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3绪论1.高分子材料分为哪几类？可分为塑料、橡胶弹性体和纤维；按所用原料类别分类（起始材料或单体的来源），按反应类型分类（加成聚合物、缩聚物），按热行为分类（热塑性高分子材料、热固性高分子材料）。2.名词解释：工程塑料通用塑料特种塑料化学纤维合成纤维工程塑料：指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料（PA、PC、POM、PPO、PTFE）通用塑料：一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料（PE、PP、PVC、PS、PMMA）特种塑料：一般是指具有特种功能，可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料化学纤维：用天然或合成的高分子化合物经过化学加工而得到的纤维合成纤维：用石油、天然气、煤及农副产品为原料，经一系列的化学反应，制成合成高分子化合物，再经加工而制得的纤维3.生产塑料制品的完整工序有哪五个？原料准备、成型、机械加工、修饰和后处理（后三者合称后加工）。4.热塑性高分子材料和热固性高分子材料的物理性质及加工性能比较。项目热塑性高分子材料热固性高分子材料物理性质受热可融化，冷却又变硬，可反复此过程；可溶于特定溶剂，溶剂挥发后，又回复原有状态，多数能制成透明制品不溶不熔，仅在某些溶剂中溶胀，制品几乎不透明加工性能再次受热，仍可软化，熔融，可反复多次加工，可用注射、挤出、压延、热成型等方法加工，也可用机械加工的方法加工，大多数可回收再次利用受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工；可用模压、层压成型及机械加工等方法加工，不能回收再次使用高分子材料成型原理1.高分子材料的熔融性能（聚合物的加热与冷却）。高分子材料的熔融方法无熔体移走的传导熔融；有强制熔体移走(由拖曳或压力引起)的传导熔融；耗散混合——熔融；利用电的、化学的或其它能源的耗散熔融方法；压缩熔融。热扩散系数及其影响因素α=k/Cp•ρ聚合物在成型加工中为使流动和成型，必须加热和冷却。任何物料加热与冷却的难易是由温度或热量在物料中的传递速度决定的，而传递速度又取决于物料的固有性能——热扩散系数α；各种聚合物的热扩散系数相差几乎不大，但数值小，冷却与加热都不容易；黏流态聚合物黏度高，对流传热速率小，成型过程为使各部分温度短时间内一致，需要复杂设备与很大消耗；加大温差可提高传热速率，但可能导致冷却过程产生内应力而是制品物理力学性能变差。聚合物的摩擦热对流动的影响聚合物熔体的粘度大，熔体流动时，会因内摩擦而产生显著的热量。用摩擦热加热塑料是通过挤出机或注射机的螺杆与料筒的相对旋转运动等途径来实现的。由于聚合物的表观粘度随摩擦升温而降低，使物料熔体烧焦的可能性不大，而且塑化效率高，塑化均匀。2.聚合物的流动和流变性能拉伸流动和剪切流动，各类型流体的流动曲线，影响高聚物熔体粘度的因素，粘度、流动稠度、流动指数、流动性的关系，熔体流动速率拉伸流动流体流动时，流体内质点速度仅沿流动方向发生变化的流动类型。（合成纤维的熔融纺丝与拉伸粘度密切相关；在中空吹塑、热成型和薄膜生产中，与双轴拉伸粘度有关；拉伸流动常寓于高聚物熔体各种成型流动之中。）剪切流动流体流动时，流体内质点速度仅沿与流动方向垂直的方向发生变化的流动类型。各类型流体的流动曲线a-宾汉流体；b,e-假塑性流体；c-膨胀性流体；d-牛顿型流体影响高聚物熔体粘度的因素η=F(γ，T，P，M，……)γ为剪切速率T为温度P为静压力M为聚合物的分子参数增塑剂、润滑剂、填料粘度、流动稠度、流动指数、流动性的关系黏度随剪切速率的增加而下降；随着温度升高，黏度降低，流动性增大；静压力增大，流体黏度增加；相对分子量越大，流动性越差，黏度较高相对分子量分布宽，流动性好，黏度低，易于加工；合成橡胶支化程度高，流动性差；聚烯烃支化度高，黏度小；低于临界相对分子质量，长支链聚合物黏度低，高于临界相对分子质量，长支链聚合物低剪切速率下黏度高，高剪切速率黏度低。熔体流动速率规定的温度、压力（2160×9.81×10-3N）下，每10min内通过国标指定尺寸（书P76装料筒直径φ9.55±0.025mm,出料口直径φ2.095±0.005mm）毛细管的试样总质量（克数）单位：g/10min3.聚合物的熔体的弹性在中空吹塑以及单丝、薄膜的热拉伸时，成型过程中外力、温度、作用时间对聚合物在弹性形变的影响增大成型时的外力，固然可以增大弹性变形，但外力的增大更能迅速增加粘性变形。以较大外力或较长外力作用时间施加予高弹态材料，能使可逆变形部分转变为不可逆变形。当成型温度上升，导致高弹形变与黏性形变的增加且随时间延伸，黏性形变比例增大。当成型温度上升到tf或tm以上时，聚合物处于黏流态，主要是黏性形变，能表现一定程度的弹性行为。温度降低到tf以下时，聚合物处于高弹态，其形变主要是弹性形变。对中空吹塑，压塑成型以及单丝、薄膜的热拉伸等，都可以提高外力，在tg～tf之间成型加工。调整应力和应力作用时间，并配合适当的温度，就能使材料由弹性变形向塑性变形转变。流动缺陷：滑移，端末效应，离模膨胀，弹性对层流的干扰，熔体破裂，鲨鱼皮管壁上的滑移：塑料熔体在高剪切力下流动时，贴近管壁处的一层的流体会发生间断的流动。滑移是不稳定流动，会影响流率的稳定，这可说明为何有时会发生挤出物出模膨胀不均，以及几何形状相同或相似的仪器测定同种样品的流变数据不尽相同的原因。滑移程度与聚合物品种、润滑剂和管壁的性质有关。端末效应：在流体由大管或贮槽流入小管后的最初一段区域内,流体的流动不是稳态流动。这段管长L，对高聚物熔体而言，根据试验确定大约等于0.03～0.05ReD,Re为雷诺准数，D为管径。离模膨胀：被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大。挤出物的膨胀是由于弹性回复造成的圆形流道中的聚合物熔体，其相对膨胀率约在30%～100%。弹性对层流的干扰：塑料熔体在成型过程中的Re10，不应出现湍流。但聚合物具有弹性，熔体在管内流动时，其可逆的弹性形变是在逐渐回复的。如果回复太大或过快，则流动单元的运动就不会限制在一个流动层，势必引起湍流（弹性湍流）。熔体破裂：当挤出速率逐渐增加，挤出物表面将出现不规则现象（畸变、支离和断裂），甚至使内在质量受到破坏的现象。鲨鱼皮：挤出物周边具有周期性的皱褶波纹。这些波纹并不影响挤出物的内部材料结构。它与熔体破裂有关，也是一种不稳定流动的挤出物，但与熔体破裂有区别。4.成型过程中的取向作用拉伸取向高聚物取向在生产中有何作用？拉伸取向：分子链、链段、晶片、晶带等结构单元在拉伸应力作用下沿受力方向取向高聚物取向在生产中有何作用：没取向的高分子材料的物理力学性能各向是同性的。而在取向后，拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率、弹性模量、透气性等性能会有很大提高。单轴取向时，取向方向和垂直于取向方向强度不一样，纵向强度增加，横向减少；拉伸取向能提高高分子材料（PS、PMMA等脆性材料）的韧性；流动取向后，制品沿流动方向的力学强度高于垂直方向上的强度。对于结晶性高分子，由于拉伸后结晶度增加，玻璃化温度增加，对高度取向和高结晶度的高分子，玻璃化温度约升高25℃。5.高分子材料的降解与交联降解交联、交联度熟化降解：高分子材料在成型、贮存或使用过程中，由外界因素——物理的（热、力、光、电、超声波、核辐射等）、化学的（氧、水、酸、碱、胺等）及生物的（霉菌、昆虫等）作用下所发生的聚合度减小的过程；降解是断链、交联、主链化学结构改变、侧基改变以及上述四种作用的综合。交联：线性大分子链之间以新的化学键连接、形成三维网状或体型结构的反应。交联度：已发生作用的基团或活点对原有反应基团或活点的比值。熟化：塑料成型工业，常用“硬化”或“熟化”代替“交联”。“硬化得好”或“熟化得好”，并不意味着交联度达到100%，而是指交联度发展到一种最为适宜的程度(此时硬化度为100%，交联度100%)，以致制品的力学性能达到最佳境界。成型用物料及配方设计1.熟悉几种高分子材料的聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物、聚酰胺、丁苯橡胶、顺丁橡胶、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯的代号、结构、加工特性及应用。材料代号结构加工特性应用低密度聚乙烯LDPE质地柔韧、耐低温、耐环境性好，应力开裂，难黏合和印刷，抗张强度低包装盖、垃圾袋、服装袋、拉伸包装、农膜、碗、玩具、印刷薄膜、电线电缆外皮、通讯电缆高密度聚乙烯HDPE力学性能如拉伸、压缩、弯曲强度高于ＬＤＰＥ，耐候性差，应力开裂，热稳定性差，热膨胀大，易燃奶瓶容器桶货盘座椅易处理注射器管材型材日用和工业用品薄膜发泡制品聚氯乙烯PVC无明显熔点，热稳定性较差，成型时需加稳定剂，热分解放出ＨＣｌ，受硫污染，比其他塑料密度高，溶剂敏感性，耐酸、碱、盐软管薄膜人造革电线电缆外皮硬管板材型材鞋材墙纸地板聚丙烯PP力学性能、耐热性能良好，低温脆性，易燃，经过是党的增强或改性既可作为工程塑料用印刷薄膜医疗用具地毯背衬食品和纺织品捆扎装饰带盘管帽、盖电池壳泵外壳汽车挡泥板聚苯乙烯PS优异的介电性能，耐电弧性和高频绝缘性很好，吸水率低，耐热和耐溶剂性差，脆性，易燃活动刀具发泡和非发泡杯人造黄油桶蛋盒花瓶百叶窗室内门帽盖灯罩空调外壳丙烯腈-丁二烯ABS物理力学性能、用于管道齿轮2.掌握增塑剂、稳定剂、交联剂、润滑剂、填充剂、阻燃剂、着色剂和抗静电剂等的性能、作用及其对塑料、橡胶性能的影响。-苯乙烯共聚物低温抗冲击性、化学稳定性好，成型收缩率低，耐酸、碱、盐，无味，耐溶剂性差轴承叶片仪器盘（电视机）壳体冰箱内衬帽扶手体育器材替代木材制造建筑材料和家具聚酰胺PA力学性能优异，耐磨性、坚韧性和自润滑性能突出，耐溶剂、耐油，对酸、碱、盐和许多腐蚀介质都很稳定。吸水性较差，尺寸稳定性较差。用于汽车仪表食品蒸煮袋包装薄膜纺织地毯轮胎帘线体育器材齿轮和轴承刷子仪器外壳丁苯橡胶SR加工性能不如天然橡胶好，不结晶，非自补强橡胶应用最广的通用合成塑料，制轮胎运输带传动带胶管电缆胶鞋胶辊胶布等顺丁橡胶BR弹性好，玻璃化温度低，耐磨性优于天然橡胶和丁苯橡胶很少单独使用，常与天然橡胶丁苯橡胶和氯丁橡胶并用，适于制汽车轮胎耐寒橡胶制品缓冲材料胶鞋胶带胶管聚对苯二甲酸乙二酯PET力学强度好，吸水率低，化学稳定性好，耐浓酸、但不耐碱，耐溶剂性差，成型难用作电影胶片Ｘ光片磁带录像带电容器膜工业和食品包装膜聚对苯二甲酸丁二酯PBT力学强度好，耐磨性好、有自润滑性、吸水率低、电绝缘性优良，耐电弧性好汽车及精密仪器零部件，挡泥板化油器齿轮外壳开关电视机反馈变压器接插件添加剂性能作用影响增塑剂与树脂相容性好，增塑效率要高，增塑效果要持久，低温柔韧性好，电绝缘性好，耐老化型好，阻燃性好，毒性低增塑剂分子因溶剂化及偶极力等作用而“插入”聚合物分子间并与聚合物分子的活性中心发生时解时结的联络点，使其分子间作用力减弱经过增塑的聚合物，其软化点玻璃化温度脆性硬度拉伸强度弹性模量均下降，而耐寒性柔顺性断裂伸长率等则会提高。稳定剂热稳定，光稳定，抗氧化，生物抑制制止或抑制聚合物因外界因素（光热细菌霉菌以至简单的长期存放）所引起的破坏作用在成型加工和使用期间材料性能能保持或接近原始值交联剂使线型聚合物转变成网状或体型聚合物材料的物理力学性能，如拉伸强度抗撕裂强度回弹性定伸强度等上升，伸长率永久变形下降耐热性高温下的尺寸稳定性和耐化学药品性能提高润滑剂内润滑剂与聚合物有一定的相容性，外润滑剂与高聚物仅有很小的相容性内润滑剂减少高聚物分子间的内聚力，降低其熔融粘度，从而削弱高聚物分子间的内摩擦；外润滑剂在加工机械的金属表面和高聚物表面的界面上形成一层润滑层，以降低高聚物与加工设备之间的摩擦塑料熔体的流动性能得到改进，减少了对设备的摩擦和粘附，改进了制品表面光亮度填充剂橡胶中填充剂粒子大小形状表面性质影响其性能；塑料中填充剂力学性能受形状影响，其他性能受化学成分影响橡胶：增大容积降低成本；改进混炼胶性能；改进硫化胶性能塑料：降低制品成本；提高制品尺寸稳定性耐热性硬度耐候性，赋予隐蔽性阻燃剂添加阻燃或减缓燃烧物质；引入难燃结构具有不燃或自熄性能着色剂与树脂相