通用高分子材料及加工工艺简介

通用高分子材料及加工工艺简介

按照材料制备方法和在国民经济建设中的用途,高分子材料分为通用高分子材料和功能高分子材料两大类.通用高分子材料指目前能够大规模工业化生产,已普遍应用于建筑,交通运输,农业,电气电子工业等国民经济主要领域和人们日常生活的高分子材料.这其中又分为塑料,橡胶,纤维,粘合剂,涂料等不同类型.功能高分子材料是近年来,随着高分子科学的发展以及与其他学科领域相互交叉,结合,新近研制成功和正在研究开发的一批新型高分子材料,它们被赋予新的功能和高性能,如导电,导磁,光学性能,阻尼性能,生物功能,智能响应能力等.在国防,航空航天,生物医用,微电子等高技术领域显示出极其重要的科学价值和极富挑战性的潜在的经济效益.

通用高分子材料的品种十分丰富,限于篇幅,这儿不能一一介绍.本章只是简要介绍通用高分子材料的特性和分类,以及有关制备技术,加工工艺等方面的基本知识.

热塑性和热固性塑料

一,塑料的特性和分类

塑料,英文称Plastics,德文称Kunststoff,专指以聚合物为主要成分,在一定条件(温度,压力等)下可塑化成型为一定形状,在常温下具有相当力学强度的材料和制品.

塑料是高分子材料最主要的品种之一,具有质量轻,比强度高,电绝缘性好,耐化学腐蚀,耐辐射,容易成型加工等特点,可以制成多种多样制品,适应人类社会不同的需求.各种塑料的相对密度大致为0.9~2.2,仅为钢铁的1/4～1/8.例如一吨尼龙-6从体积上讲可以代替大约3.6吨铝,7.8吨不锈钢,9.8吨生铁和10.2吨铜,质轻使塑料在交通运输,航空航天等领域有很强的竞争力.大多数塑料的体积电阻率很高,约1010～1020Ω·cm,是优良的电绝缘材料,也常用作绝热材料和其他阻隔(如隔音)材料.多数塑料的化学稳定性好,能耐酸,碱,耐油,耐污和其他腐蚀性物质,化学工业大量采用塑料管道和用塑料做贮槽衬里.许多塑料的摩擦系数很低,可用作制造塑料轴承,轴瓦,塑料齿轮等机械工业所需的部件,且可用水作润滑剂.同时,有些塑料的摩擦系数较高,可用于配制制动装置的摩擦零件.与木材,陶瓷,金属材料相比,塑料制品的另一大优点是原料来源广,加工工艺简单,可以方便地制成各种薄膜,管材,型材,造型复杂的配件及产品,而且能耗少,制造成本低,环境污染小.

塑料的突出缺点是,力学性能比金属材料差,表面硬度较低,大多数品种易燃,使用温度范围较窄.这些正是当前塑料改性的研究方向和重点.

根据材料的凝聚态性质,塑料是指玻璃化转变温度或熔融温度高于通常

使用温度的高分子材料.从内聚能密度来看,塑料的内聚能密度介于纤维和橡胶之间,约为300～400 MJ·m-3.但是这种分类并不严格,同一种高分子材料,根据配方和加工方法,加工条件的不同,可能在某种条件下制成塑料,在另种条件下又制成纤维或橡胶.例如聚氯乙烯在多数情况下用作塑料,但也可纺丝而成为氯纶纤维;也可制成人造革和密封制品.

目前,世界上塑料的体积产量已超过钢的体积产量,其中大批量生产的塑料原料(树脂)有20余种.根据受热后形态,性能的变化,塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类.热塑性塑料的特点是原料受热后塑化变软,可以流动成型,冷却定型后又变硬,成为具有一定强度的制品.热塑性塑料加工简单,可以大规模连续加工生产,而且这种软化和变硬的过程可重复,循环进行,即可多次反复成型加工,这对塑料制品再生利用有重要意义.热塑性塑料占塑料总产量的70%以上,大吨位品种有聚乙烯,聚丙烯,聚氯乙烯,聚苯乙烯等.

热固性塑料的原料是分子量较低(102到103)的线形或支链型预聚体,在一定条件下(通过添加固化剂或(和)加热)在模具中固化形成网状或体型聚合物制品.对热固性塑料而言,聚合过程(最后的固化阶段)和成型过程是同时进行的,一旦形成交联聚合物,受热后不能再回复到可塑状态.因此,对热固性塑料而言,所得制品是不溶不熔的.热固性塑料的主要品种有酚醛树脂,氨基树脂,不饱和聚酯,环氧树脂等.

大吨位生产的热塑性塑料又称通用塑料,它们产量大,价格低,力学性能一般,主要作强度要求不高的非结构材料使用.与此相应,一批力学性能优异,耐热,耐磨,尺寸稳定性良好,能经受较宽的温度变化和较苛刻的环境条件的塑料称工程塑料.主要品种有聚酰胺,聚碳酸酯,聚甲醛,ABS树脂等,多作结构材料使用.工程塑料的大规模发展只有二十多年历史,最初是为了某一特定用途开发的,产量小,价格贵.近年来随着科学技术迅速发展,工程塑料的应用领域不断开拓,产量逐年增大,使工程塑料与通用塑料的区分变得模糊,难以截然划分.某些通用塑料,如聚丙烯等,经改性之后也可作满意的结构材料使用.

图5-1 塑料的品种和分类

二,塑料制品的主要组分及其作用

完全由单组分树脂制成的塑料制品是极少的(聚四氟乙烯是典型的单组分塑料,加工时不加任何添加剂),绝大多数塑料制品在制造过程中都需添加各种各样的填料和助剂.添加剂种类很多,按性能分,有改善加工性能的润滑剂和热稳定剂;有改进材料力学性能的增强剂,抗冲改性剂,增塑剂和各种填料;有提高使用过程中耐老化性的抗氧剂,光稳定剂等;有改进耐燃性能的阻燃剂以及着色剂,发泡剂,交联剂,抗静电剂等.有些添

加剂同时有两种或数种改性作用.有些塑料添加剂用量较少,而有些体系添加剂的种类和用量较多,有时用量甚至超过树脂基体,达到50-70%,需要很好地进行配方设计和加工工艺设计.

塑料制品的主要添加剂及其作用简介如下.

稳定剂

为了防止塑料在加工和使用过程中,在热,力,氧,光等作用下过早分解,老化,延长制品使用寿命,配制塑料时需加入稳定剂.稳定剂种类很多,主要包括:热稳定剂,抗氧剂,紫外线吸收剂,光屏蔽剂等.

1,热稳定剂

热稳定剂主要用于聚氯乙烯(PVC)及其共聚物.聚氯乙烯分子具有较强极性,其玻璃化温度,软化温度及熔融温度较高,一般需加热到150-160℃以上才能塑化加工.而一般商业PVC树脂热稳定性差,受热温度超过90℃就开始分解,超过120℃分解更明显,放出大量HCl气体,使树脂降解,颜色变深,乃至无法加工.目前一般认为,PVC的热降解机理属自由基反应机理,它在热加工过程中(有氧存在)的降解反应包括:(1)脱HCl;(2)氧化及断链;(3)交联;(4)环化.分解出的HCl又有进一步加速PVC分子链断裂,继续释放HCl的作用,造成PVC分子链断裂的连锁反应.所谓提高热稳定性,就是在PVC树脂中加入适当碱性物质,中和分解出来的HCl,阻止大分子进一步发生断链,这些加入的碱性物质称热稳定剂.

常用的热稳定剂分主热稳定剂,辅热稳定剂,复合热稳定剂.主热稳定剂有:铅盐类,包括一些无机酸和有机酸的铅盐,几乎都是带有盐基(PbO)的盐基性铅盐,如三盐基硫酸铅,分子式为3PbO PbSO4 H2O;金属皂类,主要为脂肪酸(月桂酸,硬脂酸等)的二价金属盐(如Ba,Cd,Pb,Zn,Ca,Mg等),其通式为M (—O—C—R)2,其中M代表二价金属;有机锡类稳定剂,一般是带两个烷基的饱和或不饱和有机酸,硫醇或硫代硫酸酯的锡盐,通式为RmSnY4-m,其中m=2,Y是以氧或硫原子与锡原子结合的有机基团,有机锡类稳定剂是生产聚氯乙烯透明制品所用的稳定剂,具有良好的光稳定作用;其他类型主稳定剂还有有机锑化合物,稀土稳定剂等.

辅助热稳定剂有环氧化合物,如环氧化油等,它们同时起增塑剂的作用;亚磷酸酯类,如亚磷酸三苯酯,也称螯合剂,能与金属盐类形成络合物,单独使用并不见效,与主稳定剂并用则显示稳定作用;还有多元醇等.

近来市场上开发出多种固体或液体复合热稳定剂,它们是由主,辅热稳定剂和其它助剂组成的协同稳定体系.主要有共沉淀金属皂类复合热稳定剂,液体金属皂复合热稳定剂,有机锡复合热稳定剂等.特点是与树脂相容性好,透明性好,不易析出,易计量,无污染,加工性能好.缺点是用量较大,价格较高.

2,抗氧剂

几乎所有的有机化合物对氧都是敏感的,天然和合成高分子材料也多易被氧化,尤其在应用和加工过程中受热或紫外线作用,更使氧化过程加速,使高分子材料老化.能抑制或延缓聚合物氧化过程进行,从而阻止老化,延长使用寿命的助剂称抗氧剂,又称防老剂.抗氧剂的作用在于它能消除老化反应中生成的过氧化自由基,还原烷氧基或羟基自由基等,从而使氧化的连锁反应终止.

抗氧剂按作用机理分为主抗氧剂和辅助抗氧剂.主抗氧剂能干预自动氧化反应的链增长过程,使氧化速度大大减缓;主要有取代酚类(如抗氧剂264,BHT,抗氧剂CA,抗氧剂3114等)和芳胺类(如防老剂D,防老剂4010NA 等).一般而言,酚类抗氧剂对制品无污染和变色性,适用于烯烃类塑料或其他无色及浅色塑料制品.芳胺类抗氧剂的抗氧化效能高于酚类且兼有光稳定作用,缺点是有污染性和变色性,多用于深色橡胶制品.辅助抗氧剂的作用是分解氢过氧化物,塑料工业中常用的有硫代酯类(如防老剂DLTP)和亚磷酸酯类(如防老剂TPP).硫代酯类辅助抗氧剂多用于聚烯烃中,它与酚类抗氧剂并用有显著协同效应.亚磷酸酯类是一种不着色辅助抗氧剂.

还有一类变价金属离子钝化剂也常归于抗氧剂.变价金属离子如铜,铁离子能加速聚合物(特别是聚丙烯)的氧化老化过程.变价金属离子钝化剂就是一类能与变价金属离子的盐联结为络合物,从而消除这些金属离子的催化氧化活性的化学物质.常用的变价金属离子钝化剂有醛和二胺缩合物,草酰胺类,酰肼类,三唑和四唑类化合物等.

3,光稳定剂

户外使用的有机物,老化速度比户内使用时快得多,主要原因是在紫外线辐射下,氧化降解过程大大加速(此外还有水,臭氧,微生物等的影响).波长为200~350nm的近紫外线能量达340~600kJ mol-1,如此强的辐射足以使大分子主链断裂,发生光降解(对比而言,C-C键的键能约为350 kJ mol-1,C-Cl键的键能约为330kJ mol-1).为了防御紫外线对高分子材料的破坏而添加的一类能吸收紫外线或减少紫外线透射作用的化学物质称光稳定剂,其作用原理是将紫外线的光能转化成热能或无破坏性的较长光波的形式,从而把能量释放出来.光稳定剂添加量很少,一般为0.05-0.5重量份.由于各种聚合物对紫外线的敏感波长不同,各种紫外线吸收剂能够吸收的光波波长范围也不同,因此要根据具体体系选择适当的光稳定剂才有满意的稳定效果.常用的光稳定剂有紫外线吸收剂,光屏蔽剂,光淬灭剂,受阻胺光稳定剂等类型.

紫外线吸收剂有邻羟基二甲苯酮类,水杨酸酯类,苯并三唑类,三嗪类等.光屏蔽剂主要是炭黑,氧化锌,钛白粉,锌钡白等颜料类填料,其本身具有反射和/或吸收紫外线的能力.如钛白粉(R型)具有强吸收紫外线的能力,

炭黑具有强反射紫外线能力.紫外线淬灭剂是一类较新型高效光稳定剂,主要是一些二价镍的有机螯合物.

增塑剂

增塑剂是塑料工业的一种重要助剂.加工玻璃化温度较高的聚合物时,为制得室温下软质的制品和改善加工时熔体流动性,都需要加入一定量增塑剂.增塑剂一般为沸点较高(高于250℃),不易挥发,与聚合物有良好混溶性的低分子油状物,少数为低熔点固体.增塑剂的作用至少有二:一是分布在大分子链之间,降低分子间作用力和缠结,提高分子链活动能力,因而具有降低聚合物玻璃化温度及成型温度,改善加工流动性的效能;二是增塑剂的加入使塑料制品的柔韧性,弹性和耐低温性提高,但强度,模量以及刚性和脆性等降低.

工业上使用增塑剂的聚合物,最主要是聚氯乙烯,此外还有氯乙烯共聚树脂,聚偏二氯乙烯,聚醋酸乙烯酯,聚乙烯醇,ABS树脂以及纤维素树脂等.由于增塑剂的使用,大大开拓了高分子材料应用范围,既改善了制品性能,又方便了制品成型加工.如刚性的醋酸纤维素树脂,若不加入增塑剂DBP,成型加工根本无法进行.

增塑剂可分为主增塑剂和辅助增塑剂两类.主增塑剂特点是与聚合物混溶性好,塑化效率高,可单独使用.辅助增塑剂与聚合物的混溶性稍差,通常与主增塑剂一起使用,以获得某些特殊性能(如耐寒性,耐候性,电绝缘性等),或降低成本(故也称增量剂).

根据化学结构增塑剂可分为苯二甲酸酯类,主要品种有邻苯二甲酸二辛酯(DOP),邻苯二甲酸二丁酯(DBP)及邻苯二甲酸二甲酯,二乙酯等;磷酸酯类,包括磷酸三芳基,三烷基,烷芳基酯;多元醇类,包括乙二醇,缩乙二醇,丙三醇,季戊四醇等酯类;二元脂肪酸酯类;环氧化油及环氧化油酸酯类;含氯类,如氯化石蜡,氯代脂肪酸酯等;以及其他类型增塑剂.樟脑是纤维素基塑料的良好增塑剂.

(三)填料及增强剂

填料是塑料工业中添加量最大的一种助剂,用量往往高达几十到几百重量份.填料的主要功能是提高树脂利用率,降低成本(增量型填料),在一定程度上也有改善塑料基体某些性能的作用,如赋予材料导电性,阻隔性,阻燃性,防烟性,防粘性,提高尺寸稳定性,降低收缩率,提高刚性和硬度,减缓热固性树脂固化时的发热,防止其龟裂等(功能型填料).

填料种类繁多,主要可分无机填料和有机填料两大类.无机填料有:金属粉,金属氧化物;二氧化硅质(白炭黑,石英砂,硅藻土等);硅酸盐(云母,滑石,陶土,石棉,玻璃纤维,玻璃微珠等);碳酸盐(轻质,重质碳酸钙,石灰石等);碳质(炭黑,石墨等);其他(各种矿渣,工厂废灰料等)等.有机填料多数为纤维状物质,天然有机物有植物性的木粉,壳粉,棉绒,黄麻,亚

麻,动物性的蚕丝等;合成纤维有人造丝,维尼龙,尼龙,醋酸纤维素,碳纤维等,都可以用作填充剂加入到树脂基体中去.

凡能够显著提高塑料制品强度和刚性的填充剂也称增强剂,包括各种形状各向异性的片材或纤维状材料,以及短纤维材料.最常用的增强剂有玻璃纤维,石棉纤维,新型的增强剂有碳纤维,石墨纤维和硼纤维等.纤维类增强剂的用量一般为20%～50%.纤维增强的原理见第四章第三节.

大多数填料与塑料基体的相容性很差,为提高填料和增强剂的增强效果,必须改善它们与聚合物材料之间的相容性,增强两相界面分子间相互作用.最常用的办法是采用某些化学物质或专用偶联剂处理填料及增强剂表面,增加其活性.一般的表面处理剂有脂肪酸(常用硬脂酸),树脂酸,金属皂,木质素,硅油,硼酸酯等;常用的偶联剂有有机硅烷偶联剂,钛酸酯偶联剂,铝酸酯偶联剂等.

(四)润滑剂

加入润滑剂是为了改善塑料熔体的加工流动性,防止塑料在热成型加工过程中发生粘模现象.与润滑剂关系最密切的树脂是聚氯乙烯(尤其硬制品),另外聚烯烃,聚苯乙烯,纤维素树脂,聚酰胺,ABS树脂等热塑性树脂加工时也常使用润滑剂.各种热固性树脂,如酚醛树脂,脲醛树脂,聚氨酯,硅树脂加工时将润滑剂作脱模剂使用.

润滑剂分内润滑剂,外润滑剂两种,主要依其与聚合物熔体的相容性而定.内润滑剂的分子与聚合物有良好相容性,其润滑作用主要是降低极性聚合物分子间内聚力(如PVC,ABS等),从而降低加工时熔体自身的位移阻力,降低内摩察所导致的升温,提高熔体流动速率.常用的PVC内润滑剂有脂肪醇(C14-C18醇),脂肪酸单甘油酯(如硬脂酸单甘油酯),脂肪酸低级醇酯(如硬脂酸丁酯)等.外润滑剂分子具有较长的非极性碳链,与聚合物相容性差.其润滑作用主要是降低熔体与加工机械表面间的摩擦,防止熔体与加工设备热金属表面的粘附,提高熔体流动速度.最常用的外润滑剂有固体石蜡,低分子量聚乙烯(聚乙烯蜡),硬脂酸及其金属盐类(如硬脂酸铅,硬脂酸钙等).实际上内,外润滑剂的区分并非十分严格,如硬脂酸金属皂类,往往兼具内外润滑两种作用.润滑剂用量一般为0.5~1.5%. (五)阻燃剂

许多高分子材料(如聚乙烯,聚丙烯,聚甲基丙烯酸甲酯,聚苯乙烯等)是极易燃烧的,纯粹PVC虽不能点燃,但其中所含增塑剂是可燃的.塑料的易燃性限制了应用,因此在很多领域要求在树脂基体中加入阻燃剂以提高塑料难燃性,制成不燃性或自熄性(离开火源自动熄灭)塑料制品.根据阻燃剂的使用方法,可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂两大类.通常添加型阻燃剂多用于热塑性塑料,按化学结构可分为有机阻燃剂(如磷酸酯,含卤磷酸酯,有机卤化物等)和无机阻燃剂(如三氧化二锑,氢氧化铝或水

合氧化铝及其它金属化合物).反应型阻燃剂都具有反应性基团,可作为共聚单体用于热固性或热塑性树脂的合成以及用于热固性树脂的固化反应中.反应型阻燃剂的优点在于其对塑料制品的物理力学性能和电性能影响较小,不易发生迁移,阻燃性持久.缺点是价格较高.

(六)固化剂

固化剂是专用于热固性树脂固化,使树脂由线型分子结构转变成体型交联结构的助剂.固化剂又称变定剂,在固化(变定)过程中对固化起催化作用或本身直接参加固化反应.广义而言,各种交联剂都可视为固化剂.例如固化剂与环氧树脂混合后,在一定条件下(温度,时间)能与环氧树脂的环氧基或侧羟基发生开环或加成反应,引起环氧树脂交联.使低分子量的流动性树脂交联形成三维网状体型结构塑料,其反应过程复杂.用作固化剂的物质有胺类(如二乙撑三胺,三乙撑四胺,二甲胺基丙胺,六次甲基四胺,间苯二胺等);酸酐类(如邻苯二甲酸酐,顺丁烯二酸酐,均苯四酸二酐等);酰胺类(如低分子聚酰胺,它也用作增塑剂);咪唑类(如2—甲基咪唑,2—乙基—4—甲基咪唑,2—苯基咪唑等)以及三氟化硼络合物.酚醛压塑粉固化时用六次甲基四胺作固化剂,不饱和树脂固化时则加入过氧化二苯甲酰.

(七)发泡剂

泡沫塑料是人们熟悉的塑料品种,发泡剂是一类受热时会分解放出气体,从而在塑料中形成泡孔结构(气,固相共存)的助剂.按产生气体的方式,发泡剂分物理发泡剂和化学发泡剂两大类;根据化学结构,化学发泡剂又分为无机发泡剂和有机发泡剂两类.物理发泡剂主要指压缩气体,可溶性固体和沸点低于110℃的挥发性液体.它们加入塑料熔体后,通过物理状态变化(相变)形成气泡孔.在挥发性发泡剂中,卤代烃和含5-7个碳的脂肪烃最为常用,但由于氟氯烃对大气臭氧层有破坏作用,为了保护生态环境,这类发泡剂正受限制和禁止生产和使用.无机发泡剂主要是碳酸氢钠和碳酸氢铵,受热分解出CO2和NH3.有机发泡剂有偶氮类化合物,亚硝基化合物,磺酰肼类化合物等,它们的分子中都含有 =N—N= 或 —N=N—结构部分,加热后易产生N2,同时产生少量NH3,CO,CO2,H2O及其他气体.最常用的有机发泡剂是偶氮二甲酰胺(AC).

此外塑料制品中常用的配合剂还有:抗静电剂,着色剂,成核剂,光降解剂,防霉剂,防雾剂等,不再一一介绍.读者可参考有关文献资料.

三,塑料制品成型加工方法简介

塑料制品的生产是一项复杂繁琐工程,其原理是利用塑料固有特性,在一定条件下(通常有加热塑化,剪切,混合,配制溶液等),利用各种方法将其成型为具有特定形状和使用价值的物件,并冷却定型,修整和后加工,制

成要求的制品.热塑性塑料与热固性塑料的性质和受热后表现不同,因此成型加工方法也不同.迄今成熟的塑料成型加工方法已有数十种,其中最重要的有挤出成型,注射成型,压延成型,吹塑成型及模压成型,它们所加工的制品质量约占全部塑料制品的90%左右.前四种成型方法是热塑性塑料的主要成型加工方法.热固性塑料主要采用模压,铸塑及传递模塑等方法成型.

(一)挤出成型

挤出成型又称挤压模塑或挤塑,是热塑性塑料最主要成型加工方法,有一半左右塑料制品或半成品是挤出成型的.挤出成型法几乎能加工所有热塑性塑料,制品主要有连续生产的等截面的管材,型材,板材,薄膜,电线电缆包覆以及各种异型制品.挤出成型还可用于热塑性塑料的塑化,造粒,着色和共混改性等.

挤出过程的设备由两部分组成:一为挤压部分,主要为螺杆挤出机,根据结构不同分为单螺杆挤出机,双螺杆(又有平行双螺杆,锥形双螺杆之分)挤出机等,借以塑化,输送,计量物料;一为机头口型部分,主要指机头,口型及定型,牵引机构,借以将物料制成规定形状,尺寸的制品.

图5-2为典型螺杆挤出机结构示意图.热塑性聚合物与各种助剂混合均匀后,在挤出机料筒内受到机械剪切力,摩擦热和外热的作用使之塑化,熔融,并在螺杆挤压推送下,通过过滤板进入成型模具,挤塑成制品.

图5-2 典型螺杆挤出机结构示意图

挤出机的核心是螺杆.根据工作原理和物料在挤出过程的状态变化,可将螺杆工作区分为吃料送料段,熔融压缩段和匀化计量段三部分.吃料送料段又称固体输送段,螺杆相当于一个螺旋推进器.在这段中,物料依然是固体状态.螺杆吃料和送料能力的强弱是保证机器正常工作的前提条件.熔融压缩段又称塑化段,在这段中,物料在剪切力场与温度场作用下开始熔融,塑化,由固态逐渐转变为粘流态.并因螺杆设计有一定压缩比,使熔体压实,排气.匀化计量段又称挤出段,从压缩段来的粘流状物料在此进一步压紧,塑化,拌匀,并以一定流量和压力从机头口型流道均匀挤出.这一段的螺槽截面是均匀的.机头,口型部分的核心是口模,它是制品横截面的成型部件,相当于一个长径比很小的管状口模.螺杆挤出机要稳定工作,必须使口模的输送能力与匀化计量段的输送能力相匹配,而且要兼顾吃料送料段的吃料能力及熔融压缩段的塑化,熔融情况.

挤出机的特性主要取决于螺杆数量及结构.螺杆长度与直径之比称长径比L/D,是关系物料塑化好坏的重要参数.长径比越大,物料在料筒内受到混炼时间越长,塑化效果越好.通常塑料挤出机的螺杆长径比在20～30之间,新近开发的用于进行反应性挤出的螺杆长径比达到40以上.

近年来,塑料挤出机和挤出成型工艺仍在不断改进和更新中,其中精密挤

出成型,反应性挤出加工成型,多种物料复合共挤出成型等都取得很好的发展.

(二)注射成型

注射成型又称注射模塑或注塑,是一种生产形状结构复杂,尺寸精确,用途不同的塑料制品的成型方法,注塑制品产量约占塑料制品总量的20%以上.注塑成型方法是将塑料(一般为粒料)在注射成型机料筒内加热熔化,而后在柱塞或螺杆推压下将熔料压缩,前推,通过料筒前端的喷嘴快速注入温度较低的闭合模具内,经过冷却定型,开启模具即得制品.

注塑成型的主要设备是柱塞式或螺杆式往复注射机,和根据制品要求设计的注射模具(见图5-3).注射成型过程通常由塑化,充模(即注射),保压,冷却和脱模等五个阶段组成,全部过程循环往复,连续进行.图5-4给出注射成型过程循环示意图,其中有一个主循环和两个辅助工序.合模后,经过预塑化的物料在柱塞或螺杆的前进推力下通过喷嘴,浇口充入模具型腔,在模腔内建立起复杂的应力场和温度场.模腔内温度,压力的变化对注塑制品的质量至关重要.物料充满模腔后,保压一段时间,柱塞或螺杆开始后退,喷嘴内压力下降,部分未凝结熔体可能倒流,直到浇口内的熔体凝封,而后冷却一段时间,即可开模顶出制品.

图5-3 典型注射成型设备示意图

图5-4 注塑过程循环示意图

注射成型主要应用于热塑性塑料.近年来,热固性塑料也采用注射成型进行加工,即将热固性塑料在料筒内加热软化,并注意将其保持在热塑性阶段,然后将此可流动物料通过喷嘴注入模具中,再经加热高温固化而成型.该方法又称喷射成型.若料筒中的热固性塑料是在软化后用推杆一次性全部推入模具,无物料残存于料筒中,则该方法称传递模塑成型或铸压成型.图5-5给出传递模塑成型原理示意图.

图5-5 传递模塑过程示意图

近年来,注射成型过程也在不断开发新技术,高压注射机,精密注射成型,气辅注射成型,反应性注射成型,带有金属嵌件制品的注射成型,多台注射机共注射及注射成型过程的全自动控制等均为注射成型的发展开辟了广阔领域,带来若干新鲜研究课题.

(三)压延成型

压延成型是将加热塑化的热塑性塑料通过两个以上相向旋转的热辊筒间隙,使其成为规定尺寸的连续均匀片(膜)材的成型方法.压延成型主要用于生产聚氯乙烯,纤维素,聚苯乙烯片材,薄膜,人造革及其它涂层制品.压延成型的生产特点是加工能力大,生产速度快,产品质量好,生产连续;缺点是设备庞大,投资高,维修保养复杂,制品宽度受限于机器尺寸.大型压延机往往有三个以上辊筒,辊筒越多压制的薄膜厚度越小,可完成的贴

胶工艺越多.辊筒有多种空间排列方式,图5-6给出三辊筒排列方式有I型和三角型,四辊筒排列方式有I型,倒L型,正Z型,斜Z型等.

图5-6 常见压延机辊筒排列方式

压延成型工艺流程也比较复杂.以生产软质聚氯乙烯薄膜为例,首先把PVC树脂与增塑剂,稳定剂等助剂捏合,再经螺杆挤出机或两辊筒开炼机塑化,得塑化坯料.经过金属检测器检测后,直接喂入压延机辊筒间进行热压延.调节辊筒辊距可以得到不同厚度的薄膜或片材,再经一系列的导向辊把从压延机出来的膜或片材导向有拉伸作用的卷取装置,使薄膜厚度进一步减小,最后冷却,测厚,成品卷取.压延成型的薄膜若通过刻花辊可以得到刻花薄膜.若把布和薄膜分别导入压延辊经过热压后,就可制得压延人造革制品.图5-7为压延成型法生产软质聚氯乙烯薄膜的生产工艺流程示意图.

图5-7 压延法生产软聚氯乙烯薄膜工艺流程示意图

(四)模压成型

模压成型又称压缩模塑或压制,是将粉状,粒状或纤维状的树脂原料置于由上下模板组成的模具型腔内,在成型温度下闭模加压,使模具内的塑料在热与力作用下成型或固化,经冷却,脱模得到模压成型制品.

模压成型可兼用于热塑性塑料和热固性塑料.对热固性塑料,模压时模具一直处于高温,型腔内的物料在高温高压作用下,先由固态变为半流动态,充满型腔,随着交联反应的进行,半流态的物料逐渐固化变成固体,最后脱模获得制品.对热塑性塑料,模压过程基本与上述相仿,但是由于不存在交联反应,因此在熔体充满型腔后应强制制冷,使其凝固,然后脱模获得制品.由于热塑性塑料模压时模具需要交替地加热和冷却,因此生产周期长,成本高,一般只是在生产较大平面制品时才选用模压成型,普通中小制品生产多用注射成型.

热固性塑料的模压成型工艺由物料准备和模压两个过程组成.物料准备包括预压和预热两部分,预压可以将松散的粉料或纤维状物料在冷压下压成重量确定,形样规整的密实体(型坯);预热一方面有去除水份和其它挥发物作用,另一方面是为模压准备热料,缩短模压周期.预压和预热不但可以提高模压效率,而且对提高制品质量十分重要.

用于模压成型的塑料有:酚醛树脂,氨基树脂,不饱和聚酯,聚酰亚胺等,其中以酚醛树脂和氨基树脂最为广泛.模压制品主要用于机械零件,电器绝缘材料,交通运输和日常生活等方面.

聚四氟乙烯的冷压烧结成型属于一种特殊的模压成型.大多数氟塑料虽是热塑性塑料,但是事实上它们很难熔化,熔体粘度又特高,难以用一般热塑性塑料成型方法加工.工业上采用类似粉末冶金烧结成型的方法,称冷压烧结成型.成型时,先将一定量聚四氟乙烯(悬浮聚合的树脂粉料)放

入常温下模具中,在压力作用下(30～50MPa)压制成密实的型坯,然后送至烘室内进行烧结,烧结温度一般为380～400℃,保温一段时间后,冷却,启模得到所需制品.

其它常用的塑料成型加工方法还有:吹塑成型法,滚塑成型法或旋转模塑法,流延成型法,层压成型法,浇铸成型法及固相成型法等.

吹塑成型只限于热塑性塑料中空制品的成型.用挤出机或注射机先挤成型胚,再置于模具内用压缩空气使其紧贴于模具表面冷却定型,此即吹塑中空制品成型工艺.在挤出机前端装配吹塑口模,把挤出的管坯用压缩空气吹胀成膜管,经空气冷却后折叠卷绕成双层平膜,此即吹塑薄膜的成膜工艺.

滚塑成型是把粉状或糊状塑料原料计量后装入滚塑模具中,通过滚塑模的加热和纵横向的滚动旋转,使聚合物塑化成流动态并均匀地布满滚塑模的每个角落,然后冷却定型,脱模即得制品.浇铸成型是将液体聚合物倒入一定形状的模具中,常压下烘焙,固化,脱模即得制品.浇铸成型对流动性很好的热塑性及热固性塑料都可应用.

通用高分子材料及加工工艺简介

通用高分子材料及加工工艺简介 按照材料制备方法和在国民经济建设中的用途,高分子材料分为通用高分子材料和功能高分子材料两大类.通用高分子材料指目前能够大规模工业化生产,已普遍应用于建筑,交通运输,农业,电气电子工业等国民经济主要领域和人们日常生活的高分子材料.这其中又分为塑料,橡胶,纤维,粘合剂,涂料等不同类型.功能高分子材料是近年来,随着高分子科学的发展以及与其他学科领域相互交叉,结合,新近研制成功和正在研究开发的一批新型高分子材料,它们被赋予新的功能和高性能,如导电,导磁,光学性能,阻尼性能,生物功能,智能响应能力等.在国防,航空航天,生物医用,微电子等高技术领域显示出极其重要的科学价值和极富挑战性的潜在的经济效益. 通用高分子材料的品种十分丰富,限于篇幅,这儿不能一一介绍.本章只是简要介绍通用高分子材料的特性和分类,以及有关制备技术,加工工艺等方面的基本知识. 热塑性和热固性塑料 一,塑料的特性和分类 塑料,英文称Plastics,德文称Kunststoff,专指以聚合物为主要成分,在一定条件(温度,压力等)下可塑化成型为一定形状,在常温下具有相当力学强度的材料和制品. 塑料是高分子材料最主要的品种之一,具有质量轻,比强度高,电绝缘性好,耐化学腐蚀,耐辐射,容易成型加工等特点,可以制成多种多样制品,适应人类社会不同的需求.各种塑料的相对密度大致为0.9~2.2,仅为钢铁的1/4～1/8.例如一吨尼龙-6从体积上讲可以代替大约3.6吨铝,7.8吨不锈钢,9.8吨生铁和10.2吨铜,质轻使塑料在交通运输,航空航天等领域有很强的竞争力.大多数塑料的体积电阻率很高,约1010～1020Ω·cm,是优良的电绝缘材料,也常用作绝热材料和其他阻隔(如隔音)材料.多数塑料的化学稳定性好,能耐酸,碱,耐油,耐污和其他腐蚀性物质,化学工业大量采用塑料管道和用塑料做贮槽衬里.许多塑料的摩擦系数很低,可用作制造塑料轴承,轴瓦,塑料齿轮等机械工业所需的部件,且可用水作润滑剂.同时,有些塑料的摩擦系数较高,可用于配制制动装置的摩擦零件.与木材,陶瓷,金属材料相比,塑料制品的另一大优点是原料来源广,加工工艺简单,可以方便地制成各种薄膜,管材,型材,造型复杂的配件及产品,而且能耗少,制造成本低,环境污染小. 塑料的突出缺点是,力学性能比金属材料差,表面硬度较低,大多数品种易燃,使用温度范围较窄.这些正是当前塑料改性的研究方向和重点. 根据材料的凝聚态性质,塑料是指玻璃化转变温度或熔融温度高于通常

智慧树知到《高分子材料加工工艺》章节测试答案

智慧树知到《高分子材料加工工艺》章节测试答案 绪论 1、人类文明发展的三个阶段：黄色文明（农业文明）、黑色文明（工业文明）和绿色文明（生态生产文明）。 A:对 B:错 正确答案：对 2、高分子材料的成型加工中，要注意：加工方法不同，产品性能不同；材料不同，加工方法不同；加工方法不同，所用设备不同。 A:对 B:错 正确答案：对 3、高分子材料是一类古老而年轻的材料，说起古老，是指使用方面，从远古时期，人类就已经学会使用天然高分子材料，如存在于自然界的树脂、橡胶、皮毛、蚕丝、棉花、纤维素、木材等。 A:对 B:错 正确答案：对 4、材料是一个国家科学技术水平、经济发展水平和人民生活水平的重要标志，是一个时代的重要标志。 A:对 B:错 正确答案：对 5、高分子材料科学与工程是关于高分子材料组成、结构、制备工艺与其性能及使用过程间相互关系的知识开发及应用的科学。

B:错 正确答案：对 第一章 1、通常氧化、臭氧化、水解等反应并存也不会引起高分子材料的降解断裂。 A:对 B:错 正确答案：错 2、范德华力和氢键是高分子分子间的作用力是不大的，因此对高分子制品的强度和耐热性影响也不大。 A:对 B:错 正确答案：错 3、由碳-氧、碳-氮、碳-硫等以共价键相联结而成，主要由缩聚反应或开环聚合制得；虽然分子中含有极性基团，但是加工时候，不需要彻底干燥。 A:对 B:错 正确答案：错 4、通常来说，未硫化的橡胶也是有着很大的实用价值的。 A:对 B:错 正确答案：错 5、氯丁橡胶含有氯，极性大，耐老化、耐油，同时与顺丁橡胶相比，耐寒性也没有下降。

B:错 正确答案：错 第二章 1、添加配合剂的目的主要是满足性能上的要求；满足成型上的要求；满足经济上的要求。 A:对 B:错 正确答案：对 2、热稳定剂并不是主要用于PVC塑料中。 A:对 B:错 正确答案：错 3、抗氧剂是指可抑制或延缓高分子自动氧化速度，延长其使用寿命物质。在橡胶工业中抗氧剂也被称为防老剂。 A:对 B:错 正确答案：对 4、所有波段的紫外光线都是导致高分子材料降解的罪魁祸首。 A:对 B:错 正确答案：错 5、对于特定的一种润滑剂，其作用只可能是内润滑或者外润滑。 A:对

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的应用及加工技术

《燕山石化公司2012年度情报论文第号》 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的应用及加工 技术 伟超

树脂应用研究所2012.12.27

目录 1.UHMWPE的性能及应用 (1) 1.1 UHMWPE的性能 (1) 1.2 UHMWPE的应用 (2) 1.2.1 以耐磨性和耐冲击性为主的应用 (2) 1.2.2 以自润滑性和不粘性为主的应用 (3) 1.2.3 以耐腐蚀性和不吸水性为主的应用 (4) 1.2.4 以卫生无毒性为主的应用 (4) 2.UHMWPE的加工特点及加工技术 (4) 2.1 UHMWPE的加工特点 (4) 2.2 UHMWPE的加工技术 (5) 2.2.1 模压成型 (5) 2.2.2 挤出成型 (5) 2.2.3 注塑成型 (7) 2.2.4 UHMWPE纤维的纺丝工艺 (8) 2.3 几种新型挤出方法 (10)

2.3.1 UHMWPE的近熔点挤出技术 (10) 2.3.2 超高分子量聚乙烯加工中的亚稳性现象 (11) 2.3.3 气体辅助挤出成型技术 (11) 2.3.4 超支化聚(酯－酰胺)对UHMWPE的加工流动改性 (12) 2.3.5 数值模拟UHMWPE的柱塞挤出 (12) 3.结论 (13) 参考文献 (14)

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的应用及加工技术摘要：超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种具有优异综合性能的热塑性工程塑料，广泛应用在纺织、造纸、包装、运输、化工、采矿、石油、建筑、电气、食品、医疗、体育、船舶、汽车等领域。由于其相对分子质量大，UHMWPE具有流动性差，临界剪切速率低，分子链易发生断裂等特点，加工困难。本文对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的应用及模压成型、挤出成型、注塑成型、纺丝等加工技术进行了介绍，并特别介绍了近熔点挤出、气体辅助挤出、超支化合物改性等几种较为新颖的UHMWPE加工技术。 关键词：UHMWPE，加工，进展，应用 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种具有优异综合性能的热塑性工程塑料。最早由美国Allied Chemical公司于1957年实现工业化，此后德国Hercules公司、日本三井石油化学公司等也相继投入工业化生产。我国高桥化工厂于1964年最早研制成功并投入工业化生产，20世纪70年代后期又有塑料厂和助剂二厂投入生产。目前，各国树脂的生产都是采用齐格勒型高效催化剂低压法合成的。 1.UHMWPE的性能及应用 1.1 UHMWPE的性能[1] 1.磨耗性能 UHMWPE的耐磨耗性能居塑料之首，比尼龙66和聚四氟乙烯高4倍，比碳钢高5倍。 2.冲击性能 UHMWPE的冲击强度是市售工程塑料中最高的，为聚碳酸脂（PC）的2倍，ABS的5倍，且能在液氮温度（－℃）下保持高韧性。 3.润滑性能

高分子材料加工工艺考试题库

《高分子材料加工工艺学》复习提要 一、填空题 1. 现代材料科学的范围定义为研究材料性质、结构和组成、合成和加工、材料的性能这四个要素以及它们之间的相互关系。 2. 高分子材料按照来源分类，主要分为天然高分子材料和合成高分子材料。 3. 按照材料学观点：高分子材料分为结构高分子材料和功能高分子材料。 4. 长度一般为35～38mm，称为棉型短纤维；长度一般为75～150mm，称为毛型短纤维。 5. 聚酯纤维（涤纶或称的确良），聚酰胺纤维（锦纶）、聚丙烯纤维（丙纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）。 6. 高分子材料加工过程一般包括四个阶段：1）原材料准备；（2）使原材料产生变形或流动，并成为所需的形状；（3）材料或制品的固化；（4）后加工和处理。 7. 溶液纺丝根据纺丝时所使用的凝固介质不同，可分为湿法和干法两种。 8. 切片中的水分为两部分：一是粘附在切片表面的非结合水，另一是与高分子链上以氢键结合的结合水。 9. 切片的含水率均随干燥时间延长而逐步降低。在干燥前期为恒速干燥阶段，这时除去的主要是切片中的非结合水；干燥后期为降速干燥阶段，主要去除结合水。 10. 转鼓干燥机主要由有转鼓部分、抽真空系统和加热系统三部分组成。 11. 组合式干燥设备主要包括预结晶器、充填干燥器及热风循环系统三部分组成。 12. 喷丝孔的几何形状是直接影响熔体的流动特性，其通常由导孔和毛细孔构成。 13. 丝条冷却吹风形式有两种：侧吹风和环形吹风，而针对短纤维主要采用环形吹风。 14. 聚酯短纤维的后加工工艺，主要包括集束、拉伸、卷曲、热定形及切断打包。 15. 纤维的拉伸倍数应根据卷绕丝的应力－应变曲线确定，选择在自然拉伸倍数和最大拉伸倍数之间。 16.长纤的后加工工艺主要为拉伸加捻工艺、假捻变形工艺及空气变形工艺。 17. 长纤的拉伸加捻后加工工艺，其在喂入辊和第一导丝盘间进行一段拉伸，在

高分子材料加工技术

实训1 海带中海藻酸钠的提取 1.实训目的 1.1巩固常用基本仪器的操作 1.2巩固几种常用溶液的配制 1.3巩固EDTA标准溶液的配制与标定方法 1.4掌握EDTA测定溶液中钙离子的测定 1.5掌握茚三酮溶液与蛋白质颜色反应的原理和方法 1.6掌握从虾壳中提取甲壳素的原理和方法 2.实训原理 甲壳素的提取方法主要有酸碱法、EDTA脱钙法和酸碱交替法等，其中酸碱交替法具有可提高反应温度、反应时间短，无需脱色处理等优点而为本文采用。 原理：盐酸处理溶去其中的碳酸钙；碱煮处理去除与甲壳素共价交联的蛋白质；虾壳中含有的虾红素在碱煮过后，仍有大部分存在，故甲壳素显现红色，须用氧化还原的方法来处理虾红素。 3.实训原料、仪器、药品 3.1实训材料 虾壳、蟹壳 3.2实训仪器 序号名称规格数量备注 1 烧杯100、250 、500 mL 10、5、5个按顺序 2 锥形瓶250mL 6个 3 移液管5、10、25、50mL 各一支

4 容量瓶100、250mL 各3个 5 酸性滴定管25mL 一支 6 数显恒温水浴箱一台 7 电子天平 8 电热恒温烘干箱 9 玻璃棒数支 10 滤纸若干 11 量筒10、50、100mL 各一支 3.3实训药品 序号名称规格数量备注 1 浓盐酸（体积百分数 为35~38%） 2 NaOH 3 30％过氧化氢 4 高锰酸钾 5 亚硫酸氢钠 6 酸性络蓝K K—B指示剂的 7 萘酚绿B 配制 8 EDTA EDTA的配制与 9 ZnO 滴定 10 氨水（1:1） 11 1%的铬黑T（EBT） 12 茚三酮配制1%茚三酮 13 氯化亚锡 溶液

高分子材料加工工艺教学内容

高分子材料加工工艺

高分子材料加工技术复习提纲 一、填空题 1.大材料包括（金属）、（非金属）、（高分子）。 2.高分子材料加工前，原料的状态可分为（粉状）、(粒料)、(溶液)、(分 散体）。 3.成型加工后进行的处理有(调温)、(调湿)、(调温调湿)。 4.塑料可分为(热塑性)塑料、（热固性）塑料两大类。 5.塑料的三态：（玻璃态）、（高弹态）、（粘流态）。 6.高分子材料热机械特性与成型加工的关系(6个空)。 二、名词解释 1.挤出成型：挤出成型时预处理过的物料经料斗加入挤出机中，在外部加热和内摩擦生热作用下以流动状态通过口模成型的方法。

2.注塑成型 ：注塑成型是将热塑性塑料先在加热机筒中均匀塑化，然后由螺杆或柱塞推压到闭合的模具型腔中，经冷却定型后得到所需的塑料制品的过程。 3.焦烧：橡胶分子在贮存和生产过程中提前硫化的现象. 4.喷霜：橡胶助剂渗出制品表面的现象。 5.塑料：相对分子量在10000以上，以高分子化合物为基本成分，添加助剂能够自由成型的一类材料的总称。 6.橡胶：橡胶是一种高弹性的高分子化合物，是无定形的高聚物。 7.弹性体：材料在受力发生大变形再撤出外力后迅速回复其近似初始形状和尺寸的材料。 8.相溶性：聚合物的共混物制品在预期的使用期内，其组分始终不析出或者不分层。 三、 简答题 1.简述塑料挤出造粒的工艺流程及影响因素。 原料预处理 配料挤出机头成型冷却 牵引造粒 2.简述塑料挤出成型的工艺流程并阐述影响注塑成型的主要因素。 3.简述橡胶配方的五大体系。 生胶体系、硫化促进活化体系、补强填充体系、防老体系、增塑体系 4.简述压缩模塑的工艺流程及其影响因素。 加料闭模排气固化脱模 清理模具 影响因素：模压压力、模压温度、模压时间。 口模 冷却定型 原料预处理电、加热、内摩擦生热

高分子加工工艺

1.塑料管材的“四节”特点节能、节水、节地、节材 2.PVC软管、硬管的挤出工艺区别软管的挤出生产线不设定径装置，而是靠通入压缩空气维持一定形状，起到定径效果。 3.我国管材定型一般采用外径还是内径定型，具体有几种形式我国塑料管材尺寸规定为外径公差，故多采用外径定型法。具体形式：内压定径法、真空定径法、顶出法。 4.请分别解释挤出PVC板材时三辊压光机的作用，冷却输送辊的形式以及作用三辊压光机的作用：起冷却定型作用，不起延展成型作用；冷却输送辊的形式：排管冷却器； 作用：①支持没有完全冷却的板材防止变形；②充分冷却板材 5.挤出板材时机头温度一般如何控制？①机头温度沿板材幅宽分多段控制，使中间低两边高，以保证机头两边的物料容易流动；②机头温度比机身温度高5-10℃.（机头较宽，物料要在较宽机头范围内均匀分布，必须提高料温，才能保证熔料的流动性。） 6.请问注射螺杆与挤出螺杆有哪些不同？注射螺杆的独特之处：①旋转运动加轴向水平运动； ②长径比小，压缩比小；③加料段较长；④螺杆头部多为尖头，一般有止逆环。 7.请简单介绍反应注射成型工艺（RIM）由单体或低聚物以液态形式计量，瞬间混合的同时注入模腔，在模腔中迅速反应，以极快的速度生成含有新的特性基团结构的聚合物。SRIM：将玻璃纤维毡、网等预成型体，预先铺放在预热的模具中，使用RIM注射机进行注射成型 8.PP周转箱一般有什么用途？可采用什么材料成型？并请给出采用注射成型时的工艺流程图。用途：周转和贮存食品，饮料。可采用PP/HDPE材料成型 成型前的准备→合模→注射（充模）→保压→冷却固化→开模→顶出制品→后处理 9.采用压延成型法加工软制PVC薄膜时，请给出完整工艺流程。 配料→捏合→塑炼（开炼机、密炼机、挤出机）→供料→金属探测→压延→引离→轧花→冷却→β射线测厚→卷曲切割 1.什么是蜡状层？请分析其产生原因？该如何消除？蜡状层：采用不适当的稳定剂使压延机辊筒表面蒙上的一层薄膜蜡状物质，致使薄膜表面不光，生产中发生黏辊的现象或在更换产品时发生困难。原因：所用的稳定剂与树脂相容性较差，而且其分子极性基团的正电性较高，以致压延时被挤出而包围在辊筒表面，形成蜡状层。消除：①选用正电性低的适当的稳定剂 ②掺入含水氧化铝等吸收金属皂类更强的填料③加入酸性润滑剂 2.PVC人造革主要生产方法。压延法成型PVC人造革的两种方法生产方法：压延、涂覆、层合。压延分为：直接贴合--直接利用压延机将物料贴合引入布基，分布层合--压延成薄膜，复合设备将薄膜与布基分次贴合。 3.压延成型时，采用60m/min的辊速，但仍然采用40m/min时的辊温，料温会如何？制品质量情况？料温上升，流动性增加，出现脱辊或破裂现象，制品质量下降 压延成型时，采用40/min的辊速，但仍然采用60/min的辊温，料温会如何？制品质量情况？料温过低，难以正常包辊，制品表面毛糙，不透明，有气泡甚至出现孔洞 4.PE挤出吹塑桶的成型工艺流程：物料→熔融塑化→挤出型坯→吹胀→制品冷却→脱模→后处理→制品 5.挤出吹塑时，如果吹气速度过快会出现什么情况？（1）进气处产生局部真空造成型坯内陷，完全吹胀后形成横隔模片（2）型坯从口模处被气流拉断以及无法吹胀 6.缠绕成型的概念，湿法缠绕成型工艺流程图将浸过树脂胶液的连续纤维或布带，按照一定规律缠绕到芯模上，然后固化脱模成为增强塑料制品。用于制造各种回转体。 分为干法（预浸带）和湿法（有胶槽）缠绕成型。 湿法工艺流程图：纱架→胶槽浸胶→张力控制（张力辊）→芯模缠绕→固化→脱模 干法与湿法区别：干法--采用预浸胶处理的预浸纱带在缠绕机上经加热软化至粘流态后缠绕

高分子材料加工工艺设计复习题及答案

高分子材料加工工艺复习题及答案 一、选择 1.由图形-非牛顿流体的应力-应变关系，可得出结论是（ ABC ） A.剪应力和剪切速率间通常不呈比例关系； B.剪切粘度对剪切作用有依赖性； C.非牛顿性是粘性和弹性行为的综合； D.流动过程中只包含着不可逆形变 2.硫化时间以过氧化物耗尽为止来决定，一般可取预订温度下半衰期的（B）倍的时间。 A1-4 B.5-10 C.11-15 D.16-20 3. 流动中包括下述四种主要形式 ( ABCD ) A正流 B逆流 C.横流 D.漏流 4. 天然胶采用开放式炼胶机混炼时，辊温50-60℃、用密炼机时采用一段法； 丁苯胶用密炼机混炼采用；氯丁胶采用开放式炼胶机混炼时，辊温40-50℃、用密炼机时采用；( D ) A 一段法；一段法 B 一段法；二段法 C 二段法；一段法 D 二段法；二段法 5. 氯丁胶采用（）为硫化剂。（ D ） A 氧化铜 B氧化铁 C 氧化铝 D氧化锌 1、聚合物在加工过程中的形变都是在（A ）和（ C ）共同作用下，大分子( D )和( B ) 的结果。 A温度B进行重排C外力D 形变 4、聚合物分子量对材料热性能、加工性能的影响，下列叙述正确的是（ B ） Ａ、软化温度降低Ｂ、成型收缩率降低Ｃ、粘度下降Ｄ、加工温度降低 5、同时改进塑料的流动性，减少或避免对设备的粘附，提高制品的表面光洁度助剂是（ A ） A 润滑剂 B增塑剂 C 防老剂 D偶联剂 2、下列是常用的硫化介质的有哪些（ABD） A饱和蒸汽 B过热水 C冷水 D热空气 橡胶配方种类有哪些（BCD） A结构配方 B基础配方 C性能配方 D生产配方 4、下列属于注射过程的是（ABCD） A脱模 B塑化 C注射 D冷却 5、下列不属于单螺杆挤出机的基本结构的是（C） A传动部分 B加料装置 C 切割装置 D机头和口模 1、下面聚合物中拉伸变稀现象的聚合物有： ( AB ) A.PP B.PE C. LDPE D.PS

高分子成型加工

合肥学院 Hefei University 高分子成型加工论文 学号： 1203012024 姓名：安绵伟 专业：粉体材料科学与工程 系别：化工系 摘要：高分子复合材料的制备和加工方法繁多，不同的材料有不同的加工方

法，同一种材料也可能对应好几种方法。本文主要讨论了塑料成型加工技术的现状，介绍了挤出成型加工工艺原理与技术特点，综述了高分子材料成型加工技术的新进展。 关键词：塑料，挤出，成型 1 前言 随着工业化技术的发展和人民生活水平的提高，人们对塑料产品种类和质量的需求也越来越高。高分子材料是通过制造成各种制品来实现其使用价值的，因此从应用角度来讲，以对高分子材料赋予形状为主要目的成型加工技术有着重要的意义。高分子材料的主要成型方法有挤出成型、注射成型、吹塑成型、压延成型等，本文主要介绍了挤出成型加工技术的最新进展。 2 挤出成型 挤出成型在塑料加工中又称为挤塑，在非橡胶挤出机加工中利用液压机压力于模具本身的挤出称压出。是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。该工艺主要用于热塑性塑料制品的成型。挤出工艺流程如图1所示[1]。 图1热固性塑料模压成型工艺流程 挤出成型主要包括加料、塑化、成型、定型等过程。要获得外观和内在质量均优良的型材制品，是与原材料配方、挤出设备水平、机头模具设计与加工精度、型材断面结构设计及挤出成型工艺条件等分不开的。挤出成型工艺参数的控制包括成型温度、挤出机工作压力、螺杆转速、挤出速度、牵引速度、排气、加料速度及冷却定型等。挤出工艺条件又随挤出机的结构、塑料品种、制品类型、产品的质量要求等的不同而改变[2]。 2.1 共挤出技术 共挤出技术是用两台或者两台以上单螺杆挤出机或双螺杆挤出机将两种或

高分子合成工艺学

第一章 1.高分子合成工艺学的主要任务。 将基本有机合成生产的单体，经聚合反应合成高分子化合物，为高分子合成材料成型提供基本原料。基本有机合成、高分子合成和高分子合成材料成型时密切相联系的三个部门。2．高分子材料的主要类型、品种及发展方向。 塑料。品种：通用塑料，工程塑料。发展方向：具有优异性能的高性能、耐高温塑料。 合成橡胶。品种：通用合成橡胶，特种合成橡胶。发展方向：通用橡胶主要替代部分天然橡胶产品，特种橡胶主要制造耐热、耐老化。耐油或耐腐蚀等特殊用途的橡胶产品。 合成纤维。品种：聚酯（涤纶纤维）、聚丙烯腈（腈纶纤维）、聚酰胺（棉纶纤维或尼龙纤维）等。发展方向：具有耐高温、耐腐蚀、或耐辐射的特种用途合成纤维。 3．工业生产中合成聚氯乙烯采用哪几种聚合方法，简单说明原因。 4．说明高分子合成材料的生产过程，各过程的特点及意义。 1、原料准备与精制过程。包括单体、溶剂。去离子水等原料的贮存。洗涤、精制、干燥、 调整浓度等过程与设备。 2、催化剂（引发剂）配制过程。包括聚合用催化剂、引发剂和辅助剂的制造、溶解、贮存、 调整浓度等过程与设备。 3、聚合反应过程包括聚合和以聚合釜为中心的热交换设备及反应物料输送过程与设备。 4、分离过程。包括未反应单体的回收、脱落溶剂、催化剂。脱除低聚物等过程与设备。 5、聚合物后处理过程包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。 6、回收过程。主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。 第二章 1．石油裂解制烯烃的工艺过程。 液态烃在水蒸气存在下，于750~820?C高温热裂解为低级烯烃、二烯烃。为减少副反应，提高烯烃收率，液态烃在高温裂解区的停留时间仅0.2~0.5 s。 2、高分子合成材料的基本原料(乙烯、丙烯、丁二烯、苯乙烯)的来源及生产方法。 基本原料来源：石油、煤炭、植物及农副产品等。单体原料来源路线为：石油化工路线、煤炭路线和其他原料路线。

高分子加工原理与技术课后题及答案

高分子加工原理与技术课后题及答案

一.分别叙述挤出产品中吹塑薄，管材单丝生产的工艺流程和工艺条件 1.薄膜成型 工艺流程挤出机挤出——纵拉——冷却裩冷却——预热——横拉——热定型——冷却——切边冷却 工艺条件 1.拉伸裩须对薄膜预热温度低于熔点2.挤出物料塑化和温度均匀，物料无脉动现象3.口模平直部分应较长，通常不小于16mm 4.挤出厚片后应实行急冷，冷却裩表面应十分光洁 2.管材成型工艺配方——拌和——造粒——挤出机挤出——管机头成型——定径套定径——冷却——牵引——定长锯割——检验——包装工艺条件-1.粉料水冷却机身后部温度80-110中部120-140前部150-170 机头分流梭支架处温度160-170口模170-180 2.粒料水冷却机身后部温度80-110中部120-140前部150-170 机头分流梭支架处温度160-170口模180-1903.单丝成型工艺挤出机挤出——单丝机头挤出——冷却水箱冷却——第一延伸裩拉伸——热拉伸水箱加热——第二延伸裩拉伸——热处理——导丝裩导丝——卷曲工艺条件以高密度聚乙烯为

例，机身挤出温度:150-300,喷丝板温度:290-310冷却水温度30-50牵引倍数9-20倍牵引温度90-100 二.单螺杆挤出机的参数。简述其作用 a.螺杆直径D 决定了挤出机的大小，其大小根据产品的形态大小及生产效率决定 b.长颈比L/D 决定螺杆体积容量的主要因素，并影响物料从量筒壁传给物料的速率 c.螺旋角螺棱宽度e 螺旋角的大小与物料的形态有关，其中细粉状料30 方块料15球柱状料17 d.螺槽深度H 决定了流体的容积与压缩比e 螺杆与料筒间隙间隙增大，生产效率降低 挤出机主要有那几个系统组成，作用？ 1.加料装置，一般采用料斗加热 2.料筒：塑化加压的场所， 3.螺杆：输送固体物料压紧和熔化固体物料均化和计量及产生足够的压力以挤出熔融物料。 4.传动装置：带动螺杆转动 简述排气式挤出机的原理 排气式挤出机中有排气式螺杆，可连续从聚合物中抽出挥发物，在其料筒上设置一个或多个排气孔以便排出挥发物，其有两个功能要求：1.排气孔下的聚合物压力为零 2.排气孔的聚合物是完

四大高分子材料加工方法

一．挤出成型 挤出成型工艺适用于所有的高分子材料，制造各种连续制品如管材、型材、板材(或片材)、薄膜、电线电缆包覆、橡胶轮胎胎面条、内胎胎筒、密封条等。其中的塑料挤出成型几乎能成型所有的热塑性材料，也可用于少数几种热固性材料，如酚醛。 原因：因为挤出成型工艺具有以下特点： 1.连续成型，产量大，生产效率高； 2.制品连续，断面形状不变，制品外形简单； 3.制品质量均匀密实，尺寸准确较好。 二．注射成型 注射成型的应用十分广泛，几乎所有的热塑性塑料及多种热固性塑料都可用此法成型，也可以成型橡胶制品。但主要是热塑性塑料的注射。 原因：因为注射成型工艺具有以下特点： 1.成型周期短，生产效率高，易实现自动化； 2.能成型形状复杂，尺寸精确； 3.带有金属或非金属嵌件的塑料制件； 4.产品质量稳定。 三．模压成型 模压成型工艺广泛用于热固性塑料和橡胶制品的成型加工，几

乎所用的高分子材料都可用此方法来成型制品。目前主要用于：热固性塑料的成型；橡胶制品的成型；复合材料的成型。 原因：因为模压成型工艺具有以下特点： 1.与挤出和注射等成型工艺相比，模压成型工艺所需设备结构简单、制造精度不髙、制造费用低，所以投资少、见效快，为发展多品种、小批量的生产提供了有利条件； 2.在模压成型过程中，由于塑料的流动距离很短，受填料的定向影响小，所以塑件的尺寸变动小，不易变形，尺寸稳定性好，机械性能稳定； 3.相同吨位的压机可以成型较大平面的制品； 4.模压成型工艺成熟，生产过程易于控制； 5.模压成型中没有浇注系统，原材料浪费相对较少。对于不能重复利用的热固性材料来讲，节约原料尤为重要； 6.模压成型基本上适合于加工各种塑料，尤其像氨基树脂、环氧树脂和聚酰亚胺等材料，用注射成型既困难又会影响制品外观质量；对于用石棉或玻璃纤维等增强的塑料，在注射和挤出成型中，纤维易在浇口部分断裂，使制品的机械强度特别是冲击强度降低，失去增强的意义；聚酯团状和片状模塑料若采用注射成型，则需特殊的强迫加料装置，导致设备费用昂贵。模压成型是制造高强度塑件最有效的方法。

高分子材料与加工考题知识点

复习课主要内容 1 在工业上获得成功应用的“高分子材料”在概念上要具有哪些方面的特点或要求？（重要）a有一定的力学性能； b兼或同时具有一定的功能特性； c具有一定的可加工性； d市场价值（经济价值）； e环保、节能、安全特征（社会价值）。 要求：可满足生产或生活中的某种需要，并能够参与社会经济发展的循环过程。 2为什么聚合物流体通常被认为是软物质或复杂流体？（理解，不需掌握） 软物质：即复杂流体，主要特征是易形变，弱力引起大形变。聚合物流体同软物质都是多层次多尺度，小刺激产生大变化。 3如何理解“流动”？（重要） 流动：运动单元在外场作用下相对运动并损耗能量。 聚合物流体的流动现象：聚合物流体某尺寸水平上的运动单元在外场作用下相互间产生相对运动并损耗能量的现象。 4 为什么高分子材料往往需要在加工成型过程中对其流动性进行必要的调控？甚至有些高分子材料流动性的调控非常困难以至难以规模化工业生产？（了解） 高分子材料通常不具有所需要的流动性，因此需要对其进行调控以实现材料的工业化生产。而高分子材料不具有所需要的流动的原因有： 1时间尺度不匹配：基于聚合物流体在不同空间结构尺度上的相对运动而形成的聚合物流体流动往往超出高分子材料成型加工生产实际所需要的时间尺度要求，太慢或者太快。 2分子链间的相互作用的影响：影响分子链间的相对运动，影响凝聚态结构及超分子结构的稳定性（破坏或重建）及其不同运动单元的相对运动。 3分子链间相互作用形式：分子链间的相互作用是形成高聚物多姿多彩的凝聚状态的内在原因，是指大分子间存在的形式多样的次价键作用力——分子间作用力，它们具有不同的强度、方向性及对距离和角度的依赖性，是材料结构自组织形成并发生演变的基础；包括：Van de Waals力、氢键及分子间配键作用。 5为满足成型和加工的需要，通常如何获得或调控某些特定的高分子材料的流动性？（没记）a、主要调整温度压力等外在工艺技术条件，包括：Van de Waals力、氢键及分子间配键作用； b、主要对分子结构进行化学改性（如纤维素），或将化学结构控制和工艺技术条件控制相结

高分子材料基本加工工艺

《高分子材料基本加工工艺》复习题 课程名称《高分子材料加工技术》 任务1：认识常用橡胶 1. 高分子材料 将高分子化合物经过工程技术处理后所得到的材料称为高分子材料。 2. 高分子材料加工描述 高分子材料加工是将高分子材料转变成所需形状和性质的实用材料或制品的工程技术。 3. 高分子材料加工的主要内容包括：①橡胶加工②塑料加工 4. 橡胶的共性： ①具有橡胶状弹性。②具有粘弹性。③有缓冲减震作用。④对温度依赖性大。⑤具有电绝缘性。⑥有老化现象。⑦需进行硫化。必须加入配合剂。 5. 橡胶的分类： 按材料来源分天然橡胶和合成橡胶；按性能和用途分通用橡胶和特种橡胶。 6. 天然橡胶的特性及缺点。 特性： ①为不饱和橡胶，化学性质活泼，能进行加成反应和环化反应，能与硫磺硫化和与氧反应，硫化反应速度较快； ②为非极性橡胶，易与烃类油及溶剂作用，不耐油； ③在室温下无定形态，具有高弹性（在通用橡胶中仅次于BR）；在低温下或伸长时能出现结晶，属于结晶型橡胶，具有自补强性，在-70℃时为玻璃态； ④具有良好的综合性能，且加工性好；

⑤具有良好的耐透气性和电绝缘性。 缺点：耐油性、耐老化性（臭氧、热氧）差。 7. NR广泛应用于制造各类轮胎、胶管、胶带、胶鞋、工业制品及医疗卫生制品，是用途最广的橡胶品种。 8. 合成橡胶：合成橡胶是指由各种单体经聚合反应而制成的高弹性聚合物。 9. 合成橡胶按性能和用途分为通用合成橡胶和特种合成橡胶。 10. 凡是性能与NR相近，加工性能较好，能广泛用于轮胎和其他一般橡胶制品的称为通用合成橡胶。 11. 凡是具有特种性能，专供制造耐热、耐寒、耐化学腐蚀、耐溶剂、耐辐射等特种合成橡胶制品使用的称为特种橡胶。 12. 通用合成橡胶包括丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶。 13. 非结晶性橡胶，纯胶强度较低，需用炭黑补强，否则无使用价值。 14. BR的弹性在通用橡胶中最高，最主要的缺点是抗湿滑性不佳。 15. 乙丙橡胶耐老化性优异，在现有通用型橡胶中是最好的。 16. 丁基橡胶（IIR）具有优异的气密性（为橡胶之首），主要用于制造内胎。 17. 天然橡胶（NR）、氯丁橡胶（CR）属于结晶型橡胶， 18. 天然橡胶在通用橡胶中加工性能最好。 19. 特种合成橡胶包括丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯磺化聚乙烯。 20. 硅橡胶（Q）同时具有优异的耐热性和耐寒性好，无味、无毒，具有生理惰性，对人体无不良影响。

高分子过滤技术及应用

高分子过滤技术及应用 高分子过滤技术特点： （ 1 ）过滤精度非常高,一般可实现 0.5 微米的微粒一次截滤,滤液认非常清,这是任何以滤布与滤毡为介质的过滤技术无法达到的；（ 2 ）不仅可适用含固量极少的澄清过滤，也适用于含固量多，能形成滤渣层的“滤渣过滤”,不仅能方便地排出滤渣，而且能很方便排出干渣；这是目前微孔膜与超滤膜技术无法达到的；（3 ）微孔过滤介质的孔隙结构属蜂窝型结构，液流在内部流动属三维流动，在同样厚度，同样堵塞条件下，阻力增加较慢；而滤布的孔隙结构属平行管束型，内部属一维流动，阻力增加较快； （ 4 ）可采用 0 .6Mpa 的压缩气体快速反吹出渣与同样压力的气液混合反吹再生，滤渣剥离较完全，排渣迅速，再生效果好，方法简单；这是本技术最显著的优点，是任何其他过滤技术（滤布、滤毡、微孔膜、超滤膜、烧结金属与烧结陶瓷）无法达到的； （ 5 ）耐化学腐蚀性特别优越：无论何种酸、碱、盐；70℃以下各种溶剂都对微孔过滤介质不起作用，介质本身无嗅，无味，无任何异物溶出或脱落，可适用于医药、食品及任何工业部门的过滤，而烧结金属，烧结陶瓷等精密过滤介质不可能具备这种性能； （ 6 ）对于用于滤渣过滤的微孔过滤机，均具有结构较简单的气动或液动快开结构，再利用气体反吹排渣，整个排渣操作简单，可用气液反吹清洗，时间短，再生与清洗完全，因此辅助时间很短，这是比任何以滤布为介质的板框压滤机或叶片式过滤机等方便很多； （ 7 ）微孔介质重量轻，机械强度较强，再加工性能好，（车、刨、锯、焊等），不易损坏，安装、检修与维护方便；这是烧结陶瓷与烧结金属等介质不能比拟的；（ 8 ）微孔过滤一般为园筒型，微孔介质一般以管型或管板型安装，机内滤液流动通道大，流动阻力小，洗涤效率高，这是常用的板框压滤机无法达到； （ 9 ）微孔过滤机内机械部件少，结构也较简单，长期接触化学物料与粘细物料后也不易损坏；（ 10 ）微孔过滤机一般为直立安装，占地面积小。 （ 11 ）微孔过滤机一般为静止，安装方便； （ 12 ）微孔过滤机一般为低压过滤（ 0.1 ～ 0.2Mpa ），动力消耗省。 我们经过几十年的基础研究,应用研究和在许多行业的开发研究,终于研究成功"高

高分子材料成型加工 塑料成型工艺学 考试复习题

挤出1.以硬质PVC为例说明管材挤出成型加工工艺及其特点以及影响因素（10 分） 答：挤出工艺：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分） 特点：①口模横截面积不能大于挤出机料筒横截面积的40％。②挤出机头有直通式和偏移式两类，后者只用于内径尺寸要求精确的产品，很少采用。③定径套内径略大于管材外径；机头上调节螺钉可调节管材同心度；牵引速度可调节管材尺寸；（4分）④PVC，粘度大，流动性差，热稳定性差；生成热多，结合缝不易愈合，管材易定型。（3分）。 影响因素：温度、螺杆转速及冷却、牵引速度、压缩空气 2.简述挤出成型原理并讨论提高加料段固体输送速率的措施。 原理：粉（粒）料，加入挤出机经①加热、塑化成熔体，再经机头口模②流动成型成连续体，最后经冷却装置③冷却定型成制品。（4分）。措施：提高螺杆转速，提高料筒内表面摩擦系数fb，降低螺杆外表面摩擦系数fs（4分）。 3.简述管材挤出的工艺过程及管材挤出的定径方法。 答：管材挤出的基本工艺是：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分）（4分) 管材的内外径应分别等于管芯的外径和口模的内径。管材挤出的定径方法分为定内径和定外径两种。（2分) 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。（2分) 内径定型法是将定径套装于挤出的塑料管内，即使挤出管子的内壁与定径套的外壁相接触， 在定径套内通以冷水对管子冷却定径。（2分) 4.挤出时，渐变螺杆和突变螺杆具有不同的加工特点。已知：PVC软化点 75~165℃；尼龙的熔融温度范围则较窄，约10℃，它们应分别选用何种螺杆进行加工？简要说明理由。（12分） 答：PVC应选用渐变螺杆而尼龙应选择突变螺杆进行加工。（4分）因为PVC 是无定形塑料，无固定的熔点，软化温度范围较宽，其熔融过程是逐渐进行的，所以选择熔融段较长的渐变螺杆；PA是结晶性塑料，有固定的熔点，熔融温度范围较窄，温度达到熔点后，熔融较快，应选择熔化区较短的突变螺杆。（3分）5.根据挤出理论和实践，物料在挤出过程中热量的来源主要有两个，一是物料 与物料之间，物料与螺杆、机筒之间的剪切、摩擦产生的热量，另一个是料筒提供的热量。 6.根据最简流动方程，熔体在螺杆计量段的流动有正流、逆流、横流和漏 流四种 7.试分析螺杆挤出机生产中产生物料架桥现象的原因。 答：（1）原料配方中有黏度较大的助剂造成物料结块导致无法下料。 （2）下料段设定的温度过高，引起物料熔化，螺杆无法推进物料，造成物料架桥。 （3）喂料系统发生故障，无法正常工作，造成物料架桥。

2017年高分子材料加工工艺学I-复习题及答案

高分子材料加工工艺学复习题 1、合成PET的原料（单体）是什么？写出直接酯化法合成聚对苯二甲酸乙二酯的主要化学反应式。P11,P13 分子式自写 答：（1）单体：对苯二甲酸双羟乙二酯（BHET） （2）直接酯化法即将对苯二甲酸（TPA）与乙二醇（EG）直接进行酯化反应，一步制得BHET。BHET缩聚脱除EG生成PET。 反应式： 2、聚酯切片干燥的目的是什么？其干燥机理是什么？ P20 P20~21 答：（1）目的 1）除去水分。在纺丝温度下，切片中的水分存在使PET大分子的酯键水解，聚合度下降，纺丝困难、质量降低；少量水分汽化造成纺丝断头。 2）提高切片含水的均匀性，以保证纤维质量均匀。 3）提高结晶度及软化点，防止环结阻料。 （2）机理1）切片中的水分：PET大分子缺少亲水性基团，吸湿能力差，通常湿切片含水率<0.5%，其水分分为两部分：一部分是沾附在切片上表面的非结合水，另一部分是与PET大分子上的羰基及极少数的端羟基等以氢键结合的结合水。 2）切片的干燥曲线：切片干燥包括两个基本过程：加热介质传热给切片，使水分吸热并从切片表面蒸发，水分从切片内部迁移至切片表面，再进入干燥介质中。这两个过程同时进行，因此切片的干燥实质是一个同时进行传质和传热的过程，并伴随高聚物的结晶度和软化点变化。干燥曲线可知：①切片的含水率随干燥时间延长而逐步降低到平衡。②干燥速度与T、t有关，T升高，V升高，140℃时最快。③后期曲线平缓 3）切片干燥过程的结晶：由于PET分子链的结构具有高度立构规整性，所有的芳环几乎处于同一平面上，因而具有紧密堆积的能力与结晶倾向。结晶对切片干燥速度有很大影响。通常情况下，结晶会使干燥速率迅速大幅度下降。 3、螺杆挤压机按几何分段可分哪三段？各段的作用是什么？P26、原理ⅡP262 理解名词术语：螺杆的长径比、压缩比 P26~27 答：（1）三段：进料段、压缩段和计量（均化）段。 （2）作用：①进料段：对物料进行输送和预热，使物料受压、受热前移；②压缩段：压实物料、使物料熔融，排除物料中的空气；③计量段：使熔体进一步塑化均匀，并将料流定量、定压地送入机头，使其在口模中成型。 （3）螺杆的长径比（L/D）：指螺杆工作长度（不包括鱼雷头及附件）与外径之比。物料在这个长度上被输送、压缩和加热熔化。 （4）螺杆的压缩比：螺杆的压缩作用以压缩比i表示。而螺杆压缩比是指螺杆的加料段一个螺槽的容积与均化段（计量段）一个螺槽容积的比值。熔体纺丝用螺杆常用压缩比为3~3.5。 4、熔体纺丝机一般由哪几部分组成，各部分的作用是什么？按纺丝速度的高低，聚酯纺丝技术路线可分成哪四个类型？P25 答：（1）熔体纺丝机：①螺杆挤压机：由螺杆、套筒、传动部分、加料斗加热和冷却装置构成。

高分子材料成型加工技术的进展

2008年第9期广东化工 第35卷总第185期https://www.sodocs.net/doc/0d8529835.html, · 3 · 高分子材料成型加工技术的进展 吴刚 (广东省石油化工建设工程质量监督站，广东广州 510034) [摘 要]讨论了塑料成型加工技术的现状，介绍了挤出、注塑、吹塑、压延等典型的塑料成型加工工艺原理与技术特点，综述了高分子材料成型加工技术的新进展。 [关键词]塑料；成型；发展 [中图分类号]TB324 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2008)09-0003-04 Progress of Plastics Molding Technology Wu Gang (Guangdong Provincial Petro-chemical Construction Quality Supervision Station, Guangzhou 510034, China) Abstract: The paper introduced the current technology of plastics molding, briefly described the principles and characteristics of the typical processes like extruding, molding, blowing, dusting etc, and the development trend of plastics molding technology was reviewed. Keywords: plastics；molding；development；review 随着工业化技术的发展和人民生活水平的提高，人们对塑料产品种类和质量的需求也越来越高。高分子材料是通过制造成各种制品来实现其使用价值的，因此从应用角度来讲，以对高分子材料赋予形状为主要目的成型加工技术有着重要的意义。高分子材料的主要成型方法有挤出成型、注射成型、吹塑成型、压延成型等，文章综述了高分子材料成型加工技术的最新进展。 1 挤出成型 挤出成型主要是利用螺杆旋转加压方式，连续地将塑化好的成型物料从挤出机的机筒中挤入机头，熔融物料通过机头口模成型为与口模形状相仿的型坯，用牵引装置将成型制品连续地从模具中拉出，同时进行冷却定型，制得所需形状的制品。挤出成型主要包括加料、塑化、成型、定型等过程。要获得外观和内在质量均优良的型材制品，是与原材料配方、挤出设备水平、机头模具设计与加工精度、型材断面结构设计及挤出成型工艺条件等分不开的。挤出成型工艺参数的控制包括成型温度、挤出机工作压力、螺杆转速、挤出速度、牵引速度、排气、加料速度及冷却定型等。挤出工艺条件又随挤出机的结构、塑料品种、制品类型、产品的质量要求等的不同而改变[1]。1.1 共挤出技术 共挤出技术是用两台或者两台以上单螺杆挤出机或双螺杆挤出机将两种或多种聚合物同时挤出并在一个机头中成型多层板式或片状结构等的一步法加工过程。共挤出技术避免了传统的高代价且复杂的多步层压或涂层工艺，可容易地成型为具有特殊性能的薄层或超薄层，使之具有着色、遮蔽紫外线、提供阻隔性、控制薄膜表面特性等，也可方便地将各种添加剂如抗结块剂、抗滑移剂和抗静电剂等加入到需要的任何一层。 专稿 [收稿日期]2008-05-14 [作者简介]吴刚(1956-)，男，山东人，本科，高级工程师，主要从事石油化工建设工程质量监督工作。

高分子材料加工工艺

高分子材料加工技术复习提纲 一、填空题 1.大材料包括（金属）、（非金属）、（高分子）。 2.高分子材料加工前，原料的状态可分为（粉状）、(粒料)、(溶液)、(分散体）。 3.成型加工后进行的处理有(调温)、(调湿)、(调温调湿)。 4.塑料可分为(热塑性)塑料、（热固性）塑料两大类。 5.塑料的三态：（玻璃态）、（高弹态）、（粘流态）。 6.高分子材料热机械特性与成型加工的关系(6个空)。 二、名词解释 1.挤出成型：挤出成型时预处理过的物料经料斗加入挤出机中，在外部加热和内摩擦生热作用下以流动状态通过口模成型的方法。 2.注塑成型：注塑成型是将热塑性塑料先在加热机筒中均匀塑化，然后由螺杆或柱塞推压到闭合的模具型腔中，经冷却定型后得到所需的塑料制品的过程。 3.焦烧：橡胶分子在贮存和生产过程中提前硫化的现象. 4.喷霜：橡胶助剂渗出制品表面的现象。

5.塑料：相对分子量在10000以上，以高分子化合物为基本成分，添加助剂能够自由成型的一类材料的总称。 6.橡胶：橡胶是一种高弹性的高分子化合物，是无定形的高聚物。 7.弹性体：材料在受力发生大变形再撤出外力后迅速回复其近似初始形状和尺寸的材料。 8.相溶性：聚合物的共混物制品在预期的使用期内，其组分始终不析出或者不分层。 三、 简答题 1.简述塑料挤出造粒的工艺流程及影响因素。 原料预处理 配料挤出机头成型冷却 牵引造粒 2.简述塑料挤出成型的工艺流程并阐述影响注塑成型的主要因素。 3.简述橡胶配方的五大体系。 生胶体系、硫化促进活化体系、补强填充体系、防老体系、增塑体系 4.简述压缩模塑的工艺流程及其影响因素。 加料闭模排气固化脱模 清理模具 影响因素：模压压力、模压温度、模压时间。 5.简述压延成型的工艺流程及其影响因素。 6.简述热固性塑料、热塑性塑料的定义和区别，并举例。 热固性塑料：成型过程中，发生化学反应，生成不溶不熔网状结构的一类聚合物。 热塑性塑料：能反复加热软化，冷却硬化的一类高分子材料。 热固性塑料：酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯 热塑性塑料：PE 、PP 、PVC 、PS 、ABS 口模 冷却定型 原料预处理 电、加热、内摩擦生热