2015聚合物加工基础-作业

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复习题1.Pleaselistsomemainpolymerprocessingtechniquesavailabletoday2.PleaseexpoundtheeffectsofinjectiontemperatureandholdingpressureonthequalityoffinalpartbasedontheFig.6.61inthetextbook.3.shortanswerquestions1)Pleasegivethephysicalmeaningsoffollowingsymbols:Tb,Tg,Tm,TfandTdforapolymer;2)Providetherelevantteststandardsusedforthemeasurementofthestrengthstabilityunderheatofapolymercomponent.4theplasticizingextrudercanbedividedinto,,,Threemainzones.3)twinscrewextruderscanhaveorscrew,andthescrewcanbeor.4)themainelementsoftheplasticizingunitofainjectionmoldingmachineinclude:,,,,.5)thesecondaryshapinginclude,,.6)thefilmproductionprocessinginclude,.7)theblowmoldinginclude,.8)atypicalcalendaringlineiscomposedof,,,,.9)therotationalmoldingprocesscanbedividedintosixdistinctphases:,,,,,.10)typicalcoatingprocessesinclude,,,,,and.5分析注射制件的残留应力形成原因Analyzethereasonsfortheformedresidualstressesininjectionmoldedparts.1)温度梯度产生的体积温差应力对于厚壁制品,由于熔体热导率差,外层接近模具面的熔体已经凝固,模腔熔体芯部熔体还处于熔融状态,内层冷凝时材料不能自由收缩,产生拉伸应力,而壳层处产生压缩应力。•2)分子解取向受到阻滞产生内应力•对非晶聚合物,由于熔体冷却造成在充模和保压过程中形成的取向被冻结,形成取向内应力。对于结晶聚合物,玻璃化温度上时受到应力作用而取向的分子链段要自发回复到卷曲状态,但解取向受到结晶相分子的限位,阻止拉伸分子链返回,形成取向应力。•3)结晶聚合物产生的内应力•结晶高聚物结晶,体积收缩,当这种收缩受到阻碍时产生内应力。此外,由于制品各部位结晶结构和结晶度差异、冷却时收缩不均匀也产生内应力。6借助图9.53说明分子链结构对聚合物不同温度下的剪切模量的影响。Pleaseillustratetheeffectsofcross-linkingontheshearmodulusofapolymeratvarioustemperaturesbymeanstheFig.9.53.intextbook.7结合图9.55试说明填料形状和分布方式对聚合物复合材料拉伸模量的影响。PleaseexpoundtheeffectsoftheshapeanddistributionwaysoffillersorreinforcementonthetensilemodulusofpolymericcompositesbasedontheFig.9.55intextbook.9简述注射周期的各个注射工段,那一段时间决定注射周期快慢?Presentthesequenceofeventsduringtheinjectionmoldingcycleandthemaineventdominatingtheinjectionmoldingcycle.10翻译Itshouldbenotedthatthesizeofthefrozen-infreevolumedependsontherateatwhichamaterialiscooled;highcoolingratesresultinalargefreevolume.Inpracticethisisveryimportant.Whenthefrozen-infreevolumeislarge,thepartislessbrittle.Ontheotherhand,highcoolingrateisleadtopartsthatarehighlypermeable,whichmayallowthediffusionofgasesorliquidsthroughcontainerwalls.Thecoolingrateisalsodirectlyrelatedtothedimensionalstabilityofthefinalpart.Theeffectofhighcoolingratescanoftenbemitigatedbyheatingtheparttoatemperaturethatenablesthemoleculestomovefreely;thiswillallowfurthercrystallizationbyadditionalchainfolding.Thisprocesshasagreateffectonthestructureandpropertiesofthecrystalsandisreferredtoasannealing.Ingeneral,thisonlysignifiesaqualitativeimprovementofpolymerparts.Italsoaffectsshrinkageandwarpageduringservicelifeofapolymercomponent,especiallywhenthermallyloaded.Alltheseaspectshaveagreatimpactonprocessing.Forexample,whenextrudingamorphousthermoplasticprofiles,thematerialcanbesufficientlycooledinsidethediesothattheextrudatehasenoughrigiditytocarryitsownweightasitispulledawayfromthedie.Semi-crystallinepolymerswithlowmolecularweightshaveaviscosityabovethemeltingtemperaturethatistoolowtobeabletowithstandtheirownweightastheextrudateexitsthedie.Temperaturesbelowthemeltingtemperature,however,cannotbeusedduetosolidificationinsidethedie.Similarproblemsareencounteredinthethermoformingprocessinwhichthematerialmustbeheatedtoapointsothatitcanbeformedintoitsfinalshape,yethastobeabletowithstanditsownweight.Semi-crystallinepolymersarealsoatadisadvantageintheinjectionmoldingprocessbecauseoftheheatneededforcrystallization,moreheatmustberemovedtosolidifythepart;andsincethereismoreshrinkage,longerpackingtimesandlargerpressuresmustbeemployed.Highcoolingratesduringinjectionmoldingofsemi-crystallinepolymerswillreducethedegreeofcrystallization.应该指出的是,在自由体积的大小取决于在该材料被冷却速度,高的冷却速率的结果在一个大的自由体积。在实践中这是非常重要的。当冷冻的自由体积较大,部分是不脆。另一方面,较高的冷却速度是导致高渗透性的部分,这可能允许通过容器壁的气体或液体的扩散。冷却速度也直接关系到最终零件的尺寸稳定性。高冷却速率的影响,通常可以通过加热的部分的温度,使分子自由移动,这将允许进一步结晶的附加链折叠的影响。这个过程对晶体的结构和性能有很大的影响,并且被称为退火。在一般情况下,这只表示一个定性的改进的聚合物部分。它还影响收缩和翘曲的聚合物部件的使用寿命期间,特别是当热负荷。所有这些方面都对处理有很大的影响。例如,当非晶态热塑性挤压型材,材料可以充分冷却模内使制品具有足够的刚度来进行自身的重量,因为它被拉离死。低分子量的半结晶聚合物的熔融温度以上,太低,能够承受自己的重量为挤出出口模具粘度。温度以下的熔融温度,但是,不能使用由于凝固内的模具。类似的问题在热成型过程中,材料必须加热到一个点,它可以形成最终的形状时,还必须能够承受自身的重量。半结晶性聚合物在注射成型过程中也处于不利地位,因为结晶所需的热量,必须除去更多的热量以使零件凝固,因为有更多的收缩,较长的包装时间和更大的压力。高冷却速度在注塑成型的半结晶性聚合物将减少结晶程度。应该注意的是,冻结在自由体积的大小取决于材料的速度冷却,冷却率高导致一个大的自由体积。在实践中这是非常重要的。当冻结在自由体积很大,一部分是那么脆弱。另一方面,高冷却速率是导致部分高度渗透,这可能允许通过容器壁气体或液体的扩散。冷却速率也直接关系到最后一部分的尺寸稳定性。高冷却率的影响通常可以减轻通过加热部分的温度,使得分子能够自由移动,这将允许通过额外的链折叠进一步结晶。这个过程有很大影响晶体的结构和性能,称为退火。一般来说,这只意味着一个定性的改进聚合物部分组成。它还影响收缩和翘曲在聚合物组件的使用寿命,特别是热加载。在处理所有这些方面都有很大的影响。例如,当挤压无定形热塑性概要文件,里面的材料可以充分冷却模具,挤出物有足够的刚性携带自己的体重,因为它是远离死亡。半晶状的聚合物分子量较低的粘度高于熔点太低能承受自己的体重随着挤出物出口模具。温度低于熔化温度,然而,由于凝固在死后不能使用。热成型过程中遇到类似的问题,材料必须加热到一个点,这样就可以形成最终的形状,但必须能够承受自身的重量。半晶状的聚合物也处于劣势在注塑过程中由于结晶所需的热量,更多的热量必须清除固化部分;因为有更多的收缩,必须采用更长的包装时间和更大的压力。在注射成型冷却率高的半晶状的聚合物将减少结晶的程度。

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