北京化工大學聚合物加工工程復習提綱答案

1、1. 所謂連續(xù)介質模型，就是不考慮微觀分子結構，把流體視為由無數(shù)多個充滿所在空間、相互間無任何間隙的質點所組成，相鄰質點宏觀物理量的變化是連續(xù)的。具體包括兩個內容。其一，流體是由排列的流體質點所組成，即空間每一點都被確定的流體質點所占據(jù)，其中并無間隙。流體的任一物理參數(shù)B可以表達成空間坐標和時間坐標的函數(shù)。其二，在充滿連續(xù)介質的空間里，B不再僅僅是空間和時間的函數(shù)，而且是連續(xù)可微的函數(shù)。在宏觀上，質點的尺度與流體所處空間的尺度相比要充分小，以至于在數(shù)學上可以看做一個幾何點，只有位置而沒有體積大小，這是由于占據(jù)有限空間的液體中具有無限多個質點，每一個質點的宏觀物理量都具有唯一的確定數(shù)值；在微觀上

2、質點的尺度和分子尺度相比又要足夠大，以至于每個質點的體積內都應該有包含有大量的分子。所以質點可以理解為由許多分子組成的“微元”或者“微團”。2. 材料（流體或固體）在外力的作用下，就要產(chǎn)生流動和變形，在材料內部將產(chǎn)生抵抗流動與變形的內力。因此內力是材料內部與另一部分之間的相互作用力。應力是一點處所受的力。應力等于內力除以面積。3. 材料內部同一點各微分平面上的應力情況，稱為一點的應力狀態(tài)，用應力張量描述。描述的話，就是三個正應力和六個剪應力，具體的看棕皮本。4. 見棕皮本。5. 流體在外力作用下產(chǎn)生流動，這是流體材料連續(xù)形變的表現(xiàn)。其形變量不僅與應力大小有關，而且與應力作用的時間有關。雖然應力

3、可能很小，但是作用時間很長，仍然可以得到很大的應變量。因此，對于流體的連續(xù)形變，應該用應變速率即單位時間內的應變量來表征。6. 見棕皮本7. 見棕皮本8. 牛頓流體、假塑性流體、脹塑性流體。流動曲線嘛，自己想吧。舉例子。多數(shù)聚合物熔體屬于假塑性流體，因為會有剪切變稀，剪切過程中，分子鏈取向了，纏結點濃度降低。9. 見棕皮本10. 兩個應用，平行板間和狹縫，刷試卷時注意一下。1. 共混的目的，提高聚合物的使用性能，改善聚合物的加工工藝性能，降低成本。共混方法有機械共混法，液體共混法，共聚共混法。2. 共混原則有以下幾個，相容性，流變學原則，表面張力相近原則，分子擴散動力學原則。通過共混原則的判斷

4、，目前絕大多數(shù)聚合物共混都是不相容的，但是聚合物的相對分子質量很高，粘度特別大，靠機械力場將兩種聚合物強制分散混合后，各相自動析出或凝聚的現(xiàn)象也很難發(fā)生，故仍可長期處于動力學穩(wěn)定狀態(tài)，因為兩種不相容的聚合物仍可共混，并獲得綜合性能良好的共混物，這叫做廣義相容性。3. 非結晶聚合物共混物的形態(tài)按相的連續(xù)性可分為三種基本類型：單相連續(xù)結構，兩相互鎖或交錯結構及兩相連續(xù)結構。至于這個形態(tài)與性能間的關系，只找到一句話：兩相交錯或互鎖，使共混物的力學性能明顯提高。4. 多數(shù)顆粒狀填料填充的聚合物共混物，其微觀相態(tài)為聚合物呈連續(xù)相，填料為分散相。連續(xù)相與分散相之間有一界面層，兩相通過界面層結合在一起。界面

5、層間的作用力強，粘合性好，則增強效果明顯。對填充補強劑的要求，填料的相容性越好，混入速度就越快，分散性就越好，均勻度也越高，補強性能也越明顯。填充料的粒徑最好在1m以下，處于膠體范圍，方可有補強效果。5. 固體固體混合，混合機理為體積擴散，即對流混合機理。外力場要求。液體（熔體）液體（熔體）混合，若參與混合的液體是低粘度的小分子物質，則混合機理是分子擴散機理和流體內產(chǎn)生的紊流擴散機理；若參與混合的液體是高粘度的聚合物熔體，則混合機理為體積擴散，即對流混合機理。固體液體（熔體）混合，若是液體添加劑加入固態(tài)聚合物，混合由剪切機理進行。若是固體添加劑加入液態(tài)聚合物，則需要強烈的剪切和攪拌作用，還要經(jīng)

6、歷濕潤分散均化三步。6. 7. 8. 為了便于橡膠材料的混煉加工，通常需要在一定條件下，對其進行加工處理，使橡膠材料由強韌的彈性狀態(tài)變?yōu)槿彳浀目伤苄誀顟B(tài)，這種工藝稱為塑煉。影響塑煉的因素有以下幾個：機械力作用，氧的作用，溫度的作用，靜電，化學塑解劑。為了提高橡膠制品的使用性能，改進工藝性能和降低產(chǎn)品成本，通常需要在橡膠中加入各種配合劑，這就是混煉。9. 10. 1. 加料段進行高分子物料的固體輸送；壓縮段壓縮物料，并使物料熔融；計量段對熔融物料進行攪拌和混合，也可稱為均化段，并定量定壓地將熔體向口模輸送。至于為什么要分段，那是因為物料通過螺桿的擠出包括了輸送、熔融和混合的復雜過程，這個過程能否

7、得以圓滿完成，擠壓系統(tǒng)的螺桿結構起著關鍵的作用。一般螺桿在擠出機中要完成三個基本職能，固體輸送，熔融和熔體輸送。2. 提高固體輸送率可從擠出機結構和擠出機擠出工藝兩個方面采取措施。從擠出機結構角度考慮，可增加螺紋深度；其次，可降低塑料與螺桿的摩擦系數(shù)，這就需要提高螺桿的表面光潔度；再者，可增大塑料與料筒的摩擦系數(shù)，料桶內表面要盡量光潔。3. ：無因次量，表示熔融區(qū)起始點處的融化速率與單位螺槽深度的質量流率之比，稱為熔化系數(shù)。：單位螺槽長度上的固體熔化速率。：一個數(shù)值，熔體流率系數(shù)4. 在熔融區(qū)后部固體床會周期性地解體，成為大小不一的團塊，懸浮在液相中，這就是固體床破碎現(xiàn)象。其原因是：隨著熔融過

8、程進行，液相部分增加，固體床的流道增大，壓力下降，使其內部出現(xiàn)裂縫，熔體深入裂縫，更加劇了固體床的破碎。破碎的固相物料被熔膜包圍后，其熔融過程就不再按原來的熔化機理進行。破碎后的大塊固體料還極可能把螺槽堵塞，使熔融料暫時不能通過，擠出量又突然增加，導致擠出過程的不穩(wěn)定。5. 6. 等于說明等于，代表了壓力梯度為，即螺桿前段沒有阻力，機頭完全打開的情況。等于，即逆流流量與正流流量相等此時生產(chǎn)率，表示機頭關閉，處于完全截流的操作狀態(tài)。7. 在正常生產(chǎn)中，值一般在到之間，會存在向速度為的層，即為滯留層。但是若從方向看，機筒內沒有零速點，各流體點均有向前的速度。流速的分布加強了流料的混合和攪拌。8.

9、這個慢慢做吧。只能抄到棕皮本上了。9. 直接反映擠出機生產(chǎn)率和壓力的關系的線稱為螺桿特性線。以口模形狀系數(shù)或者口模阻力系數(shù)為斜率，作出反映通過機頭的流率與壓力之間的關系，這就是口模特性曲線。那么以上兩條線的交點就是就是擠出工作點了。10. 螺桿的幾何壓縮比是指螺桿最初一個導程螺槽的容積和最終一個螺槽的容積之比。它的作用就是壓實物料，排除氣體，產(chǎn)生必要的擠出壓力，保證熔體在螺口出口處有足夠的致密度。實現(xiàn)方法有三種，等距不等深，等深不等距，不等深不等距。11. 課本P12112. 穩(wěn)定擠出的條件是前后兩段的生產(chǎn)率必須相等。解決冒料缺料的問題，可以在第一計量段末加調壓閥，在機頭或第二計量段末裝調壓閥

10、。13. 全嚙合、螺槽縱橫向完全封閉的，才能實現(xiàn)完全的正位移輸送。對于共軛縱橫向皆封閉的矩形螺槽，物料被封閉在由一個導程的螺槽與機筒內壁所形成的C字形空間里，這一空間叫C形室。沿螺桿和機筒軸線，有兩串這種彼此不相同的C形室。當螺桿轉動一周，C形室中的物料向前移動一個導程。同向的見P14214. 模內成型，冷卻定型，拉伸取向15. 31. 注射成型適用于制作形狀復雜、尺寸精度高、帶有各種金屬或非金屬嵌件的制品的制品，主要用注射成型的有塑料，橡膠等?？驁D見P2202. 注射機由四部分組成，注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、液壓傳動和電氣控制系統(tǒng)。兩種注射機理，柱塞式注射系統(tǒng)，螺桿一線式注射系統(tǒng)。將固態(tài)聚合物材料

11、加熱塑化成熔融狀態(tài)，在高壓作用下，高速注射入模具中，賦予熔體模腔的形狀，經(jīng)冷卻，加熱交聯(lián)或熱壓硫化而使聚合物固化，然后開啟模具，取出制品，這是一個完整的注射成型。3. 按照外形分類：臥式注射機，立式注射機，角式注射機，多模注射機?；蛘邇纱箢悾胶吐輻U式4. 注射機的注射系統(tǒng)是最主要的組成部分，其作用是：塑化能在規(guī)定的時間內將規(guī)定數(shù)量的物料均勻地熔融塑化，并達到流動狀態(tài)；注射以一定的壓力和速度將熔料注射到模具型腔中去；保壓注射完畢后，有一段時間螺桿保持不動，以向模腔內補充一部分因冷卻而收縮的熔料，使制品密實和防止模腔內的物料反流。注射系統(tǒng)由加料裝置，料筒，柱塞與分流梭，螺桿，噴嘴，合模系統(tǒng)的

12、作用是：把模具鎖緊，提供足夠的合模力和系統(tǒng)剛度，使注射時在熔料壓力作用下，不致開縫溢料；固定模具，要求具有足夠的安裝模具的模板面積和模具開合、取出制品的行程空間；啟閉模具，當模具作開合移動時，要求具有符合工作要求的移模速度，即在開閉模具過程中，模板的運動速度應該是先快后慢，開模時先慢后快而后再慢，以平穩(wěn)頂出制品，模具安全運行并能提高生產(chǎn)率。5. 注射機的螺桿既作轉動又作平移，既有塑化所用又有注射功能，結構上注射螺桿長徑比和壓縮比都比擠出螺桿要小。6. 塑化不均勻，物料僅靠料筒外部加熱器通過熱傳導供給熱量來進行塑化，并且物料在料筒中是層流狀態(tài)，造成層溫差大。注射壓力損耗大，注射壓力不僅消耗在熔體

13、通過噴嘴進入模腔所遇到的阻力上，還有壓實物料、固態(tài)物料在料筒中前移以及通過分流梭所遇到的阻力。注射速度不均勻，由于柱塞需要將料筒內的未塑化的物料先壓實，柱塞移動速度才能與熔體的注射速度達到一致。7. P2258. 物料成型過程的壓力和溫度變化。壓力P255溫度P239工藝參數(shù)的選擇：最重要的工藝條件是影響塑化，流動和冷卻的溫度，壓力和相應的各個作用時間。首先來介紹溫度，需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度。料筒溫度和噴嘴溫度影響塑料的塑化和流動，后一種溫度主要影響塑料的流動和冷卻。料筒溫度選擇的原則：要保證塑料得到良好的塑化，能順利實現(xiàn)快速流動注射，同時又不出現(xiàn)降解或分解現(xiàn)象。噴嘴溫度

14、：通常低于料筒最高溫度，防止塑料在直通式噴嘴中可能發(fā)生的流涎現(xiàn)象。模具溫度的選擇原則：其大小決定于塑料是否結晶，制品的尺寸，結構，性能要求以及其他工藝條件。再來看看壓力，塑化壓力，也稱為背壓，還有注射壓力。塑化壓力：保證制品質量優(yōu)良的前提下，越低越好，通常很少超過2MPA注射壓力：注射壓力的選取取決于注射成型機的類型，模具結構，塑料種類和注射工藝等。再來看看時間，一個完整的成形周期包括注射加壓時間，冷卻時間，其他時間。注射加壓時間反比于注射沖模速度，原則就是保證制品的質量，其中有保壓時間，原則是得到制品收縮率波動范圍最小的保壓時間為最佳值。冷卻時間，原則是保證制品脫模時不引起變形為原則。9.

15、在注射成型過程中，聚合物熔體通過料筒，噴嘴然后注射入模腔，這主要是一種剪切流動，流體層間存在速度梯度，產(chǎn)生剪切應力，使長鏈分子沿流動方向取向。對于具有取向分子的制品，沿著取向方向，制品的力學性能會有明顯的增加，而垂直于取向方向的力學性能又會有明顯的降低。充模過程開始，聚合物熔體進入壁溫較低的冷模腔中結晶先在模壁旁開始，然后在注塑物的內層進行。當熔融聚合物的前緣和模壁接觸時，在流動方向上就受到剪切應力的作用并很快結晶。結晶會形成排列有序且緊密的結構，比容減少密度增加；結晶意味著分子鏈之間的吸引力增加，力學性能提高，屈服強度，模量和硬度等隨之提高，但是脆性增大，沖擊強度減小；耐熱性提高，對化學溶劑

16、穩(wěn)定性也提高，但是耐應力龜裂能力下降，收縮率增加。10. 注射成型制品的內應力來自于以下幾個方面：由于溫度梯度產(chǎn)生的體積溫差應力由于分子解取向收到的阻滯而產(chǎn)生的取向應力結晶聚合物產(chǎn)生的內應力由金屬嵌件和脫模頂出時產(chǎn)生的內應力如何減小內應力呢？在注射過程中，增大模內壓力，延長保壓時間有助于緩解成型制品的溫度內應力提高熔體溫度，降低保壓時間，增加制品厚度和模具厚度有助于降低取向應力用熱處理方法降低與消除內應力11. 自學部分，先不說了1. 壓延機由輥筒，機架和軸承，調距裝置，輥筒撓度補償裝置，其他裝置組成。壓延機的工作原理就是物料在壓延機輥筒的擠壓力作用下發(fā)生塑性流動變形的過程。2. 按照輥筒的數(shù)

17、量分類：兩輥壓延機，三四按照輥筒的排列形式分類：I,三角型，倒L型，L型，Z型，S型按照用途分類：壓片材薄膜壓延機，擦膠壓延機，通用萬能壓延機，壓型壓延機，鋼絲壓延機3. 流動和形變特點？4. 流變方程和簡化過程，看書吧5. 潤滑近似：兩個固體表面作相對運動時，其間被一層很薄的粘性流體隔開，則這間隙中的粘性流體流動滿足潤滑近似。它的實質是把二維流動，在一小段范圍內近似成了一維流動。意義是可以讓運動方程中的慣性力項忽略了。6. 課本P3287. 進入鉗住區(qū)的物料，對輥筒有一個橫向壓力作用，包括分離力和橫壓力。由于橫壓力的作用，輥筒彎曲，影響壓延制品沿輥筒軸向厚度的均一性，所以采用多種措施來克服：

18、中高度法，軸交叉法，輥筒軸端預載荷法。橫壓力的大小和物料的黏度成正比，所以橡膠導致的橫壓力比塑料大。8. P3309. 110. 塑料有HPVC，SPVC，ABS，改性PS，PE，PP橡膠有天然橡膠，丁苯橡膠，氯丁橡膠，順丁橡膠，丁腈橡膠11. 壓延時物料對輥筒產(chǎn)生很大的分離力，即橫壓力，因而兩端支撐在軸承上的輥筒就如受載梁一樣，產(chǎn)生了彎曲變形，產(chǎn)生了撓度。撓度的存在使得壓延制品斷面厚度呈現(xiàn)中間厚，兩邊薄的現(xiàn)象，這樣的壓延制品在卷取時，其中間的張力必然高于兩邊，致使放卷后出現(xiàn)不平整現(xiàn)象。補償方法：中高度補償法：既定中高度輥筒生產(chǎn)薄膜時，選用的原料和制品厚度也只能固定，可變動范圍很小，適用加工范圍較小。結構簡單，操作方便。軸交叉法：優(yōu)點是可以隨產(chǎn)品規(guī)格和品種不同而調節(jié)，