高分子材料成型加工复习要点总结

整理文档很辛苦,赏杯茶钱您下走!

免费阅读已结束,点击下载阅读编辑剩下 ...

阅读已结束,您可以下载文档离线阅读编辑

资源描述

高分子化合物:是一种树脂或橡胶和添加剂组成的物质。高分子材料:是将高分子化合物经过工程技术处理后得到的。高分子材料再经过成型加工,才能进入使用领域,成为高分子制品或成品。塑料:是以树脂为主要成分,一般含有添加剂、在加工过程中能流动成型的材料。密度小、比强度大、耐腐蚀性和绝缘性能。橡胶:独特的高弹性,优异的疲劳强度,极好的电绝缘姓与耐磨性。纤维:工业上是指柔韧、纤细的丝状物。它有相当的长度、强度和弹性。高分子材料成型加工特性可挤压性是指聚合物通过挤压作用形变时获得形状和保持形状的能力;可模塑性是指材料在温度和压力作用下形变和在模具中模塑成型的能力;可延性表示无定形或半结晶固体塑料在一个或两个方向上受到压延或拉伸应力时变形的能力;可纺性材料通过成型而形成连续固态纤维的能力。入口压力降产生原因有哪些?①物料进入口模时,熔体在入口处产生收敛引起能量损失。②入口处熔体产生弹性变形,因弹性能的存储造成能量损失。③熔体流经入口处时,剪切速率剧增引起速度的激烈变化,为达到稳定流速分布产生了压力降。聚合物结晶度大,制品的密度就大,制品成型收缩率大,刚度大,大多数力学性能较高,但伸长率和冲击强度下降。混合通过各组分的物理运动(扩散)完成,基本运动形式:分子扩散,涡流扩散和体积扩散。分散混合设备主要通过向物料施加剪切力,挤压力而达到分散目的,以物料所受剪切力的大小或剪切变形程度来决定设备混合强度的高低。热固性模塑料的成型工艺性能(压制成型)流动性,固化速率,成型收缩率(高温模压后,脱模冷却至室温,各项尺寸会发生收缩,压缩率:体积变化大,表观相对密度与制品相对密度的比值,(通常降低压缩率的方法是模压成型前对物料进行预压)压缩成型过程:嵌件,加料嵌模排气固化脱模。传递模塑形式及设备①罐式传递模塑②柱塞式传递模塑③杆式传递模塑热固性塑料制品收缩的因素:①成型过程中发生了化学交联,密度变大,产生收缩,②由于塑料和金属的热膨胀系数相差很大,故冷却后塑料的收缩比金属模具大得多③制品脱模后由于压力下降有弹性回复和塑性变形产生使制品的体积发生变化挤出成型的原理:使高聚合物的熔体在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下通过一定形状口模而成为具有恒定截面的连续制品的挤出成型工艺流程①塑化使塑料粒子由粒状转变成粘流态物质(干法塑化)②成型③定型(定径处理冷却处理)聚合物熔体在挤出机均化段的流动形式:正流、逆流、漏流和横流。注塑机有几种类型,包括哪些组成部分。按传动方式:机械式注塑机、液压式注塑机、机械液压式注塑机按操纵方式:手动注塑机、半自动注塑机、全自动注塑按塑化方式:柱塞式注塑机、预塑式注塑机、橡胶注塑机组成部分:注射装置、合模装置、液压电气控制系统注射前准备①对原料进行的预处理②清洗料筒③预热嵌件④脱模剂的选择。注射过程①加料②塑化③注射④脱模。注件的后处理:退火处理:使强迫冻结的分子链得到松他,凝固的大分子链段转向无规位置,从而消除这一部分的内应力。提高结晶度,稳定结晶结构,从而提高结晶塑料制品的弹性模量和硬度,降低断裂伸长率。调湿处理:为了在较短的时间内稳定的尺寸。同时还可以加快达到吸湿平衡,从而改善制件的柔曲性和韧性,使它的冲击强度和拉伸强度均有提高。●根据塑料熔体进入模腔孔后变化情况注射细分为冲模,保压补缩,倒流和浇口冻结后的冷却●脱模时塑件要有足够的刚度,不致产生翘曲或变形气体辅助注射成型方法①标准成型法②副腔成型法③熔体回流法④活动型芯法优点①注射应力低2制品翘曲变形小②表面质量提高③可成型壁厚差异较大的制品④制品的刚度和强度提高⑤可通过气体的穿透使制品中空,减少质量,缩短成品周期。螺杆压缩比:螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽的容积之比,表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。机头压缩比:表示粘流态塑料被压缩的程度,是分流器支架出口处流道环形面积与口模及管芯之间的环形截面积之比。螺杆的背压:即塑化压力,指在移动螺杆式注射机成型过程中,预塑化时,塑料随螺杆旋转经螺槽向前输送并熔融塑化,塑化后堆积在料筒的前部,螺杆端部的塑料熔体就产生一定的压力。影响压延表面质量的因素①原材料因素②压延工艺条件③冷却定型。制品厚度的因素:滚筒的弹性变形,滚筒表面存在温差。冷压烧结成型:是将一定量的成型物料(如聚四氟乙烯悬浮树脂粉料)加入常温的模具中,在高压下压制成密实的型坯(又称锭料、冷坯或毛坯),然后送至高温炉中进行烧结一定时间,从烧结炉中取出经冷却后即成为制品的塑料成型技术。●第四章流变学举例说明高聚物熔体粘弹性行为的表现。端末效应和不稳定流动。端末效应包括入口效应和离模膨胀。离膜膨胀产生的原因:取向效应:熔体流动期间处于高剪切场内,大分子在流动方向取向,模口处发生解取向;弹性变形效应:当从大直径料筒进入小直径模口时产生了弹性变形,在离开模口时弹性变形恢复;正应力效应:由于粘弹性流体的剪切变形,在垂直于剪切方向上引起了正应力的作用。影响因素:①黏度大和非牛顿性强的聚合物熔体在流动过程中易产生较大的弹性变形,离模膨胀严重。②弹性模量大的聚合物弹性变形小,离膜膨胀小。③增大切应力和剪切速率时,聚合物熔体弹性变形随着增加,离模膨胀加剧。④在中等剪切速率范围内,降低温度不仅会增大入口效应和延长松弛时间,因而加剧离模膨胀,但当剪切速率超过极限剪切速率后,离模膨胀反而会随剪切速率增大而减小。⑤增大流道直径和流道的长径比,以及减小流道入口处的收敛角,都能减小弹性变形,从而减轻离模膨聚合物熔体在剪切流动过程中有哪些弹性表现形式?可采取哪些措施以减少弹性表现对制品质量的不良影响?是端末效应(入口效应、离模膨胀)和不稳定流动(不稳定流动即可由于熔体弹性回复的差异产生熔体破碎现象)。提高温度,减少剪切应力,增加高温下的流动时间,均化塑料结构,降低其流动的非牛顿性。试述温度对聚合物熔体粘度的影响黏度随温度的升高呈指数函数方式降低,分子间作用力减弱。活化能:克服分子间作用力,更换位置所需的能量,其越大,黏度对温度越敏感。●第五章高分子材料的混合与制备什么叫塑料的混合和塑化,其主要区别在哪里?塑料的混合:物料的初混和,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。混合后,物理和化学性质无变化。只是增加各部分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,在高于流动温度和较强烈的剪切速率下进行。混合后,物理和化学性质有变化,塑化的目的是使物料熔融,驱出其中的水份和发挥物。使各组分的分散更趋均匀,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。塑料的塑化与橡胶的塑炼二者的目的和原理有何异同?相同:两者都是为了获得加工工艺要求的可塑性的,各组分分散更均匀的物料。异:塑炼的实质是橡胶分子链断裂,相对分子质量降低,从而使橡胶弹性下降,塑化是在温度和剪切力作用下熔融,获得剪切混和作用,驱除其中水分和挥发物的过程。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?如何提高塑炼效果?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,以便得到治疗均匀的胶料。措施:在机械塑炼的同时加入化学塑解剂,控制胶料温度。塑料的塑炼:再混合,是高一级的混合。在高于流动温度和较强烈的剪切速率下进行。混合后,物理和化学性质有所变化。目的是使物料在一定温度和剪切力下熔融,驱出其中的水份和发挥物。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。措施:放慢速度,提高温度。间歇式混合设备过程主要有三个步骤:投料,混炼,卸料,此过程结束后,再重新投料,混炼,卸料,周而复始①Z型捏合机:物料初混装置,固态和固液物料,②高速混合机:固态和固液物料更适用于配置粉料。该机主要由附有加热或冷却夹套的圆筒形混合室和一个装在混合室内底部的高速转动叶轮所组成。③开炼机:开炼机又称双辊塑炼机或炼胶机。它是通过两个转动辊将物料混合或使物料达到规定状态。④密炼机:即是密闭式塑炼机或炼胶机,是在开炼机基础上发展连续混合设备:①单螺杆挤出机:单螺杆挤出机是聚合物加工中应用最广泛的设备之一,主要用来挤出造粒,成型板,管,丝,膜,中空制品,异型机等,也用来完成某些混合任务。②双螺杆挤出机:极为有效的混合设备,可用作粉状PVC料的熔融混合,填充改性,纤维增强改性,共混改性以及反应性挤出等。③行星螺杆挤出机:是一种应用越来越广泛的混炼机械,特别食欲加工聚氯乙烯,如作为压延机的供料装置,其具有混炼和塑化双重作用。④FCM连续混炼机:既保持了密炼机的优异混合特性,又使其转变为连续工作。其万能性较好,可在很宽的范围内完成混合任务,可用于各种类型的塑料和橡胶的混合。●第六章压制成型何谓热固性塑料的固化速度,试述其影响因素?是衡量热固性塑料成型时的化学反应速度,压制成标准是样式制品的物理机械性能达到最佳值所需要的时间与式样的厚度的比值来表示,此值越小,固化速度越大。由交联反应性质所决定,并受预压预热条件及成型温度和压力等工艺条件的影响试分析模温的高低对模压成型工艺的影响?模具温度,对塑料的熔融、流动和交联反应速度有决定性的影响。一定温度范围内,模温升高,流动性提高,冲模顺利,交联固化速度增加,模压周期缩短,生产效率高。过高的模压温度会使交联反应过早开始,固化速度太快,流动性下降,造成充模不全。由于塑料是热的不良导体,会造成模腔内物料内外层固化不一,内层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,但经过预热可选用较高模温。模压温度过低时,流动性差,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,由于固化不完全,表层承受不住内部低分子物挥发而产生的压力的缘故。预热温度对模压压力有何影响?为什么?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,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,可使用较低的模压压力。施加模压压力的作用?使塑料熔体流动充满模具型腔,将其压实,增大塑件致密度,提高塑件的内在质量;克服在压缩成型过程中因发生固化反应释放出的小分子物质挥发、气体逸散以及塑料热膨胀等因素造成的负压力,使小分子物质及气体及时排出,以避免制品起泡和在其内部残存太多气孔,克服胀模力,使模具闭合,保证塑件具有稳定的尺寸、形状,减少飞边,防止变形哪些地方要求交联?交联能赋予高聚物制品哪些性能?①未硫化的橡胶Tg在室温以下,常温下发黏,强度很低,通过硫化(交联),才能使用。②(酚醛树脂,氨基树脂,环氧树脂,不饱和树脂)具有活性官能团的低分子量的齐聚物,通过交联,才能充分发挥它们的特性。③(聚乙烯,聚氯乙烯,聚氨酯)泡沫塑料生产中交联有助于提高泡孔壁的强度。交联改善了高分子材料的力学性能、耐热性能、化学稳定性能和使用性能。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?(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,尚未开始交联,有良好的流动性。意义:焦烧期的长短决定了胶料的焦烧性及操作安全性。长短取决于配合剂的种类和数量。(2)欠硫期-预硫阶段,开始交联的阶段。随着交联反应的进行,交联程度逐渐增加,形成网状结构.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料。意义:时间的长短反映了硫化反应速度的快慢,主要取决于配方(3)正硫期-正硫化阶段,是胶料的各项性能保持恒定或变化很少。意义:这个阶段橡胶的综合性能最好(硫化平坦期的宽窄取决于:配方、温度等)(4)过硫期-过硫阶段,交联反应达到一定的程度,此时的各项物理机械性能均达到或接近最佳值,其综合性能最佳。此时交联键发生重排、裂解等反应。

1 / 4
下载文档,编辑使用

©2015-2020 m.777doc.com 三七文档.

备案号:鲁ICP备2024069028号-1 客服联系 QQ:2149211541

×
保存成功