高分子成型加工原理考题及答案

1、混合设备部分1什么叫混合，混炼？并指出其特点答：混合是一种趋向于减少混合物非均匀性的操作。混炼是指用炼胶机将生胶或塑炼生胶与配合剂练成混炼胶的工艺。混合：温度低，剪切速率小混炼：温度高，剪切速率大。2试述捏合机，高速混合机，开炼机，密炼机的基本结构，工作原理和机器的规格型号。答：捏合机： a 基本结构：带有加热（冷却）夹套的鞍形混合室，一对z型搅拌器，电气传动装置。 b 工作原理：混合时，物料借助于相向转动的一对搅拌器沿着混合室的侧壁上翻，而后在混合的中间下落，再次为搅拌器所用，这样重复循环，物料得到多次折叠和撕捏作用，从而得到均匀混合。c 基本型号：5-2000 高速混合机:a基本结构：附有

2、加热或冷却夹套的圆筒形混合室，一个装在混合室底部的高速转动的搅拌叶轮，排料装置，折流板以及电气传动装置等。 b工作原理：高速混合机工作时，高速旋转的叶轮借助表面与物料的摩擦力和侧面对物料的推力使物料沿叶轮切向运动。同时，由于离心力的作用物料被抛向混合室内壁，并且沿内壁面爬升，当升到一定高度后，由于重力的作用，物料又落回到叶轮中心，接着又被抛起。物料的表面不断得到更新，由于叶轮的转速很高，物料运动速度很快，快速运动的物料粒子之间相互碰撞、摩擦，使得团块破碎，物料因摩擦升温，同时迅速地进行着交叉混合，这些作用促进了各组分的均匀分布和对液态添加剂的吸收。c基本型号：gh200开炼机：a 基本结构：两

3、只辊筒、辊距调节装置、安全装置、加热冷却系统和传动系统等。b 工作原理：开炼机工作时，两个辊筒相向旋转，且速度不等。放在辊筒上的物料由于与辊筒的摩擦和粘附作用以及物料之间的粘结力而被拉入辊隙之间，在辊隙内物料受到强烈的挤压和剪切，这种剪切使物料产生大的形变，从而增加了各组分之间的界面，产生了分布混合。该剪切也使物料受到大的应力，当应力大于物料的许用应力时，物料会分散开，即分散混合。所以提高剪切作用就能提高混合塑炼效果。c 基本型号：sk-160密炼机：a 基本结构： 一对表面有螺旋形凸棱的转子、密炼室、加料装置（上顶栓）、卸料装置（下顶栓）、传动系统等。 b 工作原理：密炼机中各种物料在转子的

4、作用下进行强烈的混合，其中大的团块被粉碎，逐步细化，这一过程称为分散过程；在混合过程中，粉状与液体添加剂附在聚合物表面，直到被聚合物包围，这一过程称为浸润过程。混合物中各组分在密炼室中进行位置更换，形成各组分均匀分布状态，该过程称为分布过程；混合中由于剪切、挤压作用，聚合物逐步软化或塑化，达到一定流动性，这一过程称为塑炼过程。c 基本型号：sm50/703决定开炼机正常工作的条件是什么？答：物料与辊筒的摩擦角应大于接触角 ：两个辊筒之间存在速比，减小辊筒间距和加大辊筒速比，可以加大剪切作用。4高速混合机中折流板的作用是什么?答：改变混合时物料的流型，内部安装测温传感器，测试物料的温度。5常见的

5、连续混合设备有哪几种，各有什么特点？答：单螺杆混合挤出机：主要被用来挤出造粒，成型板，管，丝，膜。中空制品，异型材等也可用来完成某些混合任务，混合只发生在熔体输送区，混合作用弱。：双螺杆挤出机：极为有效的混合设备，可用作粉状pvc料的混合熔融，填充改性纤维增强改性，共混改性以及反应性挤出等。：行星螺杆挤出机：混炼机械，特别适用于加工聚氯乙烯，其具有混炼和塑化双重作用。：fcm连续混炼机：既保持的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。6生胶在成型加工前为什么要进行塑炼？答：生胶是线性的高分子化合物，在常温下大多数

6、处于高弹态，高弹性是橡胶及其制品的最宝贵性质，然而生胶的这一宝贵性质却给制品的生产带来极大的困难，如果不进行塑炼，在加工过程中，一方面各种配合剂无法再生胶中分散均匀，另一方面大部分机械能将消耗在弹性变形上，不能获得人们所需的各种形状，所以，生胶在成型加工前要进行塑炼。主要让其具有流动性。模压成型部分7试简述热固性塑料的模压成型工艺过程。答：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：1计量 2预压 3预热 4嵌件安放 5加料 6闭摸 7排气 8保压固化 9脱模冷却 10制品后处理。 ppt(模压成型通常称压缩模塑，是将模塑塑料在已加热到指定温度的模具中加压，使物料熔融流动并均匀地充

7、满模腔，在加热和加压的条件下，经过一定的时间，使其发生化学交联反应而变成具有三维体型结构的热固性塑料制品。)8为什么热塑性塑料较少采用模压成型的方法加工？答：热塑性塑料模压成型时，必须将模具冷却到塑料固化温度才能定型为制品，为此需交替加热于冷却模具，生产周期长，故生产中很少采用。9什么是bmc,smc？它们常采用何种方法成型？答：bmc：块状模塑料，用预混法制成的聚酯树脂模塑料，采用模压成型方法。 smc：片状模塑料，用预浸法制成的片状聚酯树脂模压料，采用模压成型方法。10热固性塑料，热塑性塑料，橡胶的模压成型有何不同？答： 热固性塑料：将其在已加热到指定温度的模具中加压，使物料熔融流动并均匀

8、地充满模腔，在加热和加压的条件下经过一定的时间，使其发生化学交联反应而变成具有三维体形结构的热固性塑料制品（既有化学变化，也有物理变化） 热塑性塑料：必须将模具冷却到塑料固化温度才能定型为制品（只有物理变化） 橡胶：将混炼胶或经成型后制得的橡胶半成品置于闭合的金属模具内加热加压，使橡胶硫化交联而定型为制品，其工艺过程与热固性塑料的模压较类似（只有化学变化）。挤出成型部分11挤出成型生产线一般由哪几个部分组成？各部分的作用是什么？答：原料的准备和预处理作用：挤出前对原料进行预热和干燥挤出成型作用：处理后的物料经挤出机输送，塑化，均化后定量，定压，定温地被挤出机头，成型为与口模的形状和尺寸类似的连

9、续性挤出物定型与冷却作用：固定挤出物的形状和尺寸，防止制品在自身的重力下变形制品的牵引和卷曲作用：帮助挤出物及时离开口模，保持挤出过程的连续性，调整挤出型材截面尺寸和性能，牵引的拉伸作用可使制品适度进行大分子取向，从而使制品在牵引方向的强度得到改善后处理作用：对制品进行热处理以消除内应力。12常规三段全螺杆的主要参数有哪些？如何选择这些参数的大小？答：螺杆直径ds,螺杆直径大，挤出机的产量高螺杆的长径比lds , lds大，能改善塑料的温度分布，混合更均匀，提高挤出机的能力lds过小，对塑料的混合和塑化都不利，因此，对于硬塑料，粉状塑料或结晶型塑料选择较大的lds螺杆的压缩比,粉状塑料的相对密

10、度小，夹带空气多，螺杆的压缩比应大于粒状料螺槽深度h,h小时,挤出机对物料的剪切速率大，有利于传热和塑化，单挤出生产率低h3大使适用于加工热敏性物料，h3小的浅槽螺杆可用于熔体粘度低和热稳定好的塑料的挤出成型加料段螺槽深度h1为定值，一般h10.1ds，压缩段h2是个变化值，均化段h3为定值，h3=0.02-0.06ds ds较小者，h3取大值，反之，取小值螺旋角q ,q角大，挤出机的产量高，单螺杆对塑料的挤压和剪切作用减小 螺棱部分宽度e ,e太小会使漏流增加，产量降低，e太大不会增加螺棱上的功率消耗螺杆与料筒的间隙 ，大，生产效率低，不利于热传导，剪切速率低，不利于物料的熔融和混合小，剪切

11、速率大，易引起物料过热降解，对螺杆，料筒的加工和安装要求高。13何为螺杆的几何压缩比？物理压缩比？二者关系如何？答：几何压缩比：指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一般约等于h1h3. 物理压缩比：塑料在熔融状态下的密度与固体松散状态下的密度之比. 挤出机的几何压缩比应大于物理压缩比。14挤出机内物料的压力是如何承产生的？为什么物料必须有一定的压力？答：压力由机头阻力，螺杆的压缩比和螺杆，料筒对物料的输送作用等产生， 为了使挤出物料密实，物料必须有一定的压力。15挤出机加料斗座为什么必须冷却？答：防止高温料筒的热量传向料斗，避免料斗中料因受热而产生“架桥”现象 防止热量向

12、传动系统传热。16普通挤出机螺杆有几种型式？各适用于什么场合？答：通用型螺杆:适用于大多数物料的加工；渐变型螺杆:适用于加工非晶型塑料；突变型螺杆:适用于加工熔融温度范围窄的结晶型塑料。17提高固体输送效率的方法有哪些？答：增大物料与料筒的摩擦系数，减小物料与螺杆的摩擦系数适当增加螺槽深度h和螺旋角。18物料在常规挤出机的熔体输送段的流动类型有哪几种？其产生这几种流动的原因是什么？试画流动类型的速度分布图。答：a正流 由物料在螺杆中受料筒摩擦拖拽作用而产生；b逆流 由机头口模，过滤网等对料流的阻碍所引起的反压流动；c横流 是螺杆旋转时螺棱的推挤作用和阻挡作用造成的；d漏流 由于机头和口模等对物

13、料的阻力所产生的反压流动。 19何谓螺杆特性曲线，机头（口模）特性曲线？它们的斜率大小代笔何种意义？答：螺杆特性曲线：以挤出压力为横坐标，产量为纵坐标，改变转速可得到一组斜率为（-b）的直线，该直线即为螺杆特性曲线,螺杆特性曲线的倾斜程度主要取决于均化段螺槽深度h3，h3越大，特性曲线越倾斜，挤出机的产量对机头阻力敏感，称该螺杆特性软。h3越小，特性曲线越平，意味着挤出机的产量对机头阻力不敏感，称该螺杆特性硬机头的特性曲线:以p为横坐标，产量为纵坐标作图，得到机头的特性曲线.机头特性曲线的斜率的大小决定于口模阻力的大小，斜率小为高阻力机头。20影响挤出机生产率的因素有哪些？答：机头压力，螺杆转

14、速，螺杆几何尺寸，机头口模的阻力。21常规螺杆存在哪些问题？答：熔融段固体床与熔池同处一个螺槽中，降低了熔融效率，挤出产量不高；固体床过早解体形成固体碎片，造成熔融速度缓慢；固体床过早破碎，还造成一部分物料得不到彻底熔融，另一部分物料过热，导致物料温度不均匀；压力波动，温度波动和产量波动大；普通螺杆往往不能适应一些特殊物料的加工或进行混炼，着色等工艺。22新型螺杆中的分离型螺杆，屏障型螺杆，分流型螺杆的工作原理是怎么样的？答：分离型螺杆：针对常规螺杆因固液相共存于同一个螺槽中所产生的缺点，在熔融段采取措施（采用主附螺纹，开设熔体槽），将已熔物料与未熔的固相尽早分离，促使未熔融物料更快熔融，已熔

15、物料不再承受导致过热的剪切，从而获得低温挤出并在保证塑化质量的前提下提高挤出量。 屏障型螺杆：螺杆工作时，物料从熔融段进入均化段后，含有未熔融的固体颗粒到达屏障型混炼段时，被分成若干股料进入屏障混炼段的进料槽，熔融料和粒度小于的固相碎片才能越过间隙进入出料槽，粒度较大的固相碎片被屏障挡住并继续熔融塑化不良的小颗粒在通过间隙时受到强烈的剪切作用，而完全熔融，进入出料槽的物料在槽中产生涡流而得到混合。分流型螺杆：在螺杆的某一部位设置许多突起部分或沟槽或孔道，将螺槽内的料流分割，以改变物料的流动状况，以促进熔融，增强混炼和均化。23挤出管材的定径方法有哪几种？如何选择定径方法？答： 定径方式：内定径

16、和外定径 若管材的外径尺寸要求高则选用外径法，国内要求管材外径带公差，所以常用外定径法，反之则用内定径法。24热固性塑料挤出机与热塑型挤出机的主要差别在哪些方面？答：a热固性塑料挤出时，不能仅靠加热，而且还需要使材料受到几十兆帕的压力，要求如此高的压力，普通螺杆挤出机无法满足；b热固性塑料受热会在挤出机内固化，采用普通螺杆挤出加工拆卸和清理螺杆困难，因此不能采用连续螺杆挤出技术来挤出热固性塑料，一般采用柱塞式挤出机。25反应性挤出的定义？答：聚合性单体或低聚物熔体在螺杆挤出机内发生物理变化的同时发生化学反应，从而挤出直接获得高聚物或制品的一种新的工具性工艺方法。26橡胶压出机螺杆与塑料挤出机螺

17、杆主要差别？答：a.压出机螺杆长径比要比塑料挤出机螺杆小得多。 b. 橡胶压出机螺杆的槽深要比塑料挤出机螺杆槽深大。27双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比有什么特点？答：（1）物料的输送方式。 a单螺杆挤出机中，物料的输送是靠摩擦、拖曳完成的。 b双螺杆挤出机中，特别是啮合型双螺杆挤出机，物料的输送在某种程度上是正向位移，正向位移的程度取决于一根螺杆的螺棱与另一根螺杆的相对接近程度。 （2）物料的流动速度场。 （3）物料的停留时间分布。 双螺杆挤出机中物料的停留时间分布窄。由于物料停留时间分布窄，所有物料在料筒内所经历的物理、化学过程大体相同，因此混合物各部分的性能会更均匀。此外，双螺杆挤出机与单

18、螺杆挤出机相比：混合充分、热传递良好、熔融能力强、排气效果好及对物料温度控制良好等。28,简述并图示挤出机综合工作原理答：正常工作时挤出机的产量应与机头（口模）的产量相等，我们把螺杆特性线与口模特性线的交点称为挤出机的综合工作点，见下图。由下图还可以看出，高阻力机头(d1)配特性曲线硬的螺杆(h3)可获得较高的产量，而低阻力机头(d2)配特性线软的螺杆(h3)能得到较高的产量。注射成型部分29何谓注射成型，它有何特点？请用框图表示一个完整的注射成型工艺过程答：定义：将粒状或粉状塑料加入到注射机的料筒。经加热熔（融）化呈流动状态，然后在注射机的柱塞或移动螺杆快速而又连续的压力下，从料筒前端的喷嘴

19、中以很高的的压力和很快的速度注入到闭合的模具内。充满模腔的熔体在受压的情况下，经冷却或加热固化后，开模得到与模具型腔相应的制品。 特点：生产周期短，生产效率高，易实现生产自动化 间歇生产过程 适应范围广：可加工大多数热塑性塑料，复合材料，增强树脂，泡沫塑料等。 工艺流程：合模与锁紧注射装置迁移注射保压制品的冷却和预塑化注射装置后退和开模顶出制品防流涎操作30 塑料挤出机的螺杆与移动螺杆式注射机的螺杆在结构特点和各自的成型作用上有何异同？ 答：结构上： 1） 注射螺杆长径比比较小，1525 2） 注射螺杆压缩比较小，在22.5之间 3） 注射螺杆均化段长度较短，但螺槽深度较深，以提高生产率。加料

20、段较长 4） 注射螺杆的头呈尖头型，与喷嘴能很好地吻合，螺杆头结构特殊，注射螺杆间歇工作。性能上注射螺杆既能旋转，又能作水平往复运动，螺杆旋转完成物料加料、输送、塑化，边旋转边后退，熔体充满喷嘴与螺杆之间，注射时，螺杆前移，起柱塞作用。挤出螺杆只能通过旋转完成加料、输送、塑化，无法作轴向运动。31请从加热效率出发，分析柱塞式注射机上必须使用分流梭的原因。 答：流梭作用是将料筒内流经该处的料分为薄层，使流体产生分流和收敛流动，缩短传热导程32注射机的喷嘴有哪几种类型？各适合何种聚合物材料的注射成型？答：1） 通用式喷嘴： 粘度大，热稳定性差的物料，采用大口径直通式。如用于：ps、pe、pvc等的

21、加工。 2） 延伸式喷嘴：有加热装置，注射压力损失小。可用于：pmma、pom、pc等的加工。 3） 弹簧针阀式喷嘴：自锁式喷嘴，结构复杂，注射压力降较大。 如用于：pa、pet等低粘度塑料的加工。33保压在热塑性塑料注射成型过程中的作用是什么？保压应有多少时间？何谓凝封？保压作用：低温冷却时，熔体产生收缩，为保证制品的致密性、尺寸精度及强度，螺杆对熔体保持一定的压力，对塑件进行补缩直到冻结。龅牙时间：一般为20-100s，大型和厚制品可达2-5min,甚至更多。凝封：浇注系统的熔体先行冷却硬化，这个现象称为凝封。34简述热固性塑料和橡胶的注射成型原理。（知道）答： 热固性塑料：物料

22、加入料筒中，受热转变为粘流态而成为有一定流动性的熔体，注入加热的模腔中后在一定的温度和时间下，因发生化学反应而使粘度加大，交联硬化为固体。 橡胶：将胶料通过注射系统进行加热，然后在压力作用下从料筒注入密闭的模具中，经热压硫化而成为制品的生产。35 注射成型过程中，螺杆预塑为什么要按排在保压结束后进行？答：保压过程是少量熔体被挤入模腔，以弥补由于熔体温度降低和相变的体积收缩。而预塑过程是固体物料在料筒内加热熔融的过程。注塑机塑化物料时，螺杆要旋转，压力难以保持，所以保压和预塑化不能同时进行，则预塑只能在保压后进行。36 螺杆在预塑时，注射螺杆作何种运动？答：螺杆在旋转的同时向后运动37 为什么说

23、对于小压缩比的螺杆，通过调节背压对温度的影响更明显？答：螺杆的压缩比指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，压缩比越小，物料在全过程中受到的挤压作用也越小，当提高背压时，物料受到的剪切作用增加，压缩比小的有利于升温，温度影响更明显。38 背压可以调节吗？答：可以，通过调节注射油缸的回油节流阀实现39 螺杆预塑结束的标记是什么?答：螺杆停止旋转40.注射机液压-机械式合模机构的调模机构的作用是？ 答：1调节锁模力大小即o大小 2适应不同模具厚度41.注射成型机塑化时根据喷嘴与模具接触情况其加料方式可分那几种？各适用于哪些物料的加工？ 答：固定加料：加工温度范围宽的料，热流道模具；前加料：即塑化退回，加工温度范围宽的料，适用于开式喷嘴大部分物料加工；后加料：闭式喷嘴，高结晶度物料加工。42.注射机的操作方式有那几种？主要适用于哪些场合？ 答：调整，手动，半自动，全自动调整操作：在模具的安装调整工作，实验检查某一部位的工作运动以及维修拆卸螺杆时的应用；手动操作：在模具装好后试生产时应用；半自动操作：注射机的各部位工作零件质量完好，能够准确完成各自的工作动作，批量生产某些制品时，采用半自动操作； 全自动操作：用于大批量注射生产某一制品43.橡胶注射成型机与热塑性塑料注射成型机的主要差别有哪些？答：橡胶塑化温度低，为防止停留时