品放于表面皿中，敞口置于電熱恒溫水槽中，水槽升溫至80℃，恒溫加熱72h后測試樣品的儲能模量G’及損耗因子tanδ。其中G’反映材料變形時能量儲存的大小即回彈能力，tanδ反映材料變形時損耗能量的能力。具體數(shù)值如圖4-9所示

圖4-9磁流變彈性體老化前后的儲能模量與剪切頻率的關(guān)系

A1老化前(b)及老化后(d)和(a)B1老化前及老化后(c)

圖4-10磁流變彈性體損耗角與剪切模量的關(guān)系 A1老化前(b)及老化后(d)和B1老化前(a)及老化后(c)從圖4-9可以看出，磁流變彈性體樣品A1和B1經(jīng)過加速老化試驗后，儲能模量G尹都發(fā)生了很大的變化。A1的儲能模量G’從3.8MPa下降到2.3MPa，下降了1.5MPa左右。B1的儲能模量G’從3.5MPa下降到2.4MPa，下降了1.1MPa。這說明經(jīng)過老化試驗后，A1和B1的性能都受到嚴(yán)重破壞。從數(shù)值上比較，A1比B1下降的要多0.4MPa。這說明B1比A1的抗老化性能有一定的提高。聚合物基體中摻雜鐵粒子會嚴(yán)重削弱其抗老化性，主要原因是鐵粒子對氫過氧化合物很強(qiáng)的催化效應(yīng)，加速基體的氧化，同時摻雜鐵粒子會帶入大量的氧氣存在于粒子與基體的間隙中，也會使基體氧化。要提高磁流變彈性體的抗氧化能力需要從兩方面手:一是使鐵粒子表面不與空氣接觸，消除其催化效應(yīng);二是去除粒子與基體的間隙。樣品B使用復(fù)合粒子作磁性粒子，同時解決這兩個問題，復(fù)合粒子表面的包覆層起到了隔絕空氣的作用，而表面接枝的聚醚基團(tuán)與基體中軟鏈段相互吸引，使粒子與基體緊密接觸。因此樣品B比樣品A的抗氧化能力強(qiáng)。圖4-10中列出的樣品老化前后的損耗因子的變化，也證實使用復(fù)合粒子的樣品B1比使用撥基鐵粉的樣品A1的抗氧化能力。從圖中可以看出，A1和B1老化后，tanδ都變大。因為在濕熱環(huán)境下，聚合物基體迅速氧化，同時水分子滲透進(jìn)入基體中，使基體發(fā)生溶脹，溶脹使基體大分子結(jié)構(gòu)間距增大，剛性基團(tuán)的活性增加，因而使基體增塑，水分子向基體內(nèi)部的擴(kuò)散使內(nèi)部產(chǎn)生裂紋、微小裂縫或其他類型的變化，水分子助長裂紋的擴(kuò)散，使基體破裂，導(dǎo)致斷鏈。聚合物基體分子鏈的斷裂導(dǎo)致其在動態(tài)應(yīng)變下的內(nèi)摩擦變強(qiáng)，內(nèi)耗變大因此損耗因子變大。樣品A1比B1的相對變化值要大，是因為B1減弱了鐵粒子對基體的加速氧化作用。因此使用PED3A@Fe復(fù)合粒子制備磁流變彈性體在一定程度上提高了整體的抗氧化能力。結(jié)論與展望

3.1 結(jié)論

（1）用高倍光學(xué)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)使用復(fù)合粒子能夠改善磁流變彈性體中磁性粒子與基體間的相容性。得到磁性粒子分散良好的聚氨酯彈性體。

（2）在不同磁場強(qiáng)度下研究磁流變彈性體剪切模量與頻率的關(guān)系實驗中，用聚醚型聚氨酯為基體制備的磁流變彈性體與復(fù)合磁性粒子具有很好的相容性，提高了磁流變彈性體的磁流變效應(yīng)。

（3）濕熱老化試驗表明聚合物基體中摻雜鐵粒子會嚴(yán)重削弱其抗老化性，而使用復(fù)合磁性粒子制備的磁流變彈性體在一定程度上提高了整體的抗老化能力。3.2 展望

近年來關(guān)于如何提高磁流變彈性體性能以及磁流變彈性體材料性能分析的研究比較少。本文主要以實驗方法，從基體材料選取以及制備方法改進(jìn)的角度出發(fā)，研究如何制備高磁流變效應(yīng)、高機(jī)械性能和高耐久性能的磁流變彈性體；通過實驗對磁流變彈性體的疲勞和老化等耐久性能進(jìn)行了研究和討論；著重分析了磁流變彈性體在不同溫度環(huán)境下的性能并給出相關(guān)的力學(xué)模型；利用磁流變液和磁流變膠的特性制備出分別含有磁流變液和磁流變膠的夾雜型磁流變彈性體。

參考文獻(xiàn)

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第五篇：聚合物成型模具制造技術(shù)復(fù)習(xí)提綱

高分子專業(yè)080321班復(fù)習(xí)資料 產(chǎn)權(quán)所有，翻版必究

聚合物成型模具制造技術(shù)復(fù)習(xí)提綱

考試時間：15周周一

1模具的分類？ 工藝基準(zhǔn)的選擇對于保證加工精度，尤其是按尺寸大小分為大型、中型、小型； 保證零件之間的位置精度至關(guān)重要： 按生產(chǎn)批量分為大量、成批和單件小批量；(1)基準(zhǔn)重合原則(2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則按精度要求分為高精度、中等精度和低精(3)基準(zhǔn)對應(yīng)原則(4)基準(zhǔn)傳遞與轉(zhuǎn)換原則 度； 5工藝過程分階段的主要原因？ 按成批零件成型方法分為：沖模、塑料模、1)保證加工質(zhì)量 2)合理使用設(shè)備，發(fā)揮設(shè)備壓鑄模、鍛模、粉末冶金模、陶瓷模、橡膠模、玻璃模、鑄造模。其中塑料模又分為：壓制成型模、注射模、擠出模、吹塑模、真空模等。2模具制造的基本要求及特點？ 要求：1)制造精度高2)使用壽命長 3)制造周期短4)模具成本低 特點：(1)制造質(zhì)量要求高(2)形狀復(fù)雜(3)材料硬度高(4)單件生產(chǎn) 3模具加工方法？ ①模具的去除法加工:(1)機(jī)械加工(2)電加工：1電火花線切割2型腔電火花加工3電解加工(3)化學(xué)腐蝕加工(4)特種加工：1機(jī)械特種加工，包括磨料流動加工、噴射加工、液力加工、超聲波加工、噴水加工等；2熱特種加工包括電子束加工、電火花磨削、激光、等離子束激光等方法 ②模具的成形加工法:(1)鑄造法制模(2)塑性擠壓法制模：1熱壓印法2冷擠壓法3超塑性擠壓法 ③模具的累加法加工:(1)噴涂(2)電鍍(3)激光快速原型制造等加工工藝。1模具制造工藝過程： ①成型件、結(jié)構(gòu)件的加工 ②標(biāo)準(zhǔn)件、通用件的配購 ③模具組裝和總裝 ④試模驗收交貨 2基準(zhǔn)的概念？ 基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對象上幾何元素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面。3工藝基準(zhǔn)的分類？工序的定義？ 基準(zhǔn)按其作用不同，可分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。(1)設(shè)計基準(zhǔn)(2)工藝基準(zhǔn):工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)工件在一個工位上被加工或裝配所連續(xù)完成所有工步的那一部分工藝過程。4工藝基準(zhǔn)選擇原則？的各自特點 3)便于安排熱處理工序 4)毛坯中殘存的缺陷如暗傷、裂痕、夾質(zhì)和氣孔、砂眼及加工余量不足等可在粗加工中提前發(fā)現(xiàn)及早處理減少損失。6加工階段的劃分？ 1)粗加工階段 2)半精加工階段3)精加工階段 4)光整加工階段1數(shù)控電火花加工的工作原理？ 電火花加工又稱為放電加工，是利用工具電極和工件之間在一定工作介質(zhì)中產(chǎn)生脈沖放電的電腐蝕作用而進(jìn)行加工的一種方法，也稱電蝕加工。2 EDM的特點？ 1)可以加工難切削材料。2)EDM可以加工形狀復(fù)雜、工藝性差的零件。3)電極制造麻煩，加工效率低。4)存在電極損耗，影響質(zhì)量的因素復(fù)雜，加工穩(wěn)定性差。3 EDM中極性效應(yīng) 極性效應(yīng)的影響—正、負(fù)電極表面分別受到負(fù)電子和正離子的轟擊和瞬時熱源的作用，在兩極表面所分配到的能量不一樣，因而熔化、汽化拋出的電蝕量也就不一樣。4型腔電火花加工的工藝方法 1)單電極平動法 2)多電極更換法 3)分解電極法 4)展成法即創(chuàng)成法 5)混粉電火花大面積光澤加工（面積效應(yīng)）1快速成型工藝原理？ 在CAD造型系統(tǒng)中獲得三維CAD模型，或通過測量儀器測取實體的形狀尺寸，轉(zhuǎn)化為CAD模型→再對模型數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，沿某一方向進(jìn)行平面“分層”離散化，然后通過成形機(jī)對坯料分層成形加工，并堆積成原型 2光固化立體成形技術(shù)？ 1)，能制造尺寸精度可達(dá)±0.1mm的精細(xì)零

件。2)成型過程自動化程度高。3)表面質(zhì)量好4)可直接制造塑料件，產(chǎn)品可為透明體。5)可制作結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜及面向熔模精密鑄造的具有中空結(jié)構(gòu)的消失型。3 疊層制造工藝？

疊層實體制造技術(shù)先將單面涂有熱熔膠的膠紙帶通過熱輥加熱加壓，與先前已形成的實體粘結(jié)（層合）在一起，此時，位于其上方的激光器按照分層CAD模型所獲得的數(shù)據(jù)，將一層紙切割成所制零件的內(nèi)外輪廓，輪廓以外不需要的區(qū)域，則用激光切割成小方塊（廢料），該層切割完后，工作臺下降一個紙厚的高度，新的一層紙再平鋪在剛成形的面上，通過熱壓裝置將它與下面已切割層粘合在一起，激光束再次切割。最后形成由許多小廢料包圍的三維原型零件，取出原型，將多余的廢料塊剔除，就可獲得三維產(chǎn)品。

4選擇性激光燒結(jié)技術(shù)？

選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（Selective Laser Sintering, SLS）采用CO2激光器對粉末材料（塑料粉、陶瓷與粘結(jié)劑的混合粉、金屬與粘結(jié)劑的混合粉等）進(jìn)行選擇性燒結(jié)，是一種由離散點一層層堆積成三維實體的方法。

5熔絲沉積成形工藝？

熔融沉積成形(Fused Deposition Modeling, FDM)是一種不依靠激光作為成形能源，而將各種絲材加熱熔化的成形方法。6硅橡膠模的特點？制模工藝？

特點：以原型為樣件，采用硫化的有機(jī)硅橡膠澆注，直接制造硅橡膠模具，由于硅橡膠具有良好的柔性和彈性，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、花紋精細(xì)、無拔模斜度的甚至有倒拔模斜度、以及具有深凹槽的零件來說，制品成形后順利脫模。另外，硅橡膠模具有良好的仿真性、強(qiáng)度和極低的收縮率，能經(jīng)受重復(fù)使用和粗劣操作。

工藝：①制造原型，對其表面進(jìn)行處理；②在成形機(jī)中固定放置原型，模框，在原型表面涂脫模劑；③將硅橡膠混合體放置在抽真空裝置中，抽去其中的氣泡，澆注進(jìn)模框；④在硅橡膠固化后，沿分型面切開硅橡膠，取出原型，即得硅橡膠模具。7電弧噴涂快速制模工藝？

將兩根帶電的制模專用金屬絲通過導(dǎo)管不

斷向前輸送，金屬絲在噴槍前相交形成電弧，金屬絲經(jīng)電弧熔化，在壓縮空氣作用下，將熔化的金屬霧化成金屬微粒，并以一定速度噴到樣模表面，一層一層地相互疊加堆積而形成高密度、高結(jié)合強(qiáng)度的金屬噴涂層，即模具型腔的殼體（或?qū)嶓w）。這層殼體的內(nèi)壁形狀與樣模表面一致，從而形成了所需的模具型腔。殼體與其他基體材料填充加固，結(jié)合成一整體，再配以其他部件，即組成一副完整的模具。8電鑄模具原理與特點？

原理：與電鍍相同，在母模表面通過電鑄獲得適當(dāng)厚度的金屬沉積層，然后將這層金屬沉積層從母模上分離下來，形成所需型腔或形面的加工方法。材料有電鑄鎳、電鑄銅、電鑄鐵三種。

特點：1)電鑄型腔與母模的尺寸誤差小（復(fù)制性好），只有幾微米，表面粗糙度二者相當(dāng)；2)把難以加工或不可能直接加工的內(nèi)形（如斜齒輪模具型腔）轉(zhuǎn)化為電鑄母模的外形加工，降低了加工難度；3)可直接用制品作母模來制造型腔，也可用電鑄方法復(fù)制出已有的模具型腔，減少了很多工藝環(huán)節(jié)，提高了效率；4)電鑄獲得的型腔或電極可滿足使用性能，一般不需修整；5)電鑄時減少沉積速度緩慢，周期長，電鑄鎳一般一周；6)電鑄層厚度較薄（一般為4~8mm），不易均勻，較大內(nèi)應(yīng)力，大型電鑄件的變形顯著，且不能承受大的沖擊載荷。9環(huán)氧樹脂模具？

結(jié)構(gòu)與普通注射模相同，只是型腔部位采用環(huán)氧樹脂，壽命約4000~5000次，因為其本身承受不了注射中的反復(fù)開合模和注射壓力的沖擊，必須有金屬框架作為背襯。高速加工定義？

定義：高速加工主要指高速切削加工，是使用超硬材料刀具，在高轉(zhuǎn)速、高進(jìn)給速度下提高加工速度和加工質(zhì)量的現(xiàn)代加工技術(shù)。2超聲加工的特點？在模具制造中的應(yīng)用？ 特點：1)適于加工硬脆材料，但加工效率低。

2)機(jī)床結(jié)構(gòu)比較簡單，工具可用較軟的材料，易加工成復(fù)雜的形狀，工具與工件之間不需要作比較復(fù)雜的運(yùn)動。

3)可用加工薄壁、窄縫、低剛度工件；表面粗糙度較好。

應(yīng)用：1)超聲型孔、型腔等加工 也可用于切割加工；2)超聲拋光 3)超聲清洗

3激光加工的特點？在模具制造中的應(yīng)用？ 特點：

1)不需要加工工具，很適于自動化連續(xù)加工，2)能量密度大，幾乎可加工任何材料3)加工速度快、效率高，熱影響區(qū)域小4)適于加工深而小的空隙和窄縫5)可用透過光學(xué)透明材料對工件加工，特別適于有特殊環(huán)境要求的工件6)不需要真空和X射線進(jìn)行防護(hù)

應(yīng)用：1)LOM2)RT3)表面強(qiáng)化與修復(fù)（見后面章節(jié)）4)其他如激光涂覆、激光堆焊、切割、打孔、標(biāo)記等注射模具成型尺寸的制造公差要求？ 一般模具是制品尺寸公差的1/3~1/5，高精度模具是制品尺寸公差的1/8~1/10 2 試模過程？

料筒清理→注射量計量→工藝參數(shù)調(diào)整→試模數(shù)據(jù)的記錄注射模成型件、結(jié)構(gòu)間之間的配合公差要求？

1)緊固部分的配合精度一般選用H7/k6或H7/m6；2)滑動部分的配合精度一般選H7/e6或H7/f7或H7/g6三種

4注射模具成型零件可用哪些加工方法進(jìn)行加工？

①普通機(jī)床：車、銑、刨、磨、鉆、鏜等②專用機(jī)床加工：各種數(shù)控機(jī)床加工、仿形機(jī)床加工等③電火花、線切割加工④快速成形技術(shù)加工⑤超聲波、電解成型、化學(xué)加工、激光、高壓水射流等特種加工。5 注射模具的裝配方法有哪些？

1)互換裝配法2)分組裝配法3)調(diào)整法4)修配法注射模具裝配基準(zhǔn)的選擇？ 1)以型腔、型芯為裝配基準(zhǔn)，稱為第一基準(zhǔn)。2)以模具動、定模板（A、B板）兩個互相垂直的側(cè)面為基準(zhǔn)稱為第二基準(zhǔn)。7 注射模具試模目的？

目的：1)驗證模具結(jié)構(gòu)是否正確、可靠2)使用性能是否良好、穩(wěn)定3)所成型制品是否合格4)連續(xù)生產(chǎn)一千件的廢品率5)給制品的正式生產(chǎn)找出最佳工藝參數(shù) 1 塑料模具材料包括哪些？

模具材料包括鋼、鑄鐵、硬質(zhì)合金、有色金屬等金屬材料，以及陶瓷、石膏、環(huán)氧樹脂、木材等非金屬材料。其中，金屬材料由于具有力學(xué)性能方面的優(yōu)勢而占據(jù)主導(dǎo)地位，而鋼為最主要材料。

2模具材料的基本性能要求？

(1)使用性能—材料在工作條件下表現(xiàn)出來的性能：1)機(jī)械負(fù)荷方面 硬度、強(qiáng)度、韌性2)熱負(fù)荷 高溫強(qiáng)度、耐熱疲勞性、熱穩(wěn)定性3)表面負(fù)荷 耐磨性、抗氧化性、耐蝕性

(2)工藝性能—采用某種工藝方法加工金屬材料的難易程度：1)鑄造性能2)鍛造性能3)焊接性能4)切削加工性能5)化學(xué)蝕刻性能6)熱處理性能

3模具的熱處理的分類？

金屬材料的熱處理可分為：普通熱處理、表面熱處理、特殊熱處理。

4表面處理技術(shù)包括哪幾方面？

電鍍與化學(xué)鍍技術(shù)（電化學(xué)加工技術(shù)）2）激光表面處理技術(shù)3）氣相沉積技術(shù)4）TD處理技術(shù)5）離子注入技術(shù)6）電子束加工7）等離子體加工 1模具的驗收項目

1)模具的外觀檢查2)模具的尺寸檢查3)試模后的制品檢查4)模具穩(wěn)定性檢查5)模具材料和熱處理檢查6)模具動作的檢查