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1第一章1.什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际意义？答：热的饱和溶液冷却后，溶质以晶体的形式析出这一过程叫结晶。高聚物的取向意味着其内部的结构单元（如分子或晶粒等）的空间指向遵循一些择优的方向，而不是完全随机的。高聚物取向时，它的性能会呈现各向异性。适当调节取向状况，可在很大范围内改变高聚物的性能。一般说，取向时物体在取向方向上的模量和强度会明显增大。在纤维和薄膜的生产中取向状况的控制显得特别重要。通过液晶态加工而获得高度取向的刚性链高分子纤维的模量和强度已能达到钢丝和玻璃纤维的水平。其他高分子材料或制品中的取向状况也是影响性能的一种因素。（取向能提高材料的各向异性，也就是高分子链向一个方向规整的排列能提高材料的一个方向强度。结晶能提高材料的熔点和韧性。）2.请说出晶态与非晶态聚合物熔融加工温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。答：晶态聚合物：Tm～Td；非晶态聚合物：Tf～Td。对于作为塑料使用的高聚物来说，在不结晶或结晶度低时，最高使用温度是Tg；当结晶度达到40%以上时，晶区互相连接，形成贯穿整个材料的连续相，因此在Tg以上仍不会软化，其最高使用温度可提高到结晶熔点。3.聚合物成型过程中为什么会发生取向？成型时的取向产生的原因及形式有哪几种？取向对高分子材料制品的性能有何影响？答：在成型加工时，受到剪切和拉伸力的影响，高分子化合物的分子链会发生取向。原因：由于在管道或型腔中沿垂直于流动方向上的各不同部位的流动速度不相同，由于存在速度差，卷曲的分子力受到剪切力的作用，将沿流动方向舒展伸直和取向。高分子化合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用沿受力方向排列。主要包括单轴拉伸取向和双轴拉伸取向。非晶态高分子取向包括链段的取向和大分子链的取向；结晶性高分子的拉伸取向包括晶区的取向和非晶区的取向高分子材料经取向后，拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性增加。4.要使聚合物在加工中通过拉伸获得取向结构应在该聚合物的什么温度下拉伸.答：应该在聚合物的玻璃化温度和熔点之间进行，因为分子在高于Tg时才具有足够的活动，这样在拉应力的作用下，分子才能从无规线团中被拉伸应力拉开、拉直和在分子彼此之间发生移动。第三章21.试分析下列配方，要求：（1）指出各成分在配方中的作用；（2）判断制品基本性能，并说出相应的理由。①PVC树脂（XS-4）100（加工所需原料构成的主体），邻苯二甲酸二辛酯10（增塑剂，降低材料加工温度，软化制品），邻苯二甲酸二丁酯8(增塑剂)，环氧脂肪酸辛酯3（辅增塑剂和稳定剂还具有一定的润滑性，作固定改善材料的加工性能），液体钡－镉2（热稳定剂，耐热耐光作用，提高材料在加工使用过程中对光热的承受能力），硬脂酸钡0.5、硬脂酸镉0.3（金属皂类热稳定剂，润滑剂），硬脂酸0.3（润滑剂，改善材料加工流动性，使之易于成型），二氧化钛3（着色剂，使制品呈现白色）从配方中可看出，制品中加入较多增塑剂和热稳定剂，制品因为半硬质PVC，可能有较高的加工温度，二氧化钛着色，故制品为白色。②PVC树脂（XS-5）100，三盐基性硫酸铅5，二盐基性亚磷酸铅1.5（PVC常用热稳定剂，提高材料加工时对热的承受能力，防止侧基脱除、分解），亚磷酸三苯脂0.5（PVC辅助稳定剂，捕捉金属氧化物和HCL分解过氧化物，一般与上述两种稳定剂配合使用），硬脂酸铅0.5（热稳定剂兼润滑剂，改善PVC的热承受能力和加工性能），硬脂酸正丁酯0.3、石蜡0.3（润滑剂），氧化锑5（阻燃剂）配方中加入较多热稳定剂，故有很好的加工性能、热承受能力，加入了阻燃剂，故制品较难燃，较可能为硬质PVC。③PVC树脂（XS-3）100，DOP20，DBP20（通用增塑剂，降低制品的加工温度，软化制品），DOS10（耐寒性增塑剂，起辅助增塑作用，强化制品对低温的承受能力），氯化石蜡5（增塑剂并且有阻燃性），UV-90.1（紫外线吸收剂，起光稳定作用），滑石粉1（润滑剂，填充剂，起各向补强作用），氧化铁0.2（着色剂），二月桂酸二丁基锡3（有机锡类热稳定剂）配方中加入大量增塑剂，而未加入太多稳定剂，故为软质PVC制品。加入了有机锡类稳定剂和POS耐寒剂，可能为耐寒性PVC薄膜。④丁睛橡胶100，硫磺1.5（硫化剂，提高生胶物理机械性能，耐热耐化学性能），促进剂M1.5，促进剂TMTD0.2（半超速/超速促进剂，缩短硫化时间，提高硫化速度，减少硫化剂用量），ZnO5（无机硫化活性剂），硬脂酸1（有机活性剂，与ZnO并用），防老剂4010NA1（防老剂，降低生胶老化速度），半补强碳黑60（补强剂，还可以增加生胶耐磨性能），陶土30（填充剂，，起补强作用），沥青5（软化剂，增粘剂），石蜡1.5（润滑剂，防老剂，起物理防老作用）3该配方采用极性强的丁晴橡胶，可能为耐油制品，加入了促进剂可能为小制品如耐油密封件等。第五章1.什么是非分散混合，什么事分散混合，两者主要通过何种物料运动和混合操作来实现？非分散混合：在混合物中仅增加粒子在混合物中空间分布均匀性，而不减小粒子初始尺寸的过程。分散混合：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非分散混合运动基本形式是通过对流来实现的，可以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置换来达到分散混合主要是靠剪切应力和拉伸应力作用实现的。2.温度对生胶塑炼有何影响？为什么天然橡胶在115℃时塑炼效果最差？答：生胶的塑炼分为高温塑炼与低温塑炼。密炼机和螺杆塑炼机的塑炼温度都在100摄氏度以上，属于高温塑炼。开炼机塑炼温度在100摄氏度以下，属于低温塑炼。在机械塑炼中，能促使大分子链断裂破坏的因素有：机械力作用，氧化裂解作用，热裂解和热活化作用，化学塑节剂的化学作用以及静电荷臭氧的作用。当在低温塑炼的时候，也就是在开炼机塑炼的时候，主要是机械力来进行塑炼的。这个时候氧的作用是很小的，因为它是在低温的情况下。当天然橡胶在115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。也就是说，115摄氏度对于塑炼来说是一个非常尴尬的温度，正好是机械力最小，含氧量最小的时候。所以这个时候的塑炼效果是最差的。当温度提上来的时候，含氧量就增高了，那时候塑炼效果又会好起来。3.何谓橡胶的混炼？用开炼机和密炼机分别进行混炼时应控制的工艺条件有哪些？有何影响？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。开炼机混炼时应控制的工艺条件有（1）装胶容量（2）辊距（3）混炼温度（4）混炼时间（5）辊速和速比（6）加料顺序密炼机分别进行混炼时应控制的工艺条件有（1）装胶容量（2）上顶栓压力（3）转子转速和混炼时间（4）混炼温度（5）加料顺序44.什么叫塑料的混合和塑化，其主要区别在哪里？答：塑料的混合：这是物料的初混合，是一种简单混合，在低于流动温度和较为缓和的剪切速率下进行的一种混合。混合后，物料各组份的物理和化学性质无变化。只是增加各组份颗粒的无规则排列程度，没有改变颗粒的尺寸。设备：捏合机、高速混合机。塑料的塑化：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，物料各组份的物理和化学性质有所变化。塑化的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。设备：密炼机、开炼机、挤出机。5.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。）6．什么是“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。5第六章1.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，工艺步骤如下：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制品后处理工艺过程见图所示。2.试分析模温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，对塑料的熔融、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黏度增加，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。3．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。4．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？6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。5.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：（1）焦烧期－硫化起步阶段，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。）意义：焦烧期的长短决定了胶料的焦烧性及操作安全性。这一阶段的长短取决于配合剂的种类和数量。（2）欠硫期－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