第一篇：高分子材料加工工程
高分子材料加工工程专业外语考试资料
1. Material
• polyethylene 聚乙烯,polypropylene 聚丙烯,
polyamide (聚酰胺)尼龙,polyester 聚酯
• polystyrene 聚丙烯,polycarbonate 聚碳酸酯,
polyvinyl chloride 聚氯乙烯,
polymethyl methacrylate (PMMA)有机玻璃聚甲基丙烯酸甲酯
• synthesis 合成,polymerization 聚合,catalyst 催化剂,chemical reactivity 化学反应性,monomer 单体单体结构
• thermoplastic 热塑性塑料,thermoset热固性塑料,elastomer 弹性体
2. Structure
• double bond 双键,repeat unit 重复单元,conformation 构象, configuration构型pendant group 侧基,
branch chain 支链,coil 线团
• number average molecular weight 数均分子量
• intermolecular attraction 分子间的吸引力,
hydrogen bonding 氢键,entanglement 纠缠、纠结,orientation 取向• amorphous 非晶,crystalline 晶区,crosslinked交联的• nucleation 成核,folded chain model 折叠连模型,sphereulite 球晶• blend 混合,composite 复合,morphology 形态 ,Composition 组成,component组分,matrix phase聚集相• Infrared spectroscopy 红外吸收光谱法
• differential scanning calorimetry 差示扫描量热法
• X-ray diffraction X射线衍射
3. Property
• glass transition temperature 玻璃化转变温度,
melting point 熔点,decomposition 分解,degradation 降解,thermal stability热稳定性 ,coefficient of thermal expansion 热膨胀系数 • impact toughness 冲击韧性,tensile strength 抗张强度,
reinforcement 强化,melt index 熔融指数
• modulus 模数,stress-strain curve 应力-应变曲线,
elongation at break 断裂伸长率,deformation 变形
• creep 蠕变,stress relaxation 应力松弛,annealing 退火 • shear-thinning / thickening 剪切稀释/增稠
• pseudoplastic 假塑性体,viscoelasticity 粘弹性
4. Processing
• twin-screw extruders 双螺杆挤出机
• injection molding 注塑
• die 冲模,mold 模,cavity 型腔• processing aids / additives 加工助剂,filler 填料 • melt,熔融plasticizing 塑化,solidify 固化
• Because of the close connection between the terms resins, plastics, and polymers, they are sometimes used interchangeably, although correctly used there are differences. To summarize, polymers are any material made up of molecular chains; plastics are synthetic, long-chain polymers that can be or have been shaped; and resins are solids or liquids that are subsequently shaped into a plastic part.
因为树脂、塑料、和聚合物这些术语之间密切的联系,它们有时可以互换使用,虽然准确地使用有差异。总之,聚合物是由分子链构成的物质,塑料是合成的,长链的可以成形的聚合物,而树脂是以后可以形成一个塑料零件的固体或液体高聚物。
• The complexity in polymers arises because solid polymeric materials can exist, in two very distinct types of structure. In one type, the polymermoleculesarerandomlycoiledabouteachotherwith entanglement. This structure type is called amorphous. In the second type, the polymer molecules can pack together into regular, repeating structural patterns. These regularly packed regions are called crystals or crystalline regions.
在聚合物的复杂性的产生是因为固体聚合物材料可以存在于两个非常不同的类型的结构中。在一个类型的结构中,聚合物分子随机盘绕互相纠缠，这种结构类型被称为非晶。在第二个类型的结构中、聚合物分子可以折叠成常规,重复的结构模式，这些结构区域经常被称为晶体或晶区。
• The most important (but not the only) feature of a polymer that determines whether it will be amorphous or crystalline is the shape of the polymer repeat unit. If the repeat unit is complex, especially with large pendant groups, the polymer cannot pack tightly together and will be amorphous.Some of the most common amorphous polymersarepolystyrene,acrylic,polycarbonate,andmost copolymers.•最重要的(但不是唯一的)决定一种聚合物是否是非晶态或晶态的一个重要特征是聚合物重复单位的形状。如果重复单位是复杂的,尤其是有大侧基,聚合物不能紧紧的折叠在一起,即是非晶态。一些最常见的非晶态高分子聚合物有聚苯乙烯、丙烯、聚碳酸酯和大多数共聚物。
• In addition to these structural factors, the crystallinity of polymers also depends upon molding or processing conditions. Crystallization in polymers takes time to occur. Therefore, factors such as cooling rate can have strong influences on the amount of the material that crystallizes, since below certain temperatures there is not sufficient molecular motion to allow the molecules to rearrange into a close packing configuration.
除了这些结构性的本质因素之外，聚合物的结晶度还取决于成型或加工条件。聚合物的结晶需要时间。因此,冷却速率等因素可以对材料的结晶度产生很大影响影响,因为在一定的温度以下分子运动将减小到不足以使分子链重新排列一个紧密的折叠晶体构型。
• Most polymer materials have some characteristics that are similar to viscous liquids and some that are similar to elastic solids. These materialsarethereforeknownasviscoelastic.Viscoelastic materialscanbeeitherliquidorsolid,althoughthedistinction between liquids and solids in these materials is not a clear one. Thetimedependenceofviscoelasticmaterialsisanimportant consideration that significantly affects their behavior. Most polymer viscoelastic liquids exhibit shear-thinning, and many are thixotropic.
大多数聚合物材料有一些特征,既类似于粘性液体又跟弹性固体相似。因此这些材料的这种性质被称为粘弹性。粘弹性材料可以是液体或固体,尽管液体和固体的区别在这些材料中并不明确。这些粘弹性材料的时间依赖性的是一个重要的考虑因素,很大程度上影响材料的性质。大多数聚合物粘弹性液体表现剪切稀释特性,而且许多是触变。
• The viscous nature of a polymer solid can be associated with long-range movements. The viscous material will move more freely than an elastic solid when a force is imposed, and all the energy input intothematerialmaynotbereturnedbecauseofpermanent deformations or the creation of internal heating. The long-range movements require moreenergyto activate than do the short-range movements. Hence, above a certain level of internal energy, the behavior of the material will more likely be dominated by long-range movements, and below this characteristic energy level, the material will exhibit only short-range movements.
聚合物固体的粘性与协同运动有关。当施加力的时候粘性材料将比弹性固体材料运动的更加自由,所有输入材料的能量将不能返回来全部被吸收，用于使粘性材料产生永久变形或产生内能的增加。协同运动比短程运
动需要更多的能量来激发。因此,超过一定水平的内部能量，材料的行为将更倾向于分子链的协同动作,低于这一特定能级,材料会只展出分子内琏段的短程运动。
• The molecular interpretation of elastic and plastic behavior is that in the elastic region the strain results from recoverable movement-stretching out of the twisted molecules in the amorphous regions and minor deformations in the crystalline regions. At the yield point, nonrecoverablemovementsbeginthatresultinpermanent deformation. Some of the most common are disentanglement of the molecules, slip of one molecule past another in a way that the slipcouldnotberecovered,slipalongacrystalplane,and formation of a crack.
弹性和塑性行为的分子水平的解释就是，在弹性区，应变来自于在非晶区和小变形的结晶区的分子的可恢复的伸展和扭曲。在屈服点,不可恢复的运动开始,导致永久变形。最常见有分子解缠,不可恢复的分子间滑动，沿晶面滑移,形成一个裂缝。
• High molecular weight favors high toughness. This results from the combination of higher strength and better sharing of the impact force along the polymer chain by causing more atoms to rotate, vibrate,andstretchtoabsorbtheenergyoftheimpact. Crystallinity gives higher strength but lower toughness unless the nature of the backbone changes. Crosslinking of a brittle polymer willusuallydecreasetoughnessbecauseoftheincreased limitationofmotionwithinthepolymermasscausedbythe intermolecular bonds.
高分子量与高韧性城正比。这个是由高强度的分子间结合，和通过沿着聚合物链引起更多的原子旋转,震动,并延伸来吸收能量吸收冲击的能量，以更好的分担冲击力导致的。结晶度可以导致高强度同时降低韧性，除非分子链的主链改变。脆性聚合物的交联通常会降低韧性，因为分子间键会增加聚合物运动的限制。
• The differences between the commodity thermoplastics arise from the differences caused by the substitution of one functional group (atom)onthecarbon-carbondoublebond.Oneofthemost important effects is steric, that is, the consequences of differences in the size of the functional groups. When the functional groups are small(suchashydrogen),littlesterichindrance(interference becauseofsize)isencountered.Withoutsterichindrancethe polymers are relatively free to rotate, bend, and pack together.
不同商品热塑性塑料之间的差异是由碳碳双键上的取代基官能团(原子)导致的。其中最重要的影响是空间,即不同取代基大小的差异导致。当官能团很小(比如氢),遭到的是小位阻(干扰因为大小)。如果没有位阻，聚合物会相对自由旋转,弯曲,并且混合在一起。
• Themajorityofengineeringthermoplasticsaresimilarinmany respects.Theyaregenerallystrongandhave,ahighuse temperature, good impact strength, good dimensional stability over awiderangeoftemperatures,generallygoodresistanceto environmental conditions, and are much more moldable than the metal,ceramic,orwoodpartsthattheyoftenreplace.Most engineering resins can also be made into fibers, films, and coatings, which is beyond the capability of most metals.
大部分的工程热塑性塑料在许多方面是相似的。他们通常具有高的强度,使用温度,良好的冲击强度、在很宽的温度范围内良好的尺寸稳定性,较好的耐环境条件的性质,比它们所经常替代的金属、陶瓷、或木制品可塑性好得多。大多数工程树脂也可以被制成纤维,胶片,和涂料,这超出了大部分金属的性能。
• In addition to the shaping of parts, extrusion is the most efficient and widely used method for melting plastic resin as part of the process of adding or mixing fillers, colorants, and other additives into the molten plastic. Extrusion can be used to shape the part directly after this mixing or an extruder can be used as the melting device that is coupled with other shaping processes. When used for direct shaping, a shaping device or tool is placed directly on the end of the extrusion machine (extruder) and the process is called extrusion molding.
除了铸塑零件以外,挤出成型是最有效的和广泛使用的把塑料树脂制成零件的方法,在融化过程要中添加或混合填料、着色剂、和其它添加剂到熔融塑料。挤出成型可以在混合后直接成型零件，或挤出机可以用作熔化装置,再加上其他成形过程。当用于直接成型,成形设备或工具是直接放在挤出机最后面的,这个过程叫做挤压成型。
• In normal plastics extrusion, plastics granules or pellets and any othermaterialstobemixed
withthemarefedintoahopper attached to the extrusion machine. From the hopper the material falls through feed throat onto the extrusion screw. This screw, which turns inside the extruder barrel, conveys the plastic forward into a heated region where the combination of external heating and heating from friction melts the plastic. The screw moves the molten plastic forward until it exits through a hole in the end of the extruder barrel.
在正常的塑料挤出成型中，塑料颗粒或球和其他材料混合着被送入一个附加到挤压机上的漏斗中。通过漏斗材料从下料口落入挤出螺杆。这个螺杆在挤出机管道内旋转,将塑料向前传送到加热区，在这个区域外部加热和摩擦生热结合起来将塑料熔化。螺杆将熔融塑料向前传动,直到它从挤出管道最后面一个洞中被挤出。 • The extruder screw has several important functions to perform such as(1)conveyingtheresinthroughtheextruder,(2)imparting mechanicalenergyaspartofthemeltingprocess,
(3)mixing ingredients together, (4) building pressure in the extruder so that the resin will be pushed through the die. One majordevelopment in screw design is the creation of twin-screw extruders, in which two screwsoperatetogethertoachieveuniqueperformance characteristics.
挤出机螺杆有几个重要的功能要执行，比如(1)输送树脂通过挤出机、(2)提供熔化过程能量的一部分-机械能,(3)将配料混合在一起,(4)在挤出机中制造压力,以便推动树脂通过模具。在螺杆设计上一个主要的发展是创造双螺杆挤出机,两个螺杆一起运作实现独特的性能特征。
• In contrast to the extrusion process, which makes continuous parts of constant cross section, injection molding makes discrete parts that can have complex and variable cross sections as well as a range of surface textures and characteristics. The wide variety in the types of parts that can be made by injection molding is a key reason that more injection molding machines are used for plastics processing than any other type of molding equipment. Almost all thermoplastics and some thermosets can be injection molded, thus adding to the flexibility of the process.
与能形成连续零件和稳定截面的挤出成型相比,注塑成型使独立的零件,可以有复杂多变的截面以及一系列的表面纹理和特点。通过注射成型可以制造各种各样的类型的零件，是注塑机器比任何其他类型的成型设备更多的用于塑料加工一个关键的原因。几乎所有的热塑性塑料、一部分热固性塑料可以通过注塑成型,这样就使加工的灵活性大大增加。
• Anotherimportantreasonforthepopularityofinjection molding is that parts are highly repeatable; that is, the parts can be made with very little part-to-part variation. Furthermore, injection molding is highly automatable with little postmolding finishing required in most parts and high output rates, so labor costs can be only a small portion of the part cost.
注射成型大受欢迎的另一个重要的原因是,加工的零件是高度可重复的;也就是说,制造的零件零件间的变差可以很小。此外,注射成型是高度可自动化的，只需要很少的大部分零件所需的后成型加工，并且有很高的产出率,所以劳动力成本可以可以只占零件成本的一小部分。
• In injection molding, a plastic is melted and then forced into the cavity of a closed mold, which gives shape to the plastic. After sufficient time for the plastic part to solidify (usually by cooling), the mold is opened and the part is removed.
在注塑成型中，塑料被融化,然后被强行注入使塑料成型的封闭的模具的型腔,。经过充分的时间使塑料零件凝固(通常通过冷却),模具打开和零件取出。
• 聚合物可以分为天然聚合物和合成聚合物。
The polymers can be further divided into natural polymers and synthetic polymers.
• 大分子链的长度是决定大分子间相互作用的本质的关键因素。
The length of Macromolecular chain is the key factor to decide the intermolecular attraction between macromoleculars.
• 常常称为通用塑料的树脂有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及这些基础树脂的各种改性产品。Some of the most commonplastics are polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride (PVC) and polystyrene and all kinds of modified products of these basic resin.
• 材料吸收能量而不断裂的能力称为韧性。
The property ofMaterials that absord energy without fracture called toughness.
• 蠕变是材料在静载荷下的逐渐变形。
The creep is that materials gradually deformation with static load. • 许多塑料材料的强度和模量能通过添加增强材料而获得提高。
Many plastic material can improve their strength and modulusby adding reinforcing materials.• 工程塑料通常具有高的强度、使用温度、良好的冲击强度和很宽温度范围内良好的尺寸稳定性。
Engineering plastics aregenerallystrongandhave,ahighuse temperature, good impact strength, good dimensional stability over awiderangeoftemperatures.• 聚合物的加工温度就是聚合物能方便的进行模塑成型的温度。
Polymer processing temperature is a certain temperature at which polymer can bemolding
conveniently.
• 典型的塑料成型方法包括挤出模塑、注射模塑、压缩模塑、压延成型等。
The typical plastic molding methods includes extrusion molding, injection molding, compression molding, calendaring an so on..
• 挤出生产线的主要部分包括挤出机、口模、冷却系统、牵引装置等。
Main part extrusion production lineincludes extrusion machine, die, cooling system, traction device, and so on.
• 注射成型设备分为三个主要的功能段：注射单元、模具、合模系统。 The injection molding equipment can be divided into three main function section: injection unit, mold, closing system.
• 决定注射成型制件成本的主要因素包括材料种类、模具成本、模塑周期等。
The main factors of injection molding product cost includes material types, mould cost, molding cycle, etc.
第二篇：高分子材料成型加工
第一章
1. 高分子材料的定义
以高分子材料为主要组分的材料
2. 高分子材料成型加工的定义
高分子材料是通过成型加工工艺得到具有实用性的材料或制品过程的工程技术
3. 高分子材料工程特征的含义
高分子材料制品的性能既与材料本身的性质有关，有很大程度上受成型加工过程所产生的附加性质的影响
第三章
2. 热稳定剂是一类能够防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂
分类： 铅盐类稳定剂，有机锡类稳定剂，有机锑类稳定剂，有机辅助稳定剂，复合稳定剂，稀土类稳定剂
用于食品： 有机锡类稳定剂，复合稳定剂，稀土类稳定剂
3. Pvc塑料
因为PVC是一种极现在高温下的加工成型。
??/、?性高分子，分子间的作用力很强，导致加工温度超过其分解温度，只有加入热稳定剂才能实
4. 抗氧剂是指可抑制或延缓高分子材料自动氧化速度，延长其使用寿命的物质。
抗臭氧剂是指可以阻止或延缓高分子材料发生臭氧破坏的化学物质。
不同：抗氧剂是抑制扩散到制品内部的氧，而抗臭氧只是在制品表面上发挥作用。
5. 光稳定剂是可有效地抑制光致降解物理和化学过程的一类添加剂。
?/、?/ 8. 润滑剂是降低熔体与加工机械或成型模具之间以及熔体内部相互直接按的摩擦和黏附，改善加工流动性，提高生产能力和制品外观质量的一类添加剂。
因为其可以调节PVC树脂熔化速率和降低熔体黏度 9. ???
10. 硫化促进剂：提高硫化速度，缩短硫化时间，降低硫化温度，减少了硫化剂用量，提高或改善硫化胶物理机械性能
硫化活性剂：提高胶料中硫化促进剂的活性，减少硫化促进剂的用量，缩短硫化时间 防焦剂：少量加入即可防止或延迟胶料在加工和贮存时产生焦烧 12. 着色剂，发泡剂，阻燃剂，抗静电剂，偶联剂，防霉剂
第四章
1. 高分子材料制品设计中，成型加工方法选择的依据是什么?
制品形状，产品尺寸，材料特征，公差精度，加工成本
2. ?? 3. ?? 4. 高分子材料进行配方设计的一般原则和依据各是什么?
制品的性能要求：抓住主要矛盾，用其所长，避其所短，必要时可共混或复合改性
成型加工性能的要求：各种成型加工方法的工艺和设备各有其特点，对材料的要求也不同，故需充分考虑。
原材料的要求：材料的主体成分-高分子化合物决定了材料的基本性能，添加剂对材料及其制品的性能有很大的影响
产品的经济成本要求：在满足使用性能的前提下，选用质量稳定可靠，价格低的原材料，调节配方，尽可能的减少成本
5. 配方有哪几种表示方法?各有何作用?相互关系是什么?
以质量份数表示的配方：以高分子化合物为100份，计量容易，应用广泛，适于工业生产
以质量百分数表示的配方：以混合料为100份，计算原材料消耗，定额指标等方便，便于财务的成本核算及定价
以体积百分数表示的配方：以混合体积为100份，便于计算体积成本及原材料仓储体积
生产配方：生产中实际使用的配方表示形式，便于直接计算，符合生产实际
相互关系：?/?、???
第六章
1.物料的混合有哪三种基本运动形式?聚合物成型时熔融物料的混合以哪一种运动形式为主?为什么?
答：混合涉及到三种扩散的基本运动形式，即分子扩散、涡流扩散和体积扩散。
体积扩散，即对流混合。是指流体质点、液滴或固体粒子由系统的一个空间位臵向另一空间位臵的运动，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。在聚合物加工中，这种混合占支配地位。
2.什么是“非分散混合”，什么是“分散混合”， 两者各主要通过何种物料运动和混合操作来实现? 答：非分散混合。在混合中仅增加粒子在混合物中分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程称为非分散混合或简单混合。
这种混合的运动基本形式是通过对流来实现的，可通过包括塞形流动和不需要物料连续变形的简单体积排列和臵换来达到。
分散混合。是指在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值，同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。分散混合的目的是把少数组分的固体颗粒和液满分散开来，成为最终粒子或允许的更小颗粒或液滴，并均匀地分布到多组分中，这就涉及少组分在变形粘性流体中的破裂问题，这是靠强迫混合物通过窄间隙而形成的高剪切区来完成的。
3. 为什么在评定固体物料的混合状态时不仅要比较取样中各组分的比率与总体比率的差异大小，而且还要考察混合料的分散程度? 答：衡量混合效果需从物料的均匀程度和组分的分散程度两方面来考虑。均匀程度指混入物所占物料的比率与理论或总体比率的差异。但就是相同比率的混合情况也是十分复杂的。在取样分析组成时，若一次抽取的试样的量足够多，或者，一次取样量虽不多，但取样的次数足够多，虽然每次抽取的试样分析结果有所出入，但(取多个试样分析结果的平均值时，) 仍可得出混合情况相同的结论。然而从混合料中各组分的分散程度来看，则可能相差甚远。因此，在判定物料的混合状态时，还必须考虑各组分的分散程度。
4. 温度对生胶塑炼有何影响?为什么天然橡胶在110℃时塑炼效果最差? 答：低温下，氧和橡胶大分子的直接引发氧化作用很小，但是低温橡胶的粘度很高，机械剪切作用力大大提高，橡胶大分子链在机械力作用下的断裂破坏是主要的，其断裂生成的大分子游离基立即与周围的空气中的氧相结合，生成分子量较小的稳定大分子，自由基活性得到终止。高温时，氧和橡胶大分子的化学活泼性大大提高，氧可以直接引发大分子发生氧化裂解反应，随着温度的升高反应速度急剧加大，所以机械塑炼效果也随之加大。当天然橡胶在110摄氏度的时候，它的机械力作用是最小的时候，氧化裂解的作用也是最小的时候。 5.天然橡胶的低温机械塑炼的目的及其原理与聚氯乙烯塑料中添加邻苯二甲酸二丁酯的目的及其原理有何异同?
答：天然橡胶的低温机械塑炼的目的是提高天然橡胶的可塑性，便于配合剂在基体中的均匀分布，也有利于后续的成型加工;原理是在主要在机械力的作用下，使大分子链发生断链。
聚氯乙烯塑料中添加邻苯二甲酸二丁酯的目的是为了降低大分子链之间的作用下，提高链段的运动能力，使得玻璃化温度降低，最终制品的韧性增强，柔性增大。
6.何谓橡胶的混炼?用开炼机混炼时三阶段及配合剂的加入次序? 答：混炼就是将各种配合剂与可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶在机械作用下混合均匀，制成混炼胶的过程。 开炼机混炼经历包辊、吃粉、翻捣三个阶段。
配合剂加入顺序是混炼主要的工艺条件，为了能在较短的混炼时间里得到质量良好的混炼胶，应根据配合剂的作用、用量及其混炼特性来合理安排加入顺序。一般原则是;难分散的、量少的先加;易分散的、量多的后加;硫化剂和促进剂分开加，以免混在一起加入时因局部温度过高而使胶料焦烧;硫黄最后加。所以通常配合剂加入顺序为： 生胶一固体软化剂—促进剂、活性剂、防老剂一补强剂、填充剂一液体软化剂—硫黄及超促进剂。
7.何谓胶料混炼过程中产生的结合橡胶?
答：生胶在塑炼时橡胶大分子断链生成自由基，这种情况在混炼时同样会发生。在混炼过程中，橡胶分子断链生成大分子自由基可以与炭黑粒子表面的活性部位结合，也可以与发黑聚集体在混炼时被搓开所产生的具有较高活性的新生面结合，或者已与炭黑结合的橡胶又通过缠结或交联结合更多的橡胶，形成一种不溶于橡胶溶剂的产物--结合橡胶。
8. 区分“简单组分高分子材料”和“复杂组分高分子材料”，并请各举2-3例
答：简单组分高分子材料：主要由高聚物组成(含量很高，可达95%以上)，加入少量(或不加入)抗氧剂、润滑剂、着色剂等添加剂。如： PE、PP、PTFE。
复杂组分高分子材料：复杂组分塑料则是由合成树脂与多种起不同作用的配合剂组成，如填充剂、增塑剂、稳定剂等组成。如：PF、SPVC 9.成型用的塑料形态有哪几种?各种形态的塑料有什么不同的特点?它们的应用情况如何?
答：热塑性塑料：热塑性塑料分子结构都是线型结构，在受热时发生软化或熔化，可塑制成一定的形状，冷却后又变硬。在受热到一定程度又重新软化，冷却后又变硬，这种过程能够反复进行多次。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。塑性塑料成型过程简单，能够连续化生产，并且具有相当高的机械强度，因此发展很快。
热固性塑料：热固性塑料的分子结构是体型结构，在受热时也发生软化，可以塑制成一定的形态，但是受热到一定程度或加入少量固化剂后，就硬化定型，再加热也不会变软和改变形态了。热固性塑料加工成型后，受热不再软化，因此不能回收再用，如酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂等都是属于此类塑料。热固性塑料成型工艺过程比较复杂，所以连续生产有一定的困难，但其耐热性好、不容易变形，而且价格比较低廉。
工程塑料：工程塑料是可作为工程结构材料和代替金属制造机器零部件等的塑料。例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS树脂、聚四氟乙烯、聚酯、聚砜聚酰亚胺等。工程塑料具有密度小、化学稳定性高、机械性能良好、电绝缘性优越、加工成型容易等特点，广泛应用于汽车、电器、化工、机械、仪器、仪表等工业，也应用于宇宙航行、火箭、导弹等方面。
通用塑料：是指产量大、价格低、应用范围广的塑料，主要包括聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品种。人们日常生活中使用的许多制品都是由这些通用塑料制成。 10.什么叫塑料的混合和塑化，其主要区别在哪里?
答：这是物料的初混合，是一种简单混合，是在树脂的流动温度以下和较低剪切作用下进行的，在这一混合过程中，只是增加各组分微粒空间的无规则排列程度，而不减小粒子的尺寸。一般是一个间歇操作过程。
塑化物料在初混合基础上的再混合过程，是在高于树脂流动温度和较强剪切作用下进行的。塑化的目的是使物料在温度和剪切力的作用下熔融，获得剪切混合的作用，驱出其中的水分和挥发物，使各组分的分散更趋均匀，得到具有一定可塑性的均匀物料。 11.哪些机械通常用于塑料的初混合?哪些机械用于塑炼? 答：初混合：在大批量生产时，较多使用高速混合机，其适用于固态混合和固液混合。S型和Z型捏合机主要适用于固态和液态混合，对物料有较强的撕捏作用，另外还有转鼓式混合机和螺带式混合机。 塑化常用的设备主要是开放式塑炼机、密炼机和挤出机。 12. 塑料的塑化与橡胶的塑炼二者的目的和原理有何异同?
答：：塑化：再混合，是高一级的混合。在高于流动温度(Tf或Tm)和较强烈的剪切速率下进行。混合后，塑料各组份的物理和化学性质有所变化。其目的是使物料在一定温度和剪切力下熔融，驱出其中的水份和挥发物。使各组份的分散更趋均匀，得到具有一定可塑性的均匀物料。
塑炼：使生胶由强韧的弹性转变为柔软的便于加工的塑性状态的过程。目的是使生胶获得一定的可塑性，使之适合于混炼、压延、压出、 成型等工艺操作;使生胶的可塑性均匀化，以便得到质量均匀的胶料。(目的是降低弹性，增加可塑性，获得流动性;混炼时配合剂易于分散均匀，便于操作;使生胶分子量分布变窄，胶料质量均匀一致。)
13. 什么是“生胶的塑炼”，什么是“塑料的塑炼”，为什么要分别对生胶和塑料进行塑炼?两者分别可采取哪些措施，提高塑炼效果? 答：生胶的塑炼：使生胶由强韧的弹性转变为柔软的便于加工的塑性状态的过程。目的是使生胶获得一定的可塑性，使之适合于混炼、压延、压出、成型等工艺操作;使生胶的可塑性均匀化，以便得到质量均匀的胶料。(目的是降低弹性，增加可塑性，获得流动性;混炼时配合剂易于分散均匀，便于操作;使生胶分子量分布变窄，胶料质量均匀一致。)
塑料的塑炼：再混合，是高一级的混合。在高于流动温度(Tf或Tm)和较强烈的剪切速率下进行。混合后塑料各组份的物理和化学性质有所变化。其目的是使物料在一定温度和剪切力下熔融，驱出其中的水份和挥发物。使各组份的分散更趋均匀，得到具有一定可塑性的均匀物料。
14. 聚氯乙烯粒状塑料与酚醛压塑粉在配臵过程中的塑化工序、目的、作用原理有何不同?
答：聚氯乙烯粒状塑料：通过双键聚合而成，经过筛选、配料、混合、塑化成粒状。
酚醛压塑粉：过滤、配料、混合、塑化的粉状塑料。 目的：都是为了得到制品成型前的物料。
原理：使用的机械不同，他们的自身的物理化学性质不同，致使他们得到的物料不同。
15、何谓塑料溶液和溶胶塑料?
答：塑料溶液的主要组成是作为溶质的合成树脂及各种配合剂和作为溶剂的有机溶剂。溶剂的作用是为了分散溶解树脂，使得到的塑料溶液获得流动性。溶剂对制品是没有作用的，只是为了加工而加入的一种助剂，在成型过程中必须予以排出。
溶胶塑料又称糊塑料，是固体树脂稳定地悬浮在非水液体介质中形成的分散体(悬浮体)。在溶胶塑料中氯乙烯聚合物或共聚物应用最广，通常称聚氯乙烯糊。
溶胶塑料中的非水液体主要是在室温下对树脂溶剂化作用很小而在高温下又很易增塑树脂的增塑剂或溶剂，是分散剂。有时还可加入非溶剂性的稀释剂，甚至有些加入热因性树脂或其单体。除此之外，溶胶塑料还因不同的要求加入胶凝剂、填充剂、表面活性剂、稳定剂、着色剂等各种配合剂，因此，溶液塑料的组成是比较复杂的，其在室温下是非牛顿液体，具有一定流动性。 16.简述聚合物共混的目的及原则
答：1.利用各聚合物组分的性能，取长补短，消除各单一聚合物组分性能的缺点，保持各自的优点，得到综合性能优异的聚合物材料。 2. 少量的某一聚合物作为另一个聚合物的改性剂，获得显著的改性效果。
3. 通过共混改善聚合物的加工性能。
第七章
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?
答：这是热固性塑料成型时特有的也是最重要的工艺性能，它是衡量热固性塑料成型时化学反应的速度。它是以热固性塑料在一定的温度和压力下，压制标难试样时，使制品的物理机械性能达到最佳值所需的时间与试件的厚度的比值(s/mm厚度)来表示，此值愈小，固化速率愈大。
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步骤。
答：热固性塑料模压成型工艺过程通常由成型物料的准备、成型和制品后处理三个阶段组成。
1、计量;
2、预压;
3、预热;
4、嵌件安放;
5、加料;
6、闭模;
7、排气;8.保压固化;
9、脱模冷却;
10、制品后处理;
3.试分析模压温度的高低对模压成型工艺的影响。
答：模压温度是指成型时所规定的模具温度，对塑料的熔触、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。因此模压形状复杂、壁薄、深度大的制品，不宜选用高模温，但经过预热的塑料进行模压时，由于内外层温度较均匀，流动性好，可选用较高模温。
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. 在热固性塑料模压成型中，提高模温应相应地降低还是升高模压压力才对模压成型工艺有利?为什么?
答：在热固性塑料模压成型中，提高模温一般应相应地升高模压压力才对模压成型工艺有利。在一定范围内模温提高能增加塑料的流动性，模压压力可降低;但模温提高也会使塑料的交联反应速度加速， 从而导致熔融物料的粘度迅速增高，因而需更高的模压压力。综合以 上因素，提高模温一般应相应地提高模压压力。
5. 热固性塑料模压成型中物料的预热温度对模压压力有何影响?为什么?
答：进行预热可以使物料熔化速度加快，黏度下降，流动性提高，模压压力降低;但如果预热温度过高会使塑料在预热过程中有部分固化，会抵消预热增大流动性效果，模压时需更高的压力来保证物料充满型腔。在预热时软化倾向>交联倾向，一般经过预热的物料可使用较低的模压压力。
6.在高分子材料成型加工中，哪些地方要求交联?交联能赋予高聚物制品哪些性能?
答：未硫化的橡胶Tg 在室温以下，常温下发黏，强度很低，基本无使用价值。通过硫化(交联)，才能使用。酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯等是具有活性官能团的低分子量的齐聚物，也只有通过交联，才能充分发挥它们的特性。在聚乙烯、
聚氯乙烯、聚氨酯等泡沫塑料生产中，交联也是极为重要的工艺技术， 交联有助于提高泡孔壁的强度。交联后的性能取决于交联密度。交联密度高，相邻交联点之间相对分子质量小，链段活动性受到限制， Tg 随之增高。交联改善了高分子材料的力学性能、耐热性能、化学稳定性能和使用性能。
7.试述天然橡胶以硫磺硫化后的制品大分子结构特征。
答：硫化后，橡胶大分子结构中各部位已程度不同地形成了网状结构，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。
8.试述橡胶硫化后的物理性能的变化，并解释之。
答：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。这些现象都是线形大分子转变为网状结构的特征。
9.生胶和硫化胶在分子结构及性能上有何不同?
答：硫化前：结构：线性大分子，分子与分子之间无价键力;
性能：可塑性大，伸长率高，具可溶性。
硫化后：结构：1)化学键;2)交联键的位臵;3)交联程度;
4)交联
性能：1)力学性能(定伸强度、硬度、拉伸强度、伸
长率、弹性);2)物理性能;3)化学稳定性 10. 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? 答：橡胶在硫化过程中，其各种性能随硫化时间增加而变化。将与橡胶交联程度成正比的某一些性能(如定伸强度)的变化与对应的硫化时间作曲线图，可得到硫化历程图。橡胶的硫化历程可分为四个阶段：焦烧阶段、预硫阶段、正硫化阶段和过硫阶段。
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。对于模型硫化制品，胶料的流动、充模必须在此阶段完成，否则就发生焦烧，出现制品花纹不清，缺胶等缺陷。
预硫阶段。焦烧期以后橡胶开始交联的阶段。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，但有些性能如抗撕裂性、耐磨性等却优于正硫化阶段时的胶料。预硫阶段的长短反映了橡胶硫化反应速度的快慢，主要取决于胶料的配方。
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。
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。
11.橡胶制品生产过程中，剩余焦烧时间的长短与橡胶制品的类型有什么关系?
答：不同的硫化方法和制品，对焦烧时间的长短亦有不同要求。在硫化模压制品时，总是希望有较长的焦烧期，使胶料有充分时间在模型内进行流动，而不致使制品出现花纹不清晰或缺胶等缺陷。在非模型硫化中，则应要求硫化起步应尽可能早一些，因为胶料起步快而迅速变硬，有利于防止制品因受热变软而发生变形。不过在大多数情况下，仍希望有较长的焦烧时间以保证操作的安全性。 12. 何谓返原性胶料和非返原性胶料?
答：在过硫阶段中不同的橡胶出现的情况是不同的。天然橡胶、丁苯橡胶等主链为线型大分子结构，在过硫阶段断链多于交联而出现硫化返原现象;而对于大部分合成橡胶，如丁苯、丁腈橡胶，在过硫阶段中易产生氧化支化反应和环化结构，胶料的物理机械性能变化很小，甚至保持恒定，这种胶料称硫化非返原性胶料。
13. 何谓硫化三要素?对硫化三要素控制不当会造成什么后果? 答：硫化温度、硫化压力和硫化时间。
硫化温度是促进硫化反应的主要因素，提高硫化温度可以加快硫化速度，缩短硫化时间，提高生产效率。
硫化压力的选取主要根据胶料的性质、产品结构和其他工艺条件等决定的。对流动性较差的，产品形状结构复杂的，或者产品较厚、层数多的宜选用较大的硫化压力。硫化温度提高，硫化压力也应高一些。但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。
橡胶在硫化过程中，性能在不断变化，所以选取恰当的硫化时间对保证制品质量十分重要。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。 14. 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?
答：正硫化是一个阶段，在正硫化阶段中，胶料的各项物理机械性能保持最高值，但橡胶的各项性能指标往往不会在同一时间达到最佳值。
橡胶处在正硫化时，其物理机械性能或综合性能达到最佳值，预硫或过硫阶段胶料性能均不好。达到正硫化所需的时间为正硫化时间。 测定正硫化点的方法很多，主要有物理机械性能法、化学法和专用仪器法。
(1)物理机械性能法。此法的缺点是麻烦，不经济。
(2)化学法。测定橡胶在硫化过程中游离硫的含量，以及用溶胀法测定硫化胶的网状结构的变化来确定正硫化点。此法误差较大，适应性不广，有一定限制。
(3)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。目前主要有门尼粘度计和各类硫化仪，其中转子旋转振荡式硫化仪用得最为广泛。
15.某一胶料的硫化温度系数为2，当硫化温度为137℃时，测出其硫化时间为80min，若将硫化温度提高到143℃，求该胶料达正硫化所需要的时间?上述胶料的硫化温度时间缩短到60min时，求所选取的硫化温度是多少?
t答：1Kt2802t214313710T2T110
t2=52min 80260T213710
1.249=0.3010(T2-137)
T2=141.2℃
16. 某胶料的硫化温度系数为2，在实验室中用试片测定，当硫化温度为143℃时，硫化平坦时间为20---80min，该胶料在140℃下于模型中硫化了70min,问是否达到正硫化?
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在硫化平坦时间20---80min范围内
∴该胶料已达到正硫化
17.绘出增强热固性塑料层压板成型时热压过程五个时期的温度和压力与时间的关系曲线，并说明各时期的温度和压力在成型中的作用。 答：压制的温度控制一般分为五个阶段
预热阶段：板坯的温度由室温升至树脂开始交联反应的温度，使树脂开始熔化，并进一步渗入增强材料中，同时排出部分挥发物。此时的压力=最高压力的1/3～1/2。
中间保温阶段：树脂在较低的反应速度下进行交联固化反应，直至溢料不能拉成丝，然后开始升温升压。
升温阶段：将温度和压力升至最高，加快交联反应。(此时树脂的流动性已下降，高温高压不会造成胶料流失)
热压保温阶段：在规定的温度和压力下，保持一定时间，使树脂充分交联固化。
冷却阶段：树脂在充分交联后，使温度逐渐降低，进行降温冷却。
第八章
1.挤出机螺杆在结构上为何分段?分段的根据是什么?
答：根据物料在螺杆中的温度、压力、黏度等的变化特征，可将螺杆分为加料段、压缩段、均化段三段。
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?其L2 的长度有何特征，为什么? 答：根据物料在螺杆中的温度、压力、粘度等的变化特征，可将螺杆分为加料段、压缩段和均化段三段。
加料段：加料段的作用是对料斗送来的塑料进行加热，同时输送到压缩段。塑料在该段螺槽始终保持固体状态。 压缩段：又叫相迁移段，其作用是对加料段送来的料起挤压和剪切作用，同时使物料继续受热，由固体逐渐转变为熔融体，赶走塑料中的空气及其他挥发成分，增大塑料的密度，塑料通过压缩段后，应该成为完全塑化的粘流状态。
均化段：又叫计量段，其作用是将塑化均匀的物料在均化段螺槽和机头回压作用下进一步搅拌塑化均匀，并定量定压地通过机头口模挤出成型。
对于晶态塑料的挤出成型：挤出结晶型热塑性塑料的加料段要求较长，使塑料有足够的停留时间，慢慢软化，该段约占螺杆全长的60% 65%;结晶型塑料，熔融温度范围较窄，压缩段较短，为3 5Ds;为了稳定料流，均化段应有足够的长度，通常是螺杆全长的20% 25%。
其L2 的长度较短，因为其熔融温度范围较窄。
3.什么叫压缩比?挤出机螺杆设计中的压缩比根据什么来确定? 答：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它表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。 A愈大，塑料受到挤压的作用也就愈大，排除物料中所含空气的能力就大。但A太大，螺杆本身的机械强度下降。压缩比一般在2 5之间。
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。另外挤出薄壁状制品时，压缩比应比挤出厚壁制品大。 压缩比的获得主要采用等距变深螺槽、等深度变距螺槽和变深变距螺槽等方法，其中等距变深螺槽是最常用的方法。
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?
答：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。L/Ds大的螺杆适应性强，可用于多种塑料的挤出。
但L/Ds大大，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。目前，L/Ds以25居多。
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?
答：等距变深螺杆按其螺槽深度变化的快慢(即压缩段的长短)又可分为等距渐变形螺杆和等距突变形螺杆。非晶型塑料宜选用渐变形螺杆，结晶型塑料宜选用突变形螺杆。
6.如欲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。 答：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。只有物料与螺杆之间的摩擦力小于物料与料筒之间的摩擦力时，物料才沿轴向前进;否则物料将与螺杆一起转动，因此只要能正确控制物料与螺杆及物料与料筒之间的静摩擦因数，即可提高固体输送能力。
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。
7.塑料在挤出机中的熔化长度的意义是什么?
答：挤出过程中，在加料段内是充满未熔融的固体粒子，在均化段内则充满着已熔化的物料，而在螺杆中间的压缩段内固体粒子与熔融物共存，物料的熔化过程就是在此区段内进行的，故压缩段又称为熔化区。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?
答：从压缩段送入均化段的物料是具有恒定密度的粘流态物料，在该段物料的流动已成为粘性流体的流动，物料不仅受到旋转螺杆的挤压作用，同时受到由于机头口模的阻力所造成的反压作用，物料的流动情况很复杂。
通常把物料在螺槽中的流动看成由下面四种类型的流动所组成： (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生的反压流功。 9. 分析挤出成型时，螺杆均化段末端黏流态物料的压力与哪些因素有关?
10.各种挤出成型制品的生产线由各自的主、辅机组成，请归纳它们的工艺过程，用框图表示
11.塑料薄膜挤出生产工艺方法有哪几种?简要分析各种方法的工艺特点。不同成型方法所得的塑料薄膜性能有何不同的特点及应用情况如何?
12.管材挤出的工艺过程是什么?挤出管材如何定径?
答：管材挤出的基本工艺是：由挤出机均化段出来的塑化均匀的塑料，经过过滤网、粗滤器而达分流器，并为分流器文架分为若干支流，离开分流器文架后再重新汇合起来，进入管芯口模间的环形通道，最后通过口模到挤出机外而成管子，接着经过定径套定径和初步冷却，再进入冷却水槽或具有喷淋装臵的冷却水箱，进一步冷却成为具有一定口径的管材，最后经由牵引装臵引出并根据规定的长度要求而切割得到所需的制品。
管材挤出装臵由挤出机、机头口模、定型装臵、冷却水槽、牵引及切割装臵等组成，其中挤出机的机头口模和定型装臵是管材挤出的关键部件。
管材挤出后，温度仍然很高，为了得到准确的尺寸和几何形状以及表面光洁的管子，应立即进行定径和冷却，以使其定型。
外径定型是使挤出的管子的外壁与定径套的内壁相接触而起定型作用的，为此，可用向管内通入压缩空气的内压法或在管子外壁抽真空法来实现外径定型。
内压法进行外径定型的定径套如图所示。定型时，可通过分料筋的孔道通入一定压力的压缩空气(一般为0.05--0.3MPa表压)。并在挤出的管端或管内封塞。定径套的外壁为夹套，内通冷却水以冷却管子，经定径后的管子离开定径套时不再变形。
第九章
1. 何谓注射成型，它有何特点?请用框图表示一个完整的注射成型工艺过程。
答：塑料的注射成型又称注射模塑，或简称注塑，是塑料制品成型的重要方法。目前注射制品约占塑料制品总量的30%。在工程塑料中有80%是采用注射成型。
注射成型是间歇生产过程，除了很大的管、棒、板等型材不能用此法生产外，其他各种形状、尺寸的塑料制品都可以用这种方法生产。它不但常用于树脂的直接注射，也可用于复合材料、增强塑料及泡沫塑料的成型，也可同其他工艺结合起来，如与吹胀相互配合而组成注射—吹塑成型。
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。充满模腔的熔体在受压的情况下，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。
2. 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?
答：注射螺杆与挤出螺杆在结构上有如下区别： 1)注射螺杆的长径比较小，在10 15之间。 2)注射螺杆压缩比较小，在2 2.5之间。
3)注射螺杆均化段长度较短，但螺槽深度较深，以提高生产率。为了提高塑化量，加料段较长，约为螺杆长度的一半。 4)注射螺杆的头部呈尖头型，与喷嘴能很好的吻合。
注射螺杆起预塑化和注射作用，是间歇操作过程，它对物料的塑化能力、稳定以及操作连续性等要求没有挤出螺杆那么严格。
注射机的螺杆功能为加料、输送、塑化和注射;而挤出机的螺杆功能则是加料、输送、塑化和挤出。
注射机螺杆的运动方式为：旋转、轴向运动;而挤出机的螺杆运动方式为旋转。
注射机的螺杆头部为尖头;而挤出机的螺杆头部为圆头、平头。 3. 请从加热效率出发，分析柱塞式注射机上必须使用分流梭的原因 。
答：分流梭装在料筒前的中心部分，是两端锥形的金属圆锥体，形如鱼雷，因此也叫鱼雷头。 分流梭的作用是将料筒内流经该处的料成为薄层，使塑料流体产生分流和收敛流动，以缩短传热导程。既加快了热传导，也有利于减少或避免塑料过热而引起的热分解现象。同时，塑料熔体分流后，在分流梭与料简间隙中流速增加，剪切速度增大，从而产生较大的摩擦热，料温升高，粘度下降，使塑料得到进一步的混合塑化，有效提高柱塞式注射机的生产率及制品质量。
柱塞式注射机必须采用分流梭，移动螺杆式注射机的塑化效果好，不采用分流梭。
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?
答：在料筒的前部，是连接料筒和塑模的通道，其作用是引导塑化料从料筒进入棋具，并使有一定的射程。喷嘴的内径一般都是自进口逐渐向出口收敛，以便与模具紧密接触，由于喷嘴的内径不大，当塑料通过时，流速增大，剪切速度增加，能使塑料进一步塑化。 热塑性塑料的注射喷嘴类型很多，结构各异，使用最普遍的有如下三种形式：
1)通用式喷嘴：是最普遍的形式，制造方便，无加热装臵，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，有加热装臵，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. 以柱塞式注射机成型聚丙烯制品时，注射机料筒的加热效率为0.8，如果聚丙烯预热温度50℃，注射料温230℃，注射机的料筒最高温度应控制几度? 答：
TTOE,TO50℃,T230,E0.8,代入得TW275℃TwTO
6. 试分析注射成型中物料温度和注射压力之间的关系，并绘制成型区域示意图。
答：在同一塑料的摩擦因数和熔融黏度是随料筒温度和模具温度而变动的，故注射压力与料温是相互制约的，料温高时，注射压力减小;反之，所需注射压力加大。
7. 保压在热塑性塑料注射成型过程中的作用是什么?保压应有多少时间?何谓凝封?
答：保压阶段。是熔体充满模腔时起至柱塞或螺杆撤回时为止的一段时间。在这段时间内，塑料熔体会因受到冷却而发生收缩，柱塞或螺杆需保持对塑料的压力，使模腔中的塑料进一步得到压实，同时料筒内的熔体会向模腔中继续流入以补足因塑料冷却收缩而留出的空隙。随模腔内料温下降，模内压力也因塑料冷却收缩而开始下降。 保压时间一般约20-100s，大型和厚制品可达2-5min。塑料注射充模保压时，浇注系统的熔体先行冷却硬化的现象叫“凝封”，凝封可防止模腔内尚未冷却的熔体向喷嘴方向倒流。 8. 试述晶态聚合物注射成型时温度(包括料温和模温)对其结晶性能和力学性能的影响。
答：料筒的温度的高低主要决定与塑料的性质，必须把塑料加热到黏流温度(Tf)或熔点以上，但必须低于其分解温度。?????不会 模具温度不但影响塑料充模时的流动行为，而且影响制品的物理机械性能和表观质量。实际上冷却速度的大小取决于塑料熔体温度(Tm)与冷却介质温度(Tc)的温差;当Tc
9.聚丙烯和聚苯乙烯注射成型时，考虑到产品的性能和生产效率，它们的模具温度应分别控制在哪个温度范围最适宜?为什么?(PP：Tg=-10℃左右，PS：Tg=80℃左右)
答：聚丙烯的结晶能力较强，提高模具温度有助于改善熔体在模内的流动性，减小内应力和分子的定向作用，增强制件的密度和结晶度甚至能够提前脱模;但制件的冷却时间、收缩率和脱模后的翘曲变形将增大。制品结晶度的增加，制件的表面粗糙度值也会随之减小。综合考虑PP 模具温度Tc>Tg，生产上常用温度为40-90℃
无定形塑料注射充模后无相转变，故模温高低主要影响充模时间长短，较低的模温，冷却快，生产效率提高。PS 熔融黏度较低，采用偏低的模温Tc
11.试分析注射成型过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↑，生热↑，T ↑，黏度下降，充模压力↑，充模顺利，能提高制品的熔接缝强度，生产周期缩短;但速度↑↑，料流为湍流，严重时引起喷射用，卷入空气，可引起塑料局部烧伤及分解，使制品不均匀，内应力较大表面常有裂纹。慢速充模时， 熔体以层流状态流动，顺利将模腔内的空气排出，制品质量较均匀;但充模过慢，会使熔体在流道中冷却降温，引起黏度提高，流动性下降，引起充模不全，并出现分层和结合不好的熔接痕，影响制品强度和表面质量。
12. 简述热固性塑料和橡胶的注射成型原理。 答：热固性塑料注射成型原理：其主要组分是线型或带有支链的低分子量聚合物，而且聚合物分子链上存在可反应的活性基团，因此，热固性塑料受热成型过程中不仅发生物理状态的变化，而且还发生不可逆的化学变化。加进料筒内的热固性塑料受热转变为黏流态，而成为具有一定流动性的熔体，但有可能因发生化学反应而使黏度升高，甚至交联硬化为固体。所以为了便于注射成型能顺利进行，要求成型物料首先在温度相对较低的料筒内预塑化到半熔融状态，注入高温模腔后继续加热，物料就通过自身反应基团或反应活性点与加入的固化剂作用，经一定时间的交联固化反应，使线性树脂逐渐变成体型结构。
橡胶的注射成型原理：橡胶注射成型是将胶料通过注射机进行加热，然后在压力作用下从机筒注入密闭的模型中，经热压硫化而成为制品的生产方法，其注射模具是直接装在注射机上，生产时将带状胶料喂入加料口，经预热、塑化后由注射机的螺杆或柱塞直接注入模型就地硫化。
第三篇：高分子材料加工成型原理作业
《高分子材料加工成型原理》主要习题
第二章 聚合物成型加工的理论基础
1、名词解释：牛顿流体、非牛顿流体、假塑性流体、胀塑性流体、拉伸粘度、剪切粘度、滑移、端末效应、鲨鱼皮症。
牛顿流体：流体的剪切应力和剪切速率之间呈现线性关系的流体，服从牛顿黏性定律的流体称为非牛顿流体。
非牛顿流体：流体的剪切应力和剪切速率之间呈现非线性关系的流体，凡不服从牛顿黏性定律的流体称为非牛顿流体。
假塑性流体：是指无屈服应力,并具有黏度随剪切速率或剪切应力的增大而降低的流动特性的流体，常称为“剪切变稀的流体”。
胀塑性流体：是指无屈服应力,并具有黏度随剪切速率或剪切应力的增大而升高的流动特性的流体，常称为“剪切增稠的流体”。P13 拉伸粘度：用拉伸应力计算的粘度，称为拉伸粘度，表示流体对拉伸流动的阻力。
剪切粘度：在剪切流动时，流动产生的速度梯度的方向与流动方向垂直，此时流体的粘度称为剪切粘度。
滑移：是指塑料熔体在高剪切应力下流动时，贴近管壁处的一层流体会发生间断的流动。P31 端末效应：适当增加长径比聚合物熔体在进入喷丝孔喇叭口时，由于空间变小，熔体流速增大所损失的能量以弹性能贮存于体系之中，这种特征称为“入口效应”也称"端末效应"。
鲨鱼皮症：鲨鱼皮症是发生在挤出物表面上的一种缺陷，挤出物表面像鲨鱼皮那样,非常毛糙。如果用显微镜观察,制品表面是细纹状。它是不正常流动引起的不良现象,只有当挤出速度很大时才能看到。
6、大多数聚合物熔体表现出什么流体的流动行为?为什么?P16 大多数聚合物熔体表现出假塑性流体的流动行为。 假塑性流体是非牛顿型流体中最常见的一种，聚合物熔体的一个显著特征是具有非牛顿行为，其黏度随剪切速率的增加而下降。此外，高聚物的细长分子链，在流动方向的取向粘度下降。
7、剪切流动和拉伸流动有什么区别?
拉伸流动与剪切流动是根据流体内质点速度分布与流动方向的关系区分，拉伸流动是一个平面两个质点的距离拉长，剪切流动是一个平面在另一个平面的滑动。
8、影响粘度的因素有那些?是如何影响的?
剪切速率的影响：粘度随剪切速率的增加而下降; 温度的影响：随温度升高，粘度降低; 压力的影响：压力增加，粘度增加;
分子参数和结构的影响：相对分子质量大，粘度高;相对分子质量分布宽，粘度低;支化程度高，粘度高;
添加剂的影响：加入增塑剂会降低成型过程中熔体的粘度;加入润滑剂，熔体的粘度降低;加入填料，粘度升高。
12、何谓熔体破裂?产生熔体破裂的原因是什么?如何避免?
高聚物熔体在挤出过程中，当挤压速率超过某一临界值时挤出物表面出现众多的不规则的结节、扭曲或竹节纹，甚至支离和断裂成碎片或柱段，这种现象称为熔体破裂。
原因：一种认为是由于熔体流动时，在口模壁上出现了滑移现象和熔体中弹性恢复所引起;另一种是认为在口模内由于熔体各处受应力作用的历史不尽相同，因而在离开口模后所出现的弹性恢复就不可能一致，如果弹性恢复力不为熔体强度所容忍，就会引起熔体破裂。
避免熔体破裂需注意：控制剪切应力与熔体温度;设计口模模唇时，提供一个合适的入口角，使用流线型的结构是防止聚合物熔体滞留并防止挤出物不稳定的有效方法。
第三章 成型用的物料及其配制
4、简述增塑剂的增塑机理，如何选用增塑剂?
增塑剂在加入聚合物大分子后，增塑剂的分子因溶剂化及偶极力等作用而“插入”聚合物分子之间并于聚合物分子的活性中心发生时解时结的联结点，由于有了增塑剂-聚合物的联结点，聚合物之间原有的联结点就会减少，从而使其分子间的力减弱，并导致聚合物一系列性能的改变。选用增塑剂要选择与树脂的相容性好、增速效率高、增塑效果持久、低温柔韧性好、电绝缘性好、耐老化性好、阻燃性好、毒性低等。
5、何谓稳定剂?简述热稳定剂的稳定机理。
凡在成型加工和使用期间为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质称为稳定剂。热稳定剂的作用机理归纳如下：(1)捕捉降解时放出的HCL。(2)置换不稳定的氯原子(3)钝化具有催化作用的金属氯化物(4)防止自动氧化(5)与共轭双键结构起加成作用(6)能与自由基起反应。
8、何谓润滑剂?为什么润滑剂有内、外之分?
为改进塑料熔体的流动性能，减少或避免对设备的摩擦和粘附以及改进制品表面光亮度等，而加入的一类助剂称为润滑剂。
润滑剂中有一类与高聚物有一定的相容性，加入后可减少高聚物分子的内聚力，降低其熔融粘度，从而减弱高聚物分子间的内摩擦，此类润滑剂为内润滑剂。还有一类与高聚物仅有很小的相容性，它在加工机械的金属表面和高聚物表面的界面上形成一润滑层，以降低高聚物与加工设备之间的摩擦，此类润滑剂为外润滑剂。不同的相容性让润滑剂有了内外之分。
第五章 挤出成型
2、普通螺杆在结构上为何分段，分为几段?各段的作用如何?
螺杆的主要功能包括输送固体物料，压紧和熔化固体物料，均化、计量和产生足够的压力以挤出熔融物料，所以根据物料在螺杆上运转的情况可将螺杆分为加料、压缩和计量三段。
加料段是自物料入口向前延伸约4~8D的一段，主要功能是卷取加料斗内物料并传送给压缩段，同时加热物料;压缩段(又称过渡段)是螺杆中部的一段，在这段中物料除受热和前移外，主要是由粒状固体逐渐被压实并软化为连续的熔体，同时还将夹带的空气排出;计量段是螺杆的最后一段，其长度约为6~10D，主要的功能是使熔体进一步塑化均匀，克服口模的阻力使物料定量、定压的由机头和口模流道中挤出，所以这一段也称为均化段。
3、根据固体输送率的基本公式，分析当螺杆的几何参数确定之后，提高固体输送率的途径及工业实施方法。
提高固体输送率可从挤出机结构和挤出机挤出工艺两个方面采取措施。从挤出机结构角度来考虑，可增加螺槽深度;其次，可降低塑料与螺杆的摩擦系数，这就需要提高螺杆的表面光洁度;再者，可增大塑料与料筒的摩擦系数，料筒内表面要尽量光洁。
从挤出工艺角度来考虑，关键是控制送料段料筒和螺杆的温度。
9、何谓螺杆压缩比?为什么要有压缩比?在螺杆结构上如何实现?
通常将加料段一个螺槽的溶剂与计量段一个螺槽容积之比称为螺杆的压缩比。
压缩比对塑料挤出成型工艺控制有重要影响。挤出不同的塑料，根据塑料的物理性能选择螺杆的压缩比。
实现压缩比的途径：变动螺纹的高度或导程;螺杆根径由小变大或外径由大变小;螺纹的头数由单头变成二头或三头。
13、 用方框图表示出挤出成型工艺，并注明各工艺环节所用的设备。
各工艺环节所用的设备：
原料的预处理和混合：烘箱或烘房; 挤出成型：挤出机、挤出机机头口模;
定性装置：真空定径(真空定径套、冷却水槽、真空泵等)和内压定径; 冷却装置：浸浴式冷却水箱或喷淋式冷却水箱; 牵引装置：滚轮式牵引机或履带式牵引机;
切割装置：圆盘锯切割机或自动星型锯切割机。
第六章 注射模塑
1、名词解释：塑化、塑化压力、注射压力
塑化是注射成型的准备过程，是指物料在料筒内受热达到流动状态并具有良好的可塑性的全过程。
塑化压力：采用螺杆式注射机时，螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力称为塑化压力，亦称背压。
注射压力：是指柱塞或螺杆顶部对塑料所施加的压力，由油路压力换算而来。
2、注射成型方法适合于何种制品的生产?为什么?请用框图形式表示一个完整的注 射成型工艺过程。
适合于热塑性塑料及多种热固性塑料制品的生产。
注射成型的成型周期短、生产效率高，能一次成型外形复杂、尺寸精准、带有嵌件的制品;生产热固性塑料时，不仅使其制品质量稳定、尺寸精准和性能提高，而且使成型周期大大缩短，劳动条件也得到改善。
6、与挤出机的螺杆相比，注射机的螺杆在结构上、运动上及功能上有何特点?
(1)注射螺杆在旋转时有轴向位移，因此螺杆的有效长度是变化的; (2)注射螺杆的长径比较小，一般为10-15之间; (3)注射螺杆的压缩比较小，一般为2-2.5之间;
(4)注射螺杆因有轴向位移，因此加料段应该长，约为螺杆长度的一半，而压缩段和计量段则各为螺杆长度的四分之一;注射螺杆的螺槽较深以提高生产率;
(5)注射螺杆在转动时只需要它能对物料进行塑化，不需要它提供稳定的压力，塑化中物料承受的压力是调整背压来实现的;
(6)为使注射时不致出现熔料积存或沿螺槽回流的现象，应考虑螺杆头部的结构。
13、为什么要保压?保压对制品性能有何影响?
熔体注入模腔后，由于模具的低温冷却作用，使模腔中的熔体产生收缩。为了保证注射制品的致密性、尺寸精度和强度，必须使注射系统对模具施加一定的压力(螺杆对熔体保持一定的压力)，对模腔塑件进行补缩，直到浇注系统的塑料冻结为止。
对制品的密度、克服制品表面缺陷、制品的致密性、尺寸精度和强度都有一定的影响。
第七章 压延成型
2 简述压延机的基本结构和工作原理。
各类压延机除辊筒数目及排列方式不同外，其基本结构大致相同，主要由机座、机架、辊筒、辊距调节装置、润滑系统、传动装置、紧急停车装置等部分组成。
压延成型主要依靠辊筒异向旋转，将熔融塑化的物料带入辊筒间隙，由于辊筒间速比的存在，辊隙间有速度梯度，使料层间产生相对运动。使熔料在辊筒间隙中受到辊筒挤压延展、拉伸而成为具有一定规格尺寸连续片(膜)状制品。
第四篇：浅谈对高分子材料成型加工的认识
一、高分子简单介绍
高分子定义：由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的化合物。
高分子材料定义：以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。
高分子材料成型加工定义：是将高分子材料转变为所需形状和性质的实用材料或制品的工程技术，是获取高分子材料制品、体现材料特性和开发新材料的重要手段。 四川大学高分子学科：四川大学高分子学科是在1953年6月建立的我国高校中最早的高分子化合物专业(1954年更名为塑料工学专业)的基础上发展起来的，中科院院士徐僖教授是该学科的创始人。半个多世纪以来，我校高分子学科蓬勃发展。20世纪50年代，先后创建了皮革毛皮及鞣皮剂工学、塑料工学、化学纤维、合成橡胶四个本科专业，并于1957年开始在国内率先招收研究生。1964年成立了国内第一个高分子研究所(1984年经国家教育部审定)。1961年组建了国内第一个高分子化工系(1979年更名为高分子材料系)。1981年在全国首批获得高分子材料学科硕、博士学位授予权。
随着我校高分子学科的不断发展，1986年原高分子材料系分解重组并构成了四系一所(高分子材料系、塑料工程系、化学纤维系、皮革工程系、高分子研究所)的宏大学科体系。1991年建立高分子材料工程国家重点实验室。1998年，塑料工程系和高分子材料系合并成高分子材料科学与工程系。2001年7月学校决定以高分子材料科学与工程系、高分子研究所和高分子材料工程国家重点实验室为主体，归并原纺织工程学院的化学纤维专业方向和原化学工程学院的高分子化学与物理学教研室，组建成高分子科学与工程学院。
学院现有高分子材料工程国家重点实验室、高分子研究所、高分子科学系、高分子材料系、高分子材料加工工程系(塑料工程及机械研究所)、医用高分子材料及人工器官工程系、化学纤维研究所和高分子材料与工程专业实验室等教学科研机构。
学院以高分子材料和高分子材料加工工程学科为主体的学科群，研究领域覆盖了聚合物结构与性能、合成与改性、制备与成型(工艺、设备、新技术)、以及新材料的开发与应用。研究的材料种类包括：通用塑料、工程塑料、特种工程塑料、复合材料、化学纤维、精细高分子、功能高分子、天然高分子、医用高分子材料、组织工程材料及人工器官。研究成果在 第 1 页 共 1 页
农业、建筑、航空、航天、汽车、微电子、交通运输、轻工、纺织、医疗、环保、军工等领域得到了广泛的应用，为国民经济建设和国防事业的发展做出了积极的贡献。 学院科学研究成绩斐然，2001-2005年，承担国家项目(包括国家自然科学基金重大、重点和面上项目、"863"项目、"973"项目)和省部级项目87项，国际合作项目12项 ，军工和企业委托协作项目208项，进校科研经费达6278.5万元，获国家和省部级奖励11项，发表学术论文1000多篇(其中SCI收录280篇、EI收录221篇)，获准授权发明专利97项、实用新型专利5项。学院十分重视学术交流与合作，同国内外许多著名企业、高校和科研机构建立了密切联系，在高分子材料科学与工程的前沿领域进行合作研究和人才培养。
进入新世纪，学院将抓住我国实施"科教兴国"和"西部大开发"战略的契机，为建设成为国内一流、国际知名的高水平研究型高分子科学与工程学院而努力奋斗。
二、高分子材料成型加工
高分子材料成型加工是将高分子材料转变为所需形状和性质的实用材料或制品的工程技术，是获取高分子材料制品、体现材料特性和开发新材料的重要手段。
以最低的成本、最省的能量消耗、最少产生废料和环境污染，实现最高的劳动生产率，获得最优质量的高分子材料制品，是人们孜孜以求的目标。然而，高分子材料制品的性能受到多方面因素制约。近年来，某些特殊领域如航空工业、国防尖端工业等领域的发展对聚合物材料的性能提出了更高的要求，如高强度、高模量、轻质等，各种特定要求的高强度聚合物的开发研制越来越显迫切。
(一)、高分子材料成型加工技术发展概况
近50年来，高分子合成工业取得了很大的进展。例如，造粒用挤出机的结构有了很大的改进，产量有了极大的提高。20世纪60年代主要采用单螺杆挤出机造粒，产量约为3t/h;70年代至80年代中期，采用连续混炼机+单螺杆挤出机造粒，产量约为10t/h;80年代中期以来。采用双螺杆挤出机+齿轮泵造粒，产量可以达到40-45t/h，今后的发展方向是产量可高达60t/h。在l950年，全世界塑料的年产量为200万t。20世纪90年代。塑料产量的年均增长率为5.8%，2000年增加至1.8亿t至2010年，全世界塑料产量达3亿t，此外。合成工业的新近避震使得易于璃确控制树脂的分子结构，加速采用大规模进行低成本的生产。随着汽车工业的发展，节能、高速、美观、环保、乘坐舒适及安全可靠等要求对汽车越来越重要.汽车规模的不断扩大和性能的提高带动了零部件及相关材料工业的发展。为降低整车成本及其自身增加汽车的有效载荷，提高塑料类材料在汽车中的使用量便成为关键。据悉，目前汽车上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的传统汽车材料
(如钢铁等)。因此，汽车中越来越多的金属件由塑料件代替。此外，汽车中约90%的零部件均需依靠模具成型，例如制造一款普通轿车就需要制造1200多套模具，在美国、日本等汽车制造业发达的国家，模具产业超过50%的产品是汽车用模具。目前，高分子材料加工的主要目标是高生产率、高性能、低成本和快捷交货。制品方面向小尺寸、薄壁、轻质方向发展;成型加工方面，从大规模向较短研发周期的多品种转变，并向低能耗、全回收、零排放等方向发展。
(二)、高分子材料成型加工的特性
高分子材料具有许多优良性能，如质轻、电气绝缘性良好等，然而，在这许多优良性能中，一个突出优点就有可能使这些高分子材料的发展前景十分乐观。这个突出的有点就其奇异的加工性能，即能便易而且廉价的加工，采用简单操作就能生产出几何形状相当复杂的制品，加工成品很少超过材料的成本。
1.可挤压性：聚合物通过挤压作用形变时获得形状和保持形状的能力。材料处于黏流态才可挤压变形， 挤压性质与聚合物的流变性、流动速率密切有关。如果挤压过程材料的黏度很低，虽有良好的流动性，但保持形状的能力较差、熔体的剪切黏度很高时则会造成流动和成型的困难。材料的挤压性质还与加工设备的结构有关
2.可模塑性：材料在温度和压力作用下形变和在模具中模塑成型的能力。具有可模塑性的材料可通过注射、模压和挤出等成型方法制成各种形状的模塑制品。可模塑性主要取决于材料的流变性、热性质和其它物理力学性质;对热固性聚合物还与聚合物的化学反应性能有关。模塑条件影响聚合物的可模塑性，且对制品的性能有影响。聚合物的热性能、模具的结构尺寸影响聚合物的模塑性。
3.可延性：表示无定形或半结晶固体聚合物在一个方向或二个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。可延性为生产长径比(有时是长度对厚度)很大的产品提供了可能。利用聚合物的可延性，可通过压延或拉伸工艺生产薄膜、片材和纤维可延性取决于材料产生塑性形变的能力和应变硬化作用。
(三)现今高分子材料成型加工技术的创新研究
1、聚合物动态反应加工技术及设备
聚合物反应加工技术是以现双螺杆挤出机为基础发展起来的。国外的Berstart公司已开发出作为连续反应和混炼的十螺杆挤出机，可以解决其它挤出机(包括双螺杆和四螺杆挤出机)作为反应器所存在的问题。国内反应成型加工技术的研究开发还处于起步阶段，但我国的经济发展强烈要求聚合物反应成型加工技术要有大的发展。指交换法聚碳酸酯(PC)连
续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术是缩聚反应器的反应挤出设备，我国每年还有数以千万吨计的改性聚合物及其合金材料的生产。关键技术也是反应挤出技术及设备。
目前国内外使用的反应加工设备从原理上看都是传统混合、混炼设备的改造产品，都存在传热、传质过程、混炼过程、化学反应过程难以控制、反应产物分子量及其分布不可控等问题.另外设备投资费用大、能耗高、噪音大、密封困难等也都是传统反应加工设备的缺陷。聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同，该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程，达到控制化学反
应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。该技术首先从理论上突破了控制聚合物单体或预聚物混合混炼过程及停留时间分布不可控制的难点，解决了振动力场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量及能量传递及平衡问题，同时从技术上解决了设备结构集成化问题。新设备具有体积重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、适应性好、可靠性高等优点，这些优点是传统技术与设备无法比拟或是根本没有的。该项新技术使我国聚合物反应加工技术直接切人世界技术前沿，并在该领域处于技术领先地位。
2、以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术
(1)、信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术。此技术克服传统方式的中间环节多、周期长、能耗大、储运过程易受污染、成型前处理复杂等问题，将光盘级PC树脂生产、中间储运和光盘盘基成型三个过程整合为一体，结合动态连续反应成型技术，研究酯交换连续化生产技术，研制开发精密光盘注射成型装备，达到节能降耗、有效控制产品质量的目的。
(2)、聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术。此技术在强振动剪切力场作用下对无机粒子表面特性及其功能设计(粒子设计)，在设计好的连续加工环境和不加或少加其它化学改性剂的情况下，利用聚合物使无机粒子进行原位表面改性、原位包覆、强制分散，实现连续化制备聚合物/无机物复合材料。
(3)、热塑性弹性体动态全硫化制备技术。此技术将振动力场引入混炼挤出全过程，控制硫化反直进程，实现混炼过程中橡胶相动态全硫化.解决共混加工过程共混物相态反转问题。研制开发出拥有自主知识产权的热塑性弹性体动态硫化技术与设备，提高我国TPV技术水平。
(四)、高分子材料成型加工技术的发展趋势
近年来，各个新型成型装备国家工程研究中心在出色完成了国家级火炬计划预备项目和国家“八五”、“九五”重点科技计划(攻关)等项目同时，非常注重科技成果转化与产业化，完成产业化工程配套项目20多项，创办了广州华新科机械有限公司和北京华新科塑料
机械有限公司，使其有自主知识产权的新技术与装备在国内外推广应用。塑料电磁动态塑化挤出设备已形成了7个规格系列，近两年在国内20多个省、市、自治区推广应用近800台(套)。销售额超过1.5亿元，还有部分新设备销往荷兰、泰国、孟加拉等国家.产生了良好的经济效益和社会效益。例如PE电磁动态发泡片材生产线2000年和2001年仅在广东即为国家节约外汇近1600万美元，每条生产线一年可为制品厂节约21万k的电费。塑料电磁动态注塑机已开发完善5个规格系列，投入批量生产并推向市场;塑料电磁动态混炼挤出机的中试及产业化工作已完成，目前开发完善的4个规格正在生产试用。并逐步推向市场目前新设备的市场需求情况很好，聚合物新型成型装备国家工程研究中心正在对广州华新科机械有限公司进行重组。将技术与资本结合，引入新的管理、市场等机制，争取在两三年内实现新设备年销售额超亿。我国已加入WTO，各个行业都将面临严峻挑战。 综上所述，我国必须走具有中国特色的发展高分子材料成型加工技技术与装备的道路，打破国外的技术封锁，实现由跟踪向跨越的转变;把握技术前沿，培育自主知识产权。促进科学研究与产业界的结合，加快成果转化为生产力的进程，加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。 毋庸置疑，高分子给人类的生活带来了很大的利处，使我们的生活更加方便、灿烂了，高分子和我们之间密不可分，我们身上穿的衣服、手机上的材料、吃的饭、吃饭用的餐具、汽车的轮胎甚至我们本身等等，都是高分子。 高分子材料已经真正渗入到我们的生活中了，然而，只有材料，不通过加工，材料始终不能成为成品，不能受益于人们的生活。因此，高分子材料成型加工技术必不可少，在未来三年半的学习中，我将会认真踏实地学习高分子的相关知识，力争做一个优秀的高材人，相信，我们未来的生活会因为高分子的发展而更加丰富多彩。
学生：蔡鹏
班级：2013级5班
日期：2014.01.08
第五篇：高分子材料加工原理复习小结(化学纤维部分)
第一章
绪论
一、掌握高分子材料的基本概念，特别是化学纤维的各种定义;
1、名词解释：人造纤维(02年)、复合纤维(04年)、异形纤维(06年)、再生纤维(05年)。
2、填空题
塑料按热行为的不同，可分为两大类，其中，(热塑性)塑料成形时，通过(冷却)熔体而凝固成形。改变温度，可令其反复变形。而(热固性)塑料成形时，通过(加热)而固化成形，材料定性后若再受热，不发生(变形)。(06年)
3、选择题
高吸湿涤纶纤维属于一类(D)(07年)
A 高感性纤维
B 高性能纤维
C差别化纤维
D功能纤维
第二章
聚合物流体的制备 第一节
聚合物的熔融
一、掌握聚合物的熔融方法，特别是有熔体强制移走的传导熔融
1、简述题
(1)简述聚合物在螺杆挤压机中熔体的能量来源。(02年)
(2)试述塑料在挤出机中压缩段由固体转变为熔体的过程和机理。(04年)
第二节
聚合物的溶解
一、影响聚合物溶解度的因素
1、影响聚合物溶解度的因素有(大分子链结构)、(超分子结构)、(溶剂的性质)。(02年)
二、溶剂的选择
1、溶剂的选择原则有哪些?
2、聚合物的溶解过程分为(溶胀 )和( 溶解)两个阶段。未经修正的“溶解度参数相近原则”适用于估计(非极性聚合物)和(非极性溶剂)体系的互溶性。(06年)
3、“溶解度参数相近原则”适用于估计(B)的互溶性。(08年) A、非极性高聚物与极性溶剂
B、非极性高聚物与非极性溶剂 C、极性高聚物与极性溶剂
D、极性高聚物与非极性溶剂
4、在估计聚合物与溶剂的互溶性时，三维溶解度参数图适用于(D)(07年) A非极性聚合物和非极性溶剂体系
B极性聚合物和极性溶剂体系 C极性聚合物和非极性溶剂体系 D A+B
4、聚氯乙烯的溶度参数与氯仿和四氢呋喃相近，但为什么四氢呋喃能很好的溶解聚氯乙烯而氯仿不能与之相溶?(08年)
三、聚合物—溶剂体系的相分离与相图
1、对于具有上临界混溶温度的聚合物-溶剂体系，可采用(改变体系组成)、(升温)、(改变溶剂组成)等几种可能的方法来实现使聚合物溶解形成溶液。(07年)
2、对于UCST体系，下面将聚合物转变为溶液采用的方法中，(D)是错误的。(08年) A、恒温下改变体系的组成
B、升高体系的温度
C、改变溶剂的组分
D、降低体系的温度
第三章
混合
一、掌握混合过程中的一些基本概念
1、名称解释：分散混合(02年)、体积扩散(07年)、均一性、分散度
二、掌握各种扩散形式的特点
1、简述各种扩散形式的特点?根据Brodkey混合理论，聚合物共混体系与聚合物—添加剂体系涉及的混合机理有何区别?
2、在聚合物混合过程中，(B)形式占支配地位。(06年)
A、涡流扩散
B、体积扩散
C、分子扩散
D、紊流扩散
第四章
聚合物流体的流变性
一、掌握聚合物流体的一些基本概念
1、名词解释
(1)牛顿流体：遵循牛顿黏性定律的流体称为牛顿流体。其粘性不随剪切速率的变化而变化。
(2)非牛顿流体(07年)：非牛顿流体是指流动行为不服从牛顿粘性定律的流体统称为非牛顿流体。
(3)熔融指数(06年、07年)：热塑性塑料在一定温度和压力下，熔体在十分钟内通过标准毛细管的重量值，以(g/10min)来表示。
(4)零切粘度(05年)：当剪切速率趋近于0，非牛顿指数为1时，流体的流动性与牛顿流体相仿，黏度趋于常数，称为零切粘度。是材料最大松弛时间的反映。
(5)结构粘度指数(02年、06年)：以lgηa~ 1/
2图，在斜率上面我们可以求得一个参数，叫做结构黏度指数△η，这个值越大，结构化程度越高，可纺性越差。
(6)粘流活化能：流体流动过程中，流动单元(对聚合物流体而言是链段)用于克服位垒，由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量。
二、掌握聚合物流体的流动类型
三、掌握聚合物流体非牛顿剪切粘性的表征及影响因素;
1、掌握聚合物流体切力变稀、变稠的原因; (1)简述聚合物流体切力变稀的原因。(08年)
(2)简述切力变稀聚合物流体随着剪切速率增加表观粘度下降的可能原因。(07年) (3)论述聚合物流体的表观粘度与剪切速率的关系。(02年)
2、掌握聚合物流体的流动曲线对聚合物加工的意义
(1)流动曲线在较宽的剪切速率范围内描述了聚合物的剪切粘性。当(聚合物的链结构)、(相对分子质量)、(相对分子质量分布)以及(链间的结构化程度)发生变化时，流动曲线相应的发生变化，因此流动曲线可以作为衡量(聚合物流体质量)是否正常的依据。(05年) (2)简述流动曲线对化学纤维生产的指导意义。(0
4、06年) (3)对于切力变稀的纺丝流体，(C)(08年)
A、η0﹤ηa ﹤η∞
B、ηa ﹤η0且ηa﹤η∞ C、η∞﹤ηa ﹤η0
D、ηa ﹥η0且ηa﹥η∞
3、掌握影响聚合物流体剪切粘性的因素
(1)简述粒子填充剂对剪切粘度的影响。(02年)
四、掌握聚合物流体拉伸粘性的表征及影响因素;
1、影响聚合物流体拉伸粘度的因素有(拉伸应变速率)、(温度)、(平均分子量及分布)、(混合)等。(02年)
2、试述影响聚合物流体拉伸粘度的因素。(0
4、08年)
五、掌握聚合物流体弹性的表征及影响因素;
1、影响聚合物流体弹性的因素基本上可以分为两类：一是聚合物的分子参数，二是加工条件。聚合物的分子参数包括(相对分子质量)、(相对分子质量分布)、(长链分支程度)、(链的刚柔性)。(04年)
2、聚合物的分子参数和加工条件是影响聚合物流体弹性的二大因素，如(A)(其他条件不变，)都可使聚合物流体的弹性增大。(07年)
A 聚合物的平均分子量增大、温度降低;B聚合物的平均分子量减小、温度降低 C聚合物的平均分子量增大、温度升高;D聚合物的平均分子量减小、温度升高
3、高聚物分子量分布加宽，其流体的临界剪切速率一般向(D)值移动，弹性一般()(08年)
A、高，减小
B、高，增大
C、低，减小
D、低，增大
六、掌握聚合物流体在管道中的流动参数、末端效应及修正
1、聚合物流体在圆形管道中流动时，其在管道壁上的剪切速率(D)(06年)
A、随管径及流体平均流出体积速度Q的增加而提高
B、随管径及流体平均流出体积速度Q的减小而提高
C、随管径的增加和(或)流体平均流出体积速度Q的减小而提高
D、随管径的减小和(或)流体平均流出体积速度Q的增加而提高
2、聚合物流体流过半径为R、长度为L的圆形口模时，如测定出的口模两端压力降为⊿P，试推导出流体在圆形口模模壁处(距圆形口模轴心R处)的剪切应力(σ
(1)12)w的大小。若考虑末端效应，该值将会增大还是减小?为什么?(2)若上述口模的半径为0.1mm，L为2mm，流体流经口模两端的压力降⊿P为5*104Pa，且流体属非牛顿流体(n=0.5)，试问ηa=12.5Pa.s时，其粘度系数K和在口模壁上的剪切速率γw分别为多少?(假设在上述口模中流动的聚合物立体是在等温且不可压缩的，在口模壁处速度为0，其粘度不随时间而变化，并在沿口模流动的全过程中其他性质不变)(07年)
3、教科书119/5
4、简述产生熔体破裂的原因。(05年)
第五章
化学纤维成型加工原理 第一节
化学纤维成型加工的基础知识
一、掌握纺丝流体可纺性的概念及细流丝条断裂机理
1、名词解释：可纺性(07年)
2、根据波兰ziabicki的(可纺性)理论，运动丝条的断裂机理至少有(内聚破坏)和(毛细破坏)两种。湿法纺丝中，由于(表面张力)很小，故丝条的断裂机理主要是由(内聚断裂)机理决定的。(07年)
3、湿法纺丝中，纺丝的断裂机理主要是由(B)机理决定的。(06年)
A、毛细破坏
B、内聚破坏
C、流动破坏
D、滑粘破坏
二、纺丝流体的挤出及细流的类型：液滴型、漫流型、胀大型和破裂型，挤出细流的产生条件及避免不正常细流类型的措施
1、纺丝流体的类型大致分为四种：(液滴型)、(漫流型)、(胀大型)、(破裂型)。当挤出速度V0≥临界挤出速度Vcr时，(漫流型)型转化为(胀大型)。(04年)
2、简述在实际的纺丝过程中，减轻或避免漫流型细流出现的措施。(05年)
3、实际生产中，如纺丝熔体细流呈液滴型而不能正常纺丝，可采用(A)等手段来加以调整。(07年)
A降低纺丝熔体温度和(或)增大泵供量;B降低纺丝熔体温度和(或)减小泵供量 C提高纺丝熔体温度和(或)增大泵供量;D提高纺丝熔体温度和(或)减小泵供量
4、孔口胀大效应的根源在于纺丝流体的(弹性)。对聚合物熔体而言，当流动的几何条件一定时，可通过改变其他加工条件如减小(泵供量)、提高(温度)来减小挤出胀大比。(06年)
5、试述纺丝流体由喷丝孔挤出后所形成的挤出细流的类型及其产生的条件，并针对不利于成型的挤出细流类型，阐述实际纺丝过程中通常采用的应对措施。(06年)
三、掌握高分子材料的主要品质指标：定义及表达式;
1、名称解释：断裂比功(04年)、断裂功(06年)、初始模量和湿模量(05年)
2、一根500米长的纤维重0.12克，将其进行拉伸性能分析，可知纤维的断裂强力为0.096牛顿(N)，因此纤维线密度为(
)dtex，相对强度为(
)cN/dtex。(07年)
3、 一根长1500m的纤维重0.3克，将其进行拉伸性能分析，可知纤维的断裂强力为0.07牛顿，因此该纤维的线密度为(
)tex，相对强度为(
)CN/dtex。(06年)
4、下列纤维中，(C)的吸湿性最好。(06年)
A涤纶
B、腈纶
C、粘胶纤维
D、丙纶
5、断裂比功的单位与(C)相同，所以某种意义上也是反映强度的指标。(06年)
A 断裂长度
B绝对强力
C相对强度
D强度极限
6、判断题：极限氧指数是指在规定的试验条件下，氮氧及水汽的混合物中，使材料刚好能保持燃烧状态所需氧的最低质量百分数。(07年)
四、熔纺过程的运动学和动力学：沿纺程的速度分布;纺丝线上的轴向力平衡和受力分析;
1、名称解释：稳态纺丝(06年)：纺丝线上任何一点都具有各自恒定的状态参数，不随时间而变化的纺丝过程。
2、根据拉伸应变速率的不同，可将熔体纺丝线从喷丝头至卷绕点依次分为(挤出胀大区)、(形变细化区)和(固化区)三个区，其中(形变细化区)是发生(拉伸流动)和形成(纤维最初结构)的主要区域。(06年)
3、试述根据拉伸应变速率不同而将整个熔体纺丝线分为的三个区域中速度和轴向速度梯度分布的特征及其对初生纤维结构的影响。(0
4、07年)
4、为使熔体成型过程稳定，作用在喷丝头至x=X处一段纺丝线上的(
)(
)、(
)、、(
)、(
)和(
)等诸力应处于平衡状态。(07年)
5、请写出熔纺中从喷丝头至距喷丝头X处的一段纺丝线(暴漏于空气介质)上的轴向力平衡方程式及式中各种力符号代表的意义，并根据轴向力平衡方程式推导：
Cf=⊿Fext/ρ0VLπr⊿X 式中：Fext为在丝条固化点后的纺丝线上的某处测定的张力;⊿Fext为在丝条固化点后的纺丝线上相距⊿x的两处张力之差(绝对值);ρ0为空气介质的密度;Cf为表面摩擦系数(即空气阻力系数);r为丝条的半径;VL为丝条卷绕速度。(06年)
五、掌握熔体纺丝的传热：纺丝线上的传热机理和轴向温度分布;冷却长度;丝条冷却的传热系数;
1、名词解释：冷却长度Lk
2、影响熔体放肆先冷却长度Lk的最主要因素是 (D)(06年)
A、丝条的直径
B、熔体温度
C、环境介质温度
D、冷却吹风时丝条的传热系数
六、掌握熔纺初生纤维结构的形成
1、掌握熔纺过程中纺丝线上的取向机理、发展特点及影响因素 (1)熔体纺丝中，卷绕丝的取向主要是(B)的贡献。(06年)
A喷丝孔中的剪切流动;B纺丝线上的拉伸流动
C纺丝线上的拉伸形变;D喷丝孔中的剪切流动和纺丝线上的拉伸形变 (2)熔体纺丝过程中的取向主要是(B)的作用。(08年)
A、喷丝孔道中的剪切流动取向
B、纺丝线上的拉伸流动取向
C、纺丝线上的拉伸形变取向
D、B+C (3)判断题：熔纺卷绕丝的取向度主要是纺丝线上拉伸形变取向的贡献。(07年) (4)试讨论纺程上发生结晶聚合体的取向度沿着纺程的分布特点及其原因。(08年) (5)试述PET超高速纺丝(V=6000m/min)中双折射沿纺程的分布特点并解释原因。(02年)
(6)细径(05年)：纤维在拉伸过程中，突然出现前面变细的现象。
2、掌握熔纺过程中的结晶
(1)在PA
6、PA6
6、天然橡胶和等规聚丙烯中，动力学结晶能力(
)(06年)
A、最大的是PA
6、最小的是等规聚丙烯
B、最大的是天然橡胶、最小的是PA6
C、最大的是PA6
6、最小的是天然橡胶
D、最大的是等规聚丙烯、最小的是PA66 (2)动力学结晶能力G的物理意义是指某一聚合物从熔点Tm以单位冷却速度降低至玻璃化温度Tg时所得到的相对结晶度。(07年)
(3)在纺速达4000-7000m/min的PET高速纺丝中，丝条结晶度随纺速的提高而增大，其原因是纺程上发生了(取向结晶)，该过程具有结晶聚合物的形态随(取向度)的不同而变化，(结晶速率)、(结晶温度)升高等特点。(06年)
第三节
湿法纺丝原理
一、掌握湿纺过程的运动学和动力学：沿纺程的速度分布;纺丝线上的轴向力平衡和受力分析;
1、掌握湿法成型过程中纺丝线上的速度分布
(1)湿法纺丝中，在运动学上可分为四个区，分别是 孔流区 、 胀大区 、细化区 、 等速区 ，它们的轴向速度梯度分别 > 0， < 0， >0， = 0。
(2)湿法纺丝拉伸状态，分为 负 拉伸、 零 拉伸、 不大的正 拉伸。
2、掌握湿纺过程纺丝线上的轴向力平衡和受力分析; (1)试述湿纺纺丝线上的轴向力平衡与熔纺的差别。(05年)
二、掌握溶剂和沉淀剂的双扩散过程的表征及影响因素;
1、湿法成型中，原液细流固化的过程是原液细流中的(溶剂)向(凝固浴)扩散和(凝固浴)中的(凝固剂)向(原液细流)扩散的过程，可用(传质通量)、(扩散系数)、(固化速
率参数)等基本物理量表征该过程。(07年)
三、掌握湿法纺丝中纤维结构的形成
1、影响初生纤维横截面形状的主要因素;
(1)简述影响湿法纺丝初生纤维横截面形状的因素，并说明采用圆形喷丝孔进行腈纶纤维湿法纺丝过程中，若使用的溶剂分别为无机溶剂和有机溶剂时，对纤维横截面形状的影响。(06年)
2、掌握皮芯结构的特征、形成机理及影响因素
(1)与芯层比较，湿纺纤维的皮层具有如下的主要特征：(
)、(
)/(
)、(
)、(
)。皮层因有较高的取向和均匀的微晶结构，因此其(
)和(
)较高，抗疲劳强度和耐磨性能都较优越。(05年)
(2)试述湿法成型中纤维截面出现皮层与芯层差异的原因及皮层的特点。(02年) (3)湿纺初生纤维皮层吸湿性好的原因是(B)(08年)
A、侧序低
B、晶区尺寸和非晶区尺寸小
C、在水中膨润度低
D、取向度低 (4)要想获得全芯层结构纤维，在粘胶生产工艺中应采取的措施是 、 、 、 。
3、掌握空隙的形成机理及其影响因素
(1)试述湿纺初生纤维中形成空隙的机理及其影响因素。(0
4、08年) (2)简述在湿法纺丝中如何降低原纤化。
①微纤结构：初生纤维经拉伸后，变成初级溶胀纤维，此时微孔被拉长呈梭子形。聚合物冻胶网络取向而成为微纤结构。 ②途径：减小空洞的影响因素。
第四节
干法纺丝原理
一、掌握干纺过程的运动学和动力学：沿纺程的速度分布;纺丝线上的轴向力平衡和受力分析;
1、判断题：干法纺丝过程中，纺丝线上丝条受到的力学阻力远比湿纺小，故其纺速通常比湿纺高。(07年)
二、纺丝线上轴向、径向的传热特点和传质机理;
1、干法纺丝时，将溶剂从纺丝线上去除有(
)、(
)和(
)三种机理，其中，在起始蒸发区(I区)的传质以(
)为主，而在降速蒸发区(III区)的传质受(
)控制。(07年)
2、干纺时，固化是由于(
)的结果，成型过程同时取决于(
)和(
)的动力学。溶剂从纺丝线上除去有三种机理：(
)、(
)和(
)。(04年)
3、干法纺丝线上，降速蒸发的传质受(A)控制。(06年)
A、内部扩散
B、闪蒸
C、对流传质
D、A+B+C
4、根据传质机理和纤维内溶剂含量和温度的变化，可以把整个干法纺丝成型过程分成三个区域，试分析三个区域进行的传热和传质的特点。(05年)
三、干纺初生纤维结构的形成
1、在干纺过程中，溶剂从丝条表面蒸发的速度E和溶剂从丝条中心扩散到表面的速度V的相对大小，即E/V决定了初生纤维断面形态结构的特征。E/V(D)，纤维呈扁平状，近于大豆型或哑铃型。(08年)
A、≦1
B、稍﹥1
C、﹥1
D、》1
2、简述干纺初生纤维截面形态结构的主要影响因素及其对截面的影响规律。(07年)5
3、简述干纺初生纤维的结构特征及其形成的主要原因。(06年)
第五节
化学纤维拉伸原理
一、掌握拉伸的目的与意义
1、 简述各种初生纤维在拉伸过程中发生的结构和性能变化的共同点。(04年)
二、掌握拉伸的方式
三、掌握经典拉伸流变学理论
1、 聚合物的普弹形变是大分子主链的(
)和(
)受力后发生形变的反映，高弹形变是大分子链在引力的作用下，由(
)构象转变为(
)构象的宏观表现。塑性形变是聚合物在外力作用下，大分子链间产生(
)的宏观表现。(04年)
四、掌握拉伸点的定义及拉伸点的控制
1、拉伸点：纤维在外力作用下，突然出现界面变细的细颈现象的点为拉伸点。
2、什么是拉伸点?拉伸点的移动对拉伸过程和纤维质量有何影响?工业生产中一般采用什么措施来调节拉伸点的移动?(1)纤度;(2)出现毛丝;(3)强度、伸长不匀
五、掌握拉伸过程中应力-应变性质变化
1、掌握拉伸曲线的基本类型，初生纤维的结构及拉伸条件对拉伸性能、拉伸曲线的影响; (1)拉伸曲线的基本类型是(a)、(b)、(c)，其中(c)型拉伸曲线上出现细径现象(02年)。
(2)除线密度、预取向度的影响外，其他哪些条件如何变化也可使初生纤维的应力-应变曲线形状发生由b-c-a型的转化?并简述对熔纺锦纶6卷绕丝在Tg附近进行拉伸时，卷绕丝预取向度的提高对应力-应变曲线形状的影响。(07年)
2、掌握拉伸过程中纤维结构与性能的变化
(1)在拉伸过程中，纤维的超分子结构发生深刻的改变，包括(取向)的提高，以及(晶态结构)的改变，除了机械性质外，拉伸导致(光学性质)的各向异性，以及(热传导)、(溶胀)和其他一些性质的各向异性。(05年)
(2)根据拉伸时所处的介质不同，纤维拉伸的方式一般有(
)、(
)、(
)三种，纤维通过拉伸后加工工序，其超分子结构发生了深刻的改变，包括(
)的提高以及(
)的变化，熔纺初生纤维在Tg附近拉伸时的应力-应变曲线的形状基本属于(
)型，随着初生纤维的预取向度的增大，该曲线形状向(
)型转化，随着拉伸速度的增大，该曲线形状向(
)转化。(06年)
第六节
化学纤维的热定型原理
一、掌握热定型的方式
1、名词解释：永定(04年)、松弛热定型
二、掌握纤维在不同热定型中的形变及内应力变化特征
1、根据热定型时纤维的收缩状态来区分，则有下列四种热定型方式：(
)、(
)、(
)、(
)。紧张热定型的特点时不可避免地会出现新的高弹形变，所以此种热定型之后，必须接着进行一次(松弛)热定型，以消除内应力。(04年)
2、定长热定型的实质是指在纤维长度和细度不变的情况下，让(
)转变为(
)，并松弛(
)。(07年)
3、 简述定长热定型的实质。(02年)
4、定长热定型的实质是在纤维长度和细度不变的情况下，(
)(08年) A、让高弹形变松弛掉
B、让高弹形变转化为塑形形变
C、发展新的高弹形变和塑形形变
D、发展新的高弹形变
5、松弛热定型的实质是使纤维收缩，(
)(06年)
A、让高弹形变几乎全部松弛回复，并消除内应力;
B、并发展新的高弹形变
C、并保留一部分高弹形变
D、让高弹形变转变为塑形形变
6、松弛热定型过程中，纤维的结构和性能发生了较大的变化，表现在结晶度有所(增加)，取向度明显(降低)、纤维的长周期随着定型温度的升高而(增大)，断裂强度有所(减小)，断裂伸长有所(增大)。(02年)
三、掌握热定型过程中纤维结构和性能的变化
1、拉伸纤维热定型时，纤维的超分子结构发生明显变化：(密度和结晶度)增大，(双折射和分子取向)减小(松弛热定型时)或有所增大(紧张热定型时);晶粒尺寸增大、完整性增加;长周期增大以及折叠链数目增加等。而拉伸纤维热定型时的结构变化，在很大程度上取决于热定型条件，主要是(温度)、(张力)、和(介质)等，改变这些工艺参数，可在一个宽广的范围内改变所得纤维的结构，从而改变其物理-机械性质。(05年)
2、简述热定型中纤维结构和性能的变化
四、掌握热定型机理：纤维热定型三个阶段的特点;
1、判断题：纤维热定型过程中，松懈阶段为真正的定型阶段。(07年)
第七节
化学纤维新型成型加工方法
1、Lyocell纤维为一种新型的纤维素纤维，它是采用(
)纺丝工艺制得的。(07年) A 熔体 B 湿法
C干法
D干湿法
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