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415部分习题与思考题1．什么是挤出成型,挤出过程分为哪两个阶段?2．干法挤出过程与湿法挤出过程有哪些差别?3．单螺杆挤出机的挤出系统和传动系统包括哪几个部分?4．简述单螺杆挤出机的螺杆的几个功能段的作用。5．什么是螺杆的压缩比,单螺杆挤出机的螺杆通过哪些形式获得压缩比?6．简述分离型螺杆的结构特点。7．简述屏障型螺杆的结构特点。8．机头和口模在理论上分为哪3个功能各异的区域,各区域有什么作用?9．挤出机料筒有哪些加热和冷却方式?10．简述双螺杆挤出机的主要工作特性。11．如何获得单螺杆挤出机最大的固体输送速率?12．简述塑料物料在单螺杆挤出机中的熔化过程.13．简述塑料熔体在挤出机均化段的流动形式。14．简述采用单螺杆挤出机挤出成型的挤出稳定性与螺杆均化段长度,螺槽深度及物料流动性的关系.15．简述挤出成型中,对挤出物进行牵引的作用.16．以尼龙棒材的挤出成型为例,说明挤出成型的工艺过程,并讨论原料和设备结构的选择,工艺条件的控制中应注意的问题.17．以ABS挤出管材,管材截面厚度不均匀,出现半边厚,半边薄的现象,如图所示,请分析原因,提出相应的解决办法。18．注射成型机主要由哪些部分组成?19．简述柱塞式注射机的分流梭的作用。20．什么是背压？简述背压的设置原则。21．简述注射机螺杆与挤出机螺杆的差别。23．注射制品易产生内应力的原因及解决办法。23．简述反应注射成型的原理。41624．简要叙述压缩模塑的原理和方法。25．简述模压成型的工艺过程。26．铸塑成型包括哪几种方法?27．什么是压延成型，压延成型可以完成哪些作业？28．简述二次成型的粘弹性原理.29．简述中空成型温度对成型制品的使用温度及形状稳定性的影响.30．简述挤出中空成型对聚合物原料的熔体指数,分子量分布,拉伸粘度等方面的要求.32．简述影响双向拉伸薄膜成型的工艺因素。33．简述热成型的影响因素。34．绘制挤出吹塑工艺过程的示意图.35．造成压延产品横向厚度不均的重要因素之一是辊筒的变形，应当如何防止？36．为什么自由真空成型不能制备大拉伸比的制品？37．与注塑成型相比，热成型有哪些优势和不足？为什么？参考答案：1.挤出成型亦称挤压模塑或挤塑，即借助螺杆或柱塞的挤压作用，使受热熔化的塑料物料在压力推动下，强行通过口模而成为具有恒定截面的连续型材的成型方法。可分为塑料物料的塑化和塑性体的挤出定型两个阶段。2.按塑料塑化方式的不同，挤出成型工艺分为干法和湿法两种。干法挤出的塑化是依靠加热将固体物料变成熔体，塑化和挤出可在同一设备中进行，挤出塑性体的定型仅为简单的冷却操作。湿法挤出的塑化需用溶剂将固体物料充分软化，塑化和挤出必须分别在两套设备中各自独立完成，而塑性体的定型处理要靠脱出溶剂操作来实现。3.单螺杆挤出机由传动系统，挤出系统，加热和冷却系统，控制系统等几部分组成。挤出系统和传动系统主要包括传动装置、加料装置、机筒、螺杆、机头和口模等五部分。4.加料段：自物料入口向前延伸的一段称为加料段，在加料段中，物料依然是固体，417主要作用是使物料受压，受热前移，螺槽一般等距等深；压缩段：压缩段是指螺杆中部的一段，物料在这一段中受热前移并压实熔化，同时也能排气，压缩段的螺槽体积逐渐减小；均化段：螺杆最后一段，均化段的作用是使熔体进一步塑化均匀，并使料流定量，定压由机头流道均匀挤出，这段螺槽截面是恒等的，但螺槽深度较浅。5.螺杆加料段第一个螺槽容积和均化段最后一个螺槽容积之比称为压缩比。压缩比的获得有以下方法：①等矩不等深②等深不等矩③不等距不等深。6.在螺杆的压缩段附加一条螺纹，这两条螺纹把原来一条螺纹形成的螺槽分成两个螺槽，一条螺槽与加料段螺槽相通，用来输送固态物料；另一条螺槽与均化段相通，用于液态物料的输送。这就避免了单螺纹螺杆固液共存于一个螺槽引起的温度波动。7.屏障型螺杆就是在螺杆的某部位设立屏障段，使未熔的固态物料不能通过，并促使固态物料熔融的一种螺杆。通常情况下，屏障段设在均化段与压缩段相交处。8.①口模集流腔：把流入口模的塑料熔体流分布在整个截面上，该断面的形状与最终产品相似，而与熔体输出装置的出口形状不同；②过渡流道：它使塑料熔体以流线型流入最终的口模出口；③模唇：它赋予挤出物以适当的断面形状，并使熔体“忘记”在区域①和区域②中不均匀的流动历史。9.加热方式：热载体加热、电阻加热、电感加热、红外加热；冷却方式：风冷却、水冷却、油冷却。10.①强制输送作用：在同向旋转啮合的双螺杆挤出机中，两根螺杆相互啮合，啮合处一根螺杆的螺纹插入另一根螺杆的螺槽中，使其在物料输送过程中不会产生倒流或滞流。无论螺槽是否填满。输送速度基本保持不变，具有最大的强制输送性；②混合作用：由于两根螺杆相互啮合，物料在挤出过程中进行着比在单螺杆挤出机中更为复杂的运动，不断受到纵向横向的剪切混合，从而产生大量的热能，使物料加热更趋均匀，达到较高的塑化质量；③自洁作用反同旋转的双螺杆，在啮合处的螺纹和螺槽间存在速度差，相互擦离过程中，相互剥离粘附在螺杆上的物料，使螺杆得到自洁。同向旋转的双螺杆，在啮合处两根螺杆的运动方向相反，相对速度更大，因此能剥去各种积料，有更好的自洁作用。11.从结构角度：①增加螺槽深度；②降低物料与螺杆的摩擦系数；③增加物料与418料筒的摩擦系数；④选择适当的螺旋角；从工艺角度：①增加料筒温度（fb↑）；②降低螺杆温度（fs↓）。12.由固体输送区送入的物料，在进入熔化区后，即在前进的过程中同加热的料筒表面接触，熔化即从这里开始，且在熔化时于料筒壁留下一层熔体膜，若熔体膜的厚度超过螺翅与料筒间隙，就会被旋转的螺翅刮落，并将其强制积存在螺翅的前侧，形成熔体池，而在螺翅的后侧则为固体床，这样，在沿螺槽向前移动的过程中，固体床的宽度就会逐渐减少，直至全部消失，即完全熔化，熔体膜形成后的固体熔化是在熔体膜和固体床的界面发生的，所需热量一部分来自料筒的加热器，另一部分则来自于螺杆和料筒对熔体的剪切作用。13.熔体在均化段的流动包括四种形式：正流、逆流、漏流和横流。14.①如果挤出物料流动性较大(K较大,较小),则挤出量对机头压力的敏感性较大,不宜采取挤出方法加工；②深槽螺杆对压力的敏感性比浅槽螺杆大；③螺杆均化段较长对机头压力的敏感性较小。15.①保持挤出物的稳定性；②消除离模膨胀引起的尺寸变化；③使制品产生一定程度的取向,改进轴向强度和刚度。16.①原料的选择：尼龙的熔融温度范围窄，黏度偏低，须特别注意选择高黏度的尼龙作为挤出棒材的原料，以保证成型的稳定性；②原料干燥：尼龙极易吸水，挤出前必须充分干燥，否则，会导致尼龙在加工过程中出现降解；③挤出成型：是棒材制造的主要过程，挤出成型中应注意两点，一是挤出速度要慢，否则影响定型；二是温度控制波动范围要小，否则容易造成黏度的较大波动，从而影响挤出稳定性；④制品的定型与冷却：定型部分要长一些，采用缓慢冷却，若使用急冷，很容易造成棒体内部缩孔；⑤牵伸和后处理：牵引要均匀，牵引切割后的棒材要进行调湿处理，以防止使用过程中的尺寸变化。17.ABS挤出管材，管材截面厚度不均匀，出现半边厚，半边薄419的现象，属于挤出制品的横向不均匀性，产生这一现象一般是由不合理的口模设计造成的，可能原因如下：①三个口模区域中任何一个设计不合理。如是这一原因，应检查口模集流腔、过渡流道、模唇的设计，尤其是过渡流道流线化程度是否充分，模唇的同心度等，并加以改进。②口模壁面温度控制不当。口模壁面温度控制不当会使截面各处流体的粘度产生一定差异，从而使流速不同，流速快的一面壁厚，针对这一情况，应使口模壁面温度保持一致。③由于压力引起口模的壁面的弯曲变形。如是这一原因，应增加壁面厚度，选择高强度材质，提高口模强度，或者减小物料的流动阻力，以防止壁面的弯曲变形。④在流道中作为型芯支撑作用的障碍物的存在。如是这一原因，应改变型芯支撑物的形状或位置，尽量减小这些支撑物对熔体流线性的影响。18.由注射系统、锁模系统、模具三部份组成。19.分流梭的作用是将料筒内流经该处的物料成为薄层，使塑料流体产生分流和收敛流动，以缩短传热导程。既加快了热传导，也有利于减少或避免塑料过热而引起的热分解现象。同时，塑料熔体分流后，在分流梭与料筒间隙中流速增加，剪切速度增大，从而产生较大的摩擦热，料温升高，黏度下降，使塑料物料得到进一步的混20.塑化压力(PlasticatingPressure,俗称背压)。采用螺杆式注射机时，螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力称为塑化压力，亦称背压。在保证制品质量的前提下，塑化压力应越低越好。21.①其长径比(L/D≈10～15)和压缩比(ε≈2～2.5)较小；②注塑螺杆的均化段长度较短，螺槽较深(约深15～25%)；③螺杆头部大多呈尖头形，与喷嘴能很好的吻合，以防止物料残存在料筒端部而引起降解；④注射螺杆的另一个特点是既可旋转又能前后移动，从而能完成对塑料的塑化、混合和注射作用。22．物料塑化，注塑，保压冷却，开模，脱模，合模。23.注射制品易产生内应力主要是由于充模流动和冷却速度较快，而分子链运动的逐步性导致的滞后效应造成了部分取向的分子链在冷却下来之前未来得及松弛。解决420办法是对注射制品进行后处理，包括热处理和调湿处理。23．反应注射成型是将反应原材料经计量装置计量后泵入混合头，在混合头中碰撞混合，然后高速注射到密闭的模具中，快速固化，脱模，取出制品。反应注射成型是将两种或两种以上的低粘度高活性失稳液体物料，经过计量泵送入混合头，在高压下经过激烈撞击混合，然后高速注入密闭的模具内，完成聚合，交联固化成型等一系列工艺过程，这是一种复杂的化学反应过程，可以有目的的控制其性能。24．将一定量的模压料(粉状、粒状或纤维状等塑料)放入金属对模中，在一定的温度和压力作用下成型并固化得到制品的—种方法。在模压成型过程中需加热和加压，使模压料熔化(或塑化)、流动充满模腔，并使树脂发生固化反应。其原理是把加压、赋形、加热等过程通过受热模具的闭合，实现模塑料的成型。25．压缩模塑(模压成型)通常是在油压机上进行。模压前塑料原料一般经计量、预热和预压；模压过程主要包括加料、闭模、排气、固化、脱模；对模压得到的制品还需进行修边，热处理等后处理工序。26．静态浇铸、嵌铸、离心浇铸、流延铸塑、搪塑、滚塑成型。27．压延是将混炼胶在压延设备上制成片材或与骨架材料制成复合片材半成品的工艺过程，即是使胶料受到延展的工艺工程，是通过旋转的两个辊筒的压力实现的。可以完成包括压片、贴合、压型、贴胶和擦胶等作业，也可用于表面整饰（光滑、光泽、粗糙、图案）。28．利用聚合物推迟高弹形变的松驰时间的温度依赖性，在聚合物玻璃化温度以上的Tf附近，使塑料半成品（管，中空异型材，板材，片材等）快速变形，然后保持形变，在较短时间内冷却到玻璃化温度或结晶温度以下，使成型物的形变被冻结下来，这就是二次成型的粘弹性原理。29.成型温度越高，制品中不可逆形变所占比例越大，成型物的形状稳定性越好。30．考虑到既要保持挤出过程对物料流动性要求,又要避免型坯下垂,同时吹塑过程达到均匀的容器壁厚要求.聚合物原料的熔体指数低,分子量分布宽,拉伸粘度随拉伸应力增加而增大对吹塑成型十分有利。32．拉伸过程中影响聚合物的取向的主要因素为拉伸温度、拉伸速度、纵横各向的42133．主要是成型温度和片材的加热时间。也与成型压力和成型速度以及材料的成型34.35．压延产品质量的一个突出问题是横向厚度不均，通常是中间和两端厚而近中区两边薄。这种现象主要是辊筒的弹性变形和辊筒两端温度偏低引起的。防止措施有三个方面：中高度:这一措施是将辊筒的工作面磨成腰鼓形。辊筒中部凸出的高度h称为中高度或凹凸系数，其值很小。一般只有百分之几到十分之几mm。产品偏薄或物料粘度偏大所需要的中高度偏高。轴交叉:压延机相邻两辊筒的轴线一般都是在同一平面上相互平行的。在没有负荷下可以便其间隙保持均匀一致。如果将其中一个辊筒的轴线在水平面上稍微偏离一个角度时(轴线仍不相交)，则在辊筒中心间隙不变的情况下增大了两端的间隙，这就等于辊筒表面有