聚合物成型加工——复习提纲

1、一、流变学基础1. 聚合物成型加工，是聚合物原料及其助剂，通过塑料加工机械和模具，在热和外力等因素的作用下，获得满足形状和性能要求的制品的过程。2. 聚合物成型加工的核心要素:材料（配方）、（加工）设备、（加工）工艺3. 流动性-剪切粘度，可延性-内聚力、拉伸粘度4. 流变学是研究材料流动及变形规律的一门科学。5. D=l/t，l松弛时间（relaxation time)(材料性质)，t形变过程的时间(变形的环境条件），打破了固体和流体响应的界限,提供了衡量粘弹性的定量尺子6. 粘弹性是聚合物流变行为的基本特征7. 拉伸流动:纵向速度梯度；剪切流动：横向速度梯度。剪切流动与液体的粘性联系在一起

2、，而拉伸流动与液体的弹性联系在一起。8. 拖曳流动：流体边界相对运动；压力流动：流体边界无相对运动9. 流体抵抗流动变形的能力称为粘度，反映流体内摩擦阻力的大小。10. 绝对速率理论: 把粘滞流动看成是受高能量过渡状态控制的一种速率过程。液体分子从开始的平衡位置过渡到另一平衡状态。越过能垒进行传输，该能垒受到作用应力的影响发生偏移。说明：在外应力很小时，粘度与应力无关，应力较大时，粘度随应力提高而下降。11. 自由体积理论：自由体积，由于提高了容许分子运动的空隙， 其值越大粘度越小；给定温度下分子的体积，温度越高，其值越大。所以温度升高，自由体积增大，粘度降低；12. 过剩熵理论: 温度下降，

3、液体的熵降低，使形变增加困难13. 触变性(thixotropic)：一定T、,随时间增加，下降；震凝性(rheopectic)液体：一定T、,随时间增加，上升14. 流体粘度随剪切速率变化的内在原因：体系内微观结构的变化15. 聚合物普适流动曲线:在取向度相同的条件下，不同体系具有相同的约化粘度16. 剪切变稀：缠结理论和取向理论17. 粘流活化能：是分子链流动时用于克服分子间作用力以便更换位置所需要的能量18. 聚苯乙烯熔体的粘度，对温度和剪切速率都敏感。19. 塑料中，用于注射成型的树脂分子量应小些，用于挤出成型的树脂分子量可大些，用于吹塑成型的树脂分子量可适中。20. 橡胶工业中常用门

4、尼粘度表征材料的流动性，塑料工业中常用熔融指数或流动长度表征塑料的流动性。21. 分子量分布宽，非牛顿性显著， 对剪切较敏感；分布窄，更多牛顿性特征， 对温度较敏感。22. 低剪切速率下，粘度主要取决于高分子量组分；高剪切速率下，粘度主要取决于低分子量组分23. 若支链虽长，但其长度还不足以使支链本身发生缠结，这时体系自由体积体积增大。与分子量相当的线形聚合物比，支化聚合物的粘度要低些24. 若支链相当长，支链本身发生缠结，则使粘度大幅度增大。支化聚合物的非牛顿性较强。长支链使熔体强度增加，有利于吹膜、发泡。25. 树枝状大分子的粘度在分子量超过一定数值后，反而随分子量提高而下降。26. 触变

5、剂的作用：防止树脂在施工的斜面或垂直面上流淌，避免树脂含量在上下层不均匀现象，从而保证制品的质量。27. 填充体系的流变行为： 一般，随填加量增大，体系粘度增大，弹性减弱，且常出现屈服现象。非牛顿型流动性（剪切变稀）更为显著。28. 加入偶联剂有助于降低填充体系的粘度29. 柱塞流：混合不均受剪切力小，制品性能差。难以上色。PVC，PP是典型柱塞流动（n值小）30. 因管道截面变小（锥形和楔子形） ，受到抑制性拉伸作用的称为收敛流动。31. 拉伸硬化：LDPE，PS；拉伸变稀：HDPE，PP线形高分子32. 拉伸变稀材料的纺丝和吹膜稳定性差。聚合物中引入长支链，有利于获得拉伸硬化的材料。33.

6、 第一法向应力差和剪切应力成正比。且为正值。34. 法向应力差的原因：剪切应力导致分子构象变化，平行流场方向尺寸增大，垂直流场方向尺寸减小。分子储存了弹性能。沿着与剪切力垂直的方向上分子有发生膨胀的趋势，对平行板产生向往的推力。35. 入口压力降：弹性部分相当大（95），入口区流线收敛发生弹性形变所导致的压力降, 转变为弹性能储存在熔体中。36. L/D很大（>24）时，可不作入口效应修正37. 出口胀大效应的原因：a）入口效应（储存的拉伸弹性应变）b）剪切流动区（剪切弹性应变）38. Barus效应（出口胀大）的本质是分子链在挤出过程中弹性应变未完全松弛，在出口处松弛所引起的。39.

7、影响膨胀比的因素：可恢复的弹性形变量的大小，该值越大，膨胀比越大；松弛时间和管内停留时间的比（De)， De越大膨胀比越大40. 低剪切弹性模量的聚合物（柔性，分子量相互作用弱）流动中可逆剪切应变大，膨胀比也大；大分子量和分布加宽会增加膨胀比；膨胀比随剪切速率先增加，后减小，再破裂；温度增加，膨胀比也增加。长径比L/D减小，膨胀比增加；入口端收敛角，B，减少液体中可逆应变成分，而入口角=收敛角时，膨胀比最小。41. 出口胀大的影响：导致制品变形、扭曲、降低尺寸稳定性；引入内应力，影响力学性能42. 出口胀大效应的消除措施：增大长径比；提高T；对挤出物适当速度牵引和拉伸，减少弹性应变。43. L

8、DPE熔体破裂的原因（入口破裂）：次级流动，法向应力差导致的44. 线性高分子链熔体破裂的原因：（管壁滑-粘转变，然后破裂，此过程伴随分子链的取向和解取向）45. 产生熔体破裂时的应力和剪切速率称为临界剪切应力和临界剪切速率46. 熔体破裂的消除措施：降低Mw，加宽分布，使临界剪切速率提高T，但要防止分解交联降低挤出速度增大口型间隙，延长唇部尺寸加入填料或软化增塑剂，共混方法。挤出后适当牵伸。二、流变学测定1. 毛细管流变仪的优点: 操作简单、测量准确，测量范围广(剪切速率 101105 S-1)；和某些实际成型加工中物料流动相仿，因而具有实用价值。可方便地加到加工生产线中，进行在线测量；除可

9、测定黏性外，还能从挤出胀大等数据中测定弹性2. 毛细管流变仪三个校正：剪切应力校正（入口压力降），剪切速率校正（非牛顿性），管壁滑移校正。3. 毛细管流变仪测量误差的来源：仪器本身参数的误差管壁滑移粘性发热引起的误差，限制了高剪切速率时测粘度的可靠性自重和压力的影响，毛细管流变仪不能测定很低剪切速率下 或很低粘度的流体。4. 毛细管流变仪的缺点:切应力和切变速率随毛细管半径而变化不能进行动态测定，不能测定时间依赖性流体的粘度5. 毛细管流变仪的适用范围： 剪切速率范围20105 S-1粘度范围10 106 Pa×S6. 各种旋转流变仪的适用性：转筒流变仪-低粘度流体；锥板流变仪液、熔

10、体；平行板流变仪很高的浆状体，用于动态松驰特性的研究7. 同轴圆筒粘度计的特点： 1属于有严密解析的仪器，当内外筒间隙很小时，间隙中流体各点的剪切速率接近相等 2常用、价廉、易于操作，广泛用于各种低粘度液体、高聚物溶液、胶乳等粘度的常规测试 3很少用于高剪切速率下的粘度测定。8. 锥板粘度计的特点：1.处处剪切速率相同,上述计算方法适用于任何流体。测试和数据处理不需作任何校正。 2. a通常为1°，对于有大粒填料的分散体，通常使用a为4°的测量头。9. 锥板粘度计的优点：1清洁容易，样品用量少（不大于4ml)。而同轴圆筒型需要550ml。 2可测量热固性树脂固化过程中的粘度

11、变化。 3可测量法向应力差4 可测量动态粘弹性10. 锥板粘度计的局限性： 1.通常用于低剪切速率的范围。当剪切速率大于100s-1时，锥板边缘产生二次流 2.不适于测量含有较大颗粒和高固体含量的试样。含研磨颗粒的测试样品会引起磨损。11. 平行板流变仪的特点：0.3 mm<h<3 mm,适用于测试高粘样品和含较大填充颗粒的样品；剪切速率从中心到板边缘不同。对非牛顿流体，剪切应力必须校正。12. 在临界应变c以下，材料微观结构没有破坏，为线性粘弹性区。13. 动态粘弹性的重要性在于：动态测量时，可以同时获得材料粘性行为和弹性行为的信息；容易实现在很宽频率范围内的测量，按时温等效原理

12、，即容易了解在很宽温度范围内材料的性质；动态粘弹性与材料的稳态粘弹性之间有一定的对应关系，通过测量，可以沟通材料两类性质间的关系。14. 绝对流变仪：仪器的几何结构及试验程序都有很严格的要求绝对流变仪的优点是客观地表征样品，试验结果与试验仪器及生产厂家无关。混炼机型转矩流变仪是相对流变仪三、配方设计与混合1. 制品设计一般原则：高性能、易加工、低成本（实用、高效、经济）2. 制品设计程序：性能要求、初选材料、配方试验及优化、材料规范化3. 助剂的使用原则：与聚合物基体协调配伍，相容、易分散、稳定；用量应适当；协同效应与对抗作用；工艺条件的适应性；环保性。4. 增塑剂：A加入能使Tg、Tf 、熔

13、融粘度降低，使成型加工容易进行。 B在使用温度范围内使制品具有柔韧性。兼具以上二项作用的物质称为增塑剂。5. 相容性好坏的评价方法：观察表面有无渗出物；溶解度参数；介电常数6. 增塑剂的选用条件：（1）相容性好，增塑效率高。（2）耐久性好（挥发性低，迁移性小），高分子量。（3）耐光、热、不燃无毒、价格低廉。7. 热稳定性作用机理（1）吸收中和HCl，抑制自动催化作用；（2）置换PVC中不稳定的烯丙基Cl和叔碳位的Cl，抑制脱HCl；（3）捕捉自由基，阻止氧化反应。8. 常用热稳定剂：盐基性铅盐金属皂类有机锡亚磷酸酯钡镉复合稳定剂等9. 抗氧剂：受阻酚类、芳香胺类、亚磷酸酯类10. 光稳定剂：主

14、要用于聚烯烃，尤其是PP。主要有紫外线吸收剂、光屏蔽剂、淬灭剂、自由基捕获剂11. 成核剂作用：提高成核速率，细化结晶，提高结晶速率12. 成核剂分类：(1) 无机类：滑石，SiO2，高岭土，BN (2) 有机化合物：一元或多元羧酸盐，颜料。 (3) 聚合物：高熔点（液晶类）13. 成核剂对聚合物性能影响(1)结晶速率加快，缩短成型周期。(2) 改进光学透明度，提高冲击强度（韧性）(3)提高结晶度，硬度，弹性模量，拉伸强度。14. 抗静电剂机理：一是在材料表面形成导电层,从而降低表面电阻率,使已经产生的静电荷迅速泄露;二是赋予材料表面有一定的润滑性,降低摩擦系数,从而抑制和减少静电荷的产生。1

15、5. 抗静电剂的基本类别：表面活性剂，导电炭黑，吸湿性物质16. 阻燃剂：含卤素的有机化合物，红磷、三氧化二锑、硼化物、氢氧化镁、氢氧化铝等17. 阻燃机理：稀释可燃物，隔绝氧气，冷却塑料，消除自由基18. 氧指数OI试样在氧氮混合气流中，维持平稳燃烧（即进行有焰燃烧）所需的最低氧气浓度。19. 润滑剂分类：（1）内润滑剂，减少聚合物内摩擦，与聚合物有一定的相容性。（2）外润滑剂，保留在塑料熔体的表层，降低塑料与加工设备的摩擦，与聚合物有很低的相容性。20. 润滑剂作用：改进塑料熔体的流动性能，减少或避免对设备的摩擦和粘附，以及改进制品表面光亮度等。21. 润滑剂常用：脂肪酸及其皂类、脂肪酸酯

16、类、脂肪醇类、酰胺类、石蜡、低分子量PE、合成蜡、丙烯酸酯类、某些有机硅化合物。22. 偶联剂作用：用于促进无机填料在聚合物中的分散，提高界面粘结强度23. 偶联剂常用：硅烷偶联剂；钛酸酯偶联剂24. 偶联效果评价：测粘下降；扫描电镜看界面；力学性能测试。25. 化学发泡剂：偶氮二甲酰胺，对甲苯磺酰氨基脲26. 填料目的：降低成本，改善加工性能及物理力学性能大幅度提高材料刚度提高材料的耐热性能27. 填料形状的影响：1.纤维状填料的增强效果好。长径比越大，增强效果越好；2. 球形填料的增韧效果好。3. 填料粒度尺寸越小，对填充材料的拉伸强度和冲击强度提高越大。28. 配方设计的关键:选材、搭配

17、、用量、混合四大要素29. 需要干燥的树脂：PC,PA,ABS（可逆分解、内应力）30. 扩散的三种基本运动形式：分子扩散（在气体和低粘度液体中占支配地位）、涡流扩散（聚合物熔体中不易实现，聚氨酯的反应注射成型）、体积扩散（在聚合物加工中，这种混合占支配地位）31. 混炼三要素：P-压缩 S-剪切 D-置换32. 按混合形式分类：分布式（组分浓度分布更均匀，部分干混合器）和分散式（混合时混合物中的组分粒度减小，开炼机、密炼机）33. 高粘度的少组分混合到低粘度的多组分中-比较困难 ；低粘度的少组分混合到高粘度的多组分中-相对容易34. 塑炼一般是在高于流动温度以上且在较强的剪切速率下进行的。塑

18、炼后物料中各组分的化学性质或物理性质会有所改变。如聚合物产生降解反应或粘度发生变化。而混合、捏合都是在Tg和较缓和的剪切速率下进行的，混合后的物料各组分本质上基本没变化。35. 间歇式混合设备：混合过程是不连续的。混合过程三个主要步骤：投料、混炼、卸料，周而复始。典型设备：捏合机、开炼机、密炼机等。36. 连续式混合设备：混合过程是连续的。典型设备：如单、双螺杆挤出机、FCM连续混炼机等。37. 开炼机和密炼机属于（转子类混合设备）38. 开炼机特点：塑炼作用主要靠两辊间隙的一条线，塑炼效率低，高温与空气接触物料易氧化，助剂有一定挥发损失，工作环境差，劳动强度高，但可以随时观察物料塑炼情况。3

19、9. 密炼机特点：剪切作用强烈，塑炼效率高；不与空气接触，不易氧化分解；同时也不易排出挥发份；机械化程度高40. 单螺杆挤出机：混合能力较弱，主要用来挤出造粒，分布式混合为主41. 双螺杆挤出机：混合能力很强。主要用于填充改性、纤维增强改性、共混改性、反应挤出、PVC型材挤出。42. 行星螺杆挤出机：是生产透明PVC片材的理想混炼设备，具有啮合次数高、热交换面积大、停留时间短、自洁性好、塑化效率高的特点。43. 混合方法：直接混合或母料稀释44. 提高混合均匀性的方法：物料的预处理：1.对于液体组分预热；2.研磨成浆料；3. 填料的表面处理。混合加料顺序。升温。加偶联剂。大批量助剂可分次加入。

20、四、挤出1. 一次成型和二次成型的区别成型对象不同：一次成型的对象是初始聚合物和其他组分混合物；二次成型的对象是一次成型的型材物料状态不同：一次，Tf以上，熔体加工，塑性形变（热塑、热固），包括：挤出、注射、模压、压延、传递模塑等。二次，Tm，Tf以下，类橡胶态，推迟变形（仅适合热塑性），包括：中空吹塑、拉幅薄膜、热成型。2. 挤出成型是指用机械运动施加力迫使高分子材料流体通过成型装置(机头、口模) ，定型为具有恒定截面的连续型材的一种成型方法。3. 特点：生产效率高，易于连续自动化；用途广泛，可作反应器，连续完成聚合和成型；适应性强（更换机头，组合型螺杆）4. 柱塞式挤出机：能产生非常高的压

21、力，但有限的熔融能力，聚合物熔体的温度均一性差。一般已不采用此法，仅用于粘度特别大、流动性极差的塑料，5. 挤出系统：加料装置、料筒、螺杆、机头、口模6. 螺杆旋转导致的摩擦生热和粘性生热占聚合物熔融所需热能的7080， 机筒加热器仅贡献2030。前者温升比较均匀，热传递距离小，后者热损失较大，7. 冷却目的：加料段冷却，避免下料时搭桥；避免机筒中聚合物的局部过热；在某些情况下，冷却螺杆用以改善螺杆的生压能力。冷却方式：强制空气冷却、水冷8. 加料装置：自动上料，强迫加料（难下料）9. 机头作用：（1）使熔体由螺旋运动转变为平行直线运动，均匀而平稳地导入口模而成型；（2）产生回压，使物料进一步

22、均化，提高制品质量；（3）塑料熔体在口模中流动时取得所需形状，获得结构密实和形状准确的制品。10. 单螺杆通常 L/D 182511. 主要技术参数：直径、长径比、压缩比、螺槽深度12. 几何压缩比：加料段第一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比。13. 三段：加料段进行高分子物料的固体输送；压缩段压缩物料，并使物料熔融；均化段对熔融物料进行搅拌和混合，定量定压挤出。14. 加料段：作用：输送、加热（固态）， 排气 特点： 无压缩作用物料不熔化（仅受热）螺槽容积不变15. 只有料筒对固体塞的摩擦力大于螺杆对固体塞的摩擦力，固体塞才能向挤出方向移动。当机筒的摩擦系数相对于螺杆的摩擦系数增大时，

23、固体输送角增大。因此，螺杆镀铬或镀镍以及高度抛光使表面的摩擦减至最小，机筒表面应粗糙，许多挤出机在固体输送段的机筒内表面切削沟槽。16. 增大Q的方法：1. 提高螺杆的转速n 2. 适当提高加料段物料的温度和降低螺杆的温度，有利于增加物料与料筒的摩檫率，减少物料与螺杆的摩檫率。聚合物和金属的摩擦系数随温度升高而增大。3. 增大螺杆的直径4. 增大螺槽的深度5. 选用最佳方向角6. 加料段料筒内纵向开槽17. 熔融段的作用：固熔共存压实作用排气体积缩小18. 均化段的特点：定容、定压送料至口模，螺槽容积不变，均化段长度为螺杆长度的203019. 均化段四种流动：正流、逆流、漏流、横流20. 均化

24、段体积曳流（正流）流率与流体流变性能无关。逆流与物料流变性能、P有关。正流与h成比，逆流与h3成正比。21. 螺杆作用:1.输送和压实物料,排气2. 在口模前建立压力3.剪切生热塑化物料4.混合均化物料并稳定地向口模输送22. 螺杆和机头特性曲线：（1）N，Q；N定，D小（口模小），阻力大，Q；Q定，D，压力降（2）深螺槽，Q对压力P敏感；浅螺槽，挤出波动小。（3）对温度敏感：深h对压力为敏感性大，对物料温度也有较大影响。浅螺槽在压力变化时，对T影响小。（4）均化段螺杆长度对Q影响: L1长，P变化对Q影响小（5）口模尺寸（阻力大小，阻力与截面积成反比，与L长度成正比）如：阻力小（截面积大，L

25、短）压力微小波动，Q变化大。23. 压力来源：压缩比的存在（螺槽深度的改变、料筒上的沟槽深度变化、螺距的改变等）；分流板、滤网和口模产生的阻力。24. 吹膜设备中，人字板的作用：稳定泡管并导入牵引辊25. 在TgTf(Tm)热处理，防止板材翘曲。消除应力，减少收缩率，提高尺寸稳定性：对结晶制品一般控制在最大结晶速度（Tmax），促进结晶完整，尺寸形状稳定，内应力小。26. 单螺杆缺点：粉料：玻璃纤维，大量无机填料，较难加入（要靠摩擦输送）；排气区，表面更新作用小，排气效果差；混合效果差27. 双螺杆挤出机：按啮合情况分啮合式和非啮合式28. 啮合式分同向和异向29. 紧密啮合同向旋转式双螺杆挤

26、出机(CICO)：低速，主要用于型材挤出。滑动型啮合，必须低速运转，以避免啮合区中的高峰值压力30. 如果受阻面积(I)<空隙面积(II)，则正向输送特性大为减小，并会造成物料停留时间加宽和挤出量对压力的依赖性加大31. 自洁式挤出机(CSCO)：空隙面积比受阻面积大，故啮合区形成高压力峰值的倾向不大。A.故可将螺杆设计成具有相当小的螺杆间隙，于是螺杆具有密闭式自洁作用。B.可以在高速（600r/min）下运转32. 异向啮合型双螺杆挤出机：输送量大，剪切强烈，混合塑化效果好33. 非啮合式：两螺杆之间的中心距大于两螺杆半径之和。正向输送特性小于单螺杆挤出机，因此返混性优于单螺杆挤出机。

27、主要用于掺合、排气、化学反应等34. 单螺杆输送机理由摩擦，粘附形成输送能力：固体（加料段）：摩擦拖曳（fs、fb）；熔体（计量段）：拖曳流动（机筒拖曳作用）35. 非啮合型双螺杆的工作原理：不能形成封闭或半封闭的型腔，无正位移输送条件，其输送机理与单螺杆相似。36. 啮合型双螺杆的工作原理：能形成封闭或半封闭的型腔，有正位移输送条件， 其正位移输送输送程度与封闭程度有关。37. 同向旋转：啮合区开放，低输送能力、低建压能力，高轴向混合能力38. 异向旋转：啮合区封闭，高输送能力、高建压能力，低轴向混合能力39. 双螺杆的优点： 正位移，无反流，强制输送系统，送料多少与筒与料的及料与

28、螺杆的都无关；排气好；采用多级排气系统，双螺杆挤出机可处理50含量的溶剂。混合塑化效果优异。低的比功率消耗，相同产量，双螺杆耗能比单螺杆少50；40. 如何提高挤出制品的力学强度：固态挤出；旋转芯棒挤出管材；拉伸挤出成型法五、注射1. 注射成型（也称注射模塑，简称注塑），是指将注射用原料置于能加热的料筒内，受热、塑化后用螺杆或柱塞施加压力，使熔体经料筒末端的喷嘴注入所需形状的模具中填满模腔，经冷却定型后脱模，即得到具有要求形状的制品。2. 注射成型四要素：塑料、注射机（注塑机）、模具、注塑工艺3. 适用性：几乎所有热塑性，部分热固性4. 特点：A一次成型外型复杂的制品，尺寸精度高，可带嵌件；B

29、生产率高，产品质量稳定，易于自动化；C间歇过程；D. 所用设备价格较高，模具的结构较复杂，生产成本高，不适合单件小批量的塑料成型。5. 按塑化方式分为：柱塞式注射机和螺杆式注射机6. 按外形可分为：卧式、立式和角式注射机。7. 注射机的规格：公称注射量，锁模力8. 公称注射量：对空注射，一次能注射的聚苯乙烯（PS）的最大重量（以克为单位）ps1.05g/cm3；或所能注射的最多熔料容积（单位：厘米3）乘以聚苯乙烯的密度G料G制品G流道G飞边9. 螺杆作用：送料，压实塑化，传压10. 注射螺杆与挤出螺杆的区别：L/D较小（1620），压缩比小（22.5）均化段短，h深，加料段长尖头，止回环螺杆头

30、，防止熔料回流。注射时，既旋转又前后移动。11. 锁模系统的作用：实现模具启闭，保证模具合紧（不溢料）。动模板移动速度需满足慢快慢要求。12. 分型面的选择原则：选在塑件外形最大轮廓处；有利于脱模，塑件留在动模一侧；有利于锁模，塑件最大投影面放在合模方向，分型面方向的投影面尽可能小；有利于模具加工13. 浇注系统：注口、主流道、分流道、浇口、塑件、冷料井14. 部件设计的原则：形状简单、有脱模斜度、避免尖锐的拐角15. 注射过程：加料、塑化、充模、保压、倒流、冷却、脱模16. 模塑四个阶段： a、充模阶段。以柱塞(螺杆)向前移动起直至塑料充满模腔为止(时间t1)。 b、保压阶段。熔体自充满模腔

31、(时间t1) 至柱塞(螺杆)撤回时为止(时间t2) 。熔体因冷却而发生收缩，但因塑料仍然处于柱塞（螺杆）的恒压下，料筒内的熔料必然会向模具内继续流入以补足因收缩而出现的空隙。压实阶段对于提高制品的密度、降低收缩率和克服制品表面缺陷都有影响。 c、倒流阶段。从柱塞(螺杆)后退时(时间t2)开始到浇口处熔料冻结时为止(时间t3)。原因：模腔内的压力比流道内高，导致塑料熔体的倒流，从而使模腔内压力迅速下降。倒流将一直进行到浇口处的熔料冻结时为止。如在喷嘴中装有止逆阀，则倒流阶段就不存在。 d、冷却阶段。从浇口处熔料完全冻结时起(时间t3)到制品从模腔中顶出时(时间t4) 止。作用：继续冷却，使制品脱

32、模时有足够的刚度而不致扭曲变形。制品脱模时，模内压力与外界压力的差值称为残余压力。只有在残余压力接近零时，脱模才较顺利，并获得满意的制品。17. 后处理目的：减少内应力，稳定尺寸。方法：主要有退火处理和调湿处理。18. 退火处理：把制品放在一定温度中一段时间，然后缓慢冷却。消除了塑料制品的内应力，稳定了尺寸。对于结晶型塑料还能提高结晶度，稳定结晶结构，从而提高其弹性模量和硬度，但却降低了断裂伸长率。19. 调湿处理主要是用于聚酰胺类塑料的制品。将刚脱模的这类塑料制品放在热水中处理，不仅隔绝空气，防止氧化，消除内应力，而且还可以加速达到吸湿平衡，稳定其尺寸，故称为调湿处理。20. 注射成型的三参

33、数：成型压力、成型温度、成型时间21. 注射温度：料筒后端温度最低，喷嘴前端最高，注射温度越高，则注射压力范围越宽、越低。喷嘴温度：略低于料筒最高温度，防止熔料在喷嘴处产生“流涎”现象；但温度也不能太低，否则易堵塞喷嘴。模具温度：温度过高，成型周期长，翘曲变形，影响尺寸精度；温度过低，产生较大内应力，开裂，表面质量下降。22. 注射压力的作用：a推动前进 b克服阻力，到达模腔时压力是真实成型压力 c在保压时，补料压实塑料。23. 压力过低，充模不足；压力过高，物料溢出。粘度越高、壁越薄、精度要求越高、形状越复杂，对压力的要求就越高。24. 注射制品的缺陷：短射，飞边，熔接缝，缩痕、翘曲（等壁厚

34、设计），残余应力，喷射，烧伤，起皮，25. 精密注射对塑料的要求：良好的流动性与成型性能；具有很好的形状及尺寸稳定性26. 热固性塑料注射成型：塑化温度低，以防物料在料筒中过早固化；物料停留时间短；注射压力高（100200MPa）。热固性塑料塑化温度低，熔体粘度大；用加热模具实现固化成型。27. 气体辅助注射成型的过程：定量树脂注入模内，静止一段时间；注入定量N2于熔体中；气体膨胀，熔体紧贴模具；全过程保持压力，冷却后，排气开模。28. 气体辅助注射成型的特点：（1）注射压力小。锁模力也小。（2）制品壳曲变形小,原因：注射压力小，压力分布比普通注射成型均匀。（3）可提高制品的强度和刚度。减少内

35、应力缺陷，设置附有气道的加强筋。（4）可消除缩痕，提高表面质量。适合大型厚壁。（5）可简化浇注系统，减少模具费用。（6）缩短成型周期（冷却时间）。六、模压1. 压缩模塑是指主要依靠外压的作用，实现成型物料造型的一次成型技术。在模具内实现加热加压。2. 模压成型适用范围：几乎所有热固性塑料。也可用于热塑性的聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯等适于形状复杂或带有复杂嵌件的制品，无翘曲变形的薄壁平面热塑性塑料制品。3. 压塑模塑的缺点：（1）塑化作用不强，成型过程中无物料补充，须对原料进行予塑化，计量要求准确、压缩比要小 （2）间歇操作，生产效率低（3）生产周期长（4）成型产品的形状、尺寸等受到一定的限制

36、4. 压缩模结构及分类：溢式、不溢式、半溢式5. 溢式压缩模： a.结构特点：无加料腔、凸模与凹模无配合部分、有环形挤压面。 b.优点：结构简单，成本低；塑件易取出，易排气；安放嵌件方便；加料量无严格要求 ；模具寿命长 c.缺点：合模太快时，塑料易溢出，浪费原料；合模太慢时，易造成飞边增厚；凸、凹模配合精度较低；不适用于压制带状、片状或纤维填料的塑料和薄壁或壁厚均匀性要求高的塑件。 d.适用范围：小批量或试制、低精度和强度无严格要求的的扁平塑件。6. 不溢式压缩模： a. 结构特点：加料腔是型腔上侧的延续部分；无挤压面；凸模与加料腔有小间隙的配合 b. 优点：塑件密度大、质量高；对塑料要求不严

37、（以棉布、玻璃布或长纤维填料的塑料均可）；塑件飞边薄且呈垂直状易于去除 c. 缺点：加料量必须精确，高度尺寸难于保证；凸模与加料腔内壁有摩擦，易划伤加料腔内部，进而影响塑件外观质量；模具必须设置推出机构；一般为单型腔，生产效率低。 d. 适用范围：压制形状复杂，薄壁及深形塑件。7. 半溢式压缩模： a. 结构特点：加料腔是型腔上侧的扩大延续部分；有挤压面 b. 优点：不必严格控制加料量；不会伤及凹模侧壁；塑件外形复杂时，凸模和加料腔的形状可以简化 c. 缺点：不适用于压制布片或纤维填料的塑料。 d. 适用范围：流动性较好的塑料和形状较复杂的带小嵌件的塑件。8. 预压（80%最大密度）的作用：

38、（1）提高效率降低压缩率，简化模具预压物中空气少，传热快 （2）方便操作加料简单避免粉尘飞扬、改善劳动条件便于运输9. 预热的作用：（1）干燥，减少挥发份（2）预热10. 排气的作用: 缩短固化时间（空气传热不好），提高制品的性能和表观质量11. 层压成型工艺，是把一定层数的浸胶布(纸)叠在一起，送入多层液压机，在一定的温度和压力下压制成板材的工艺。12. 层压成型工艺的优点是制品表面光洁、质量较好且稳定以及生产效率较高。13. 层压成型工艺的缺点是只能生产板材，且产品的尺寸大小受设备的限制。14. 模压成型制品的缺陷分析：制品缺陷产生原因解决办法制品表面起泡和内部鼓起、压缩粉中的水分及挥发物

39、含量过多、模具温度过低或过高、成型压力过低、保持温度时间过长或过短、模具内有其它气体、材料压缩率太大、含空气量过多、加压不均匀、将压塑粉干燥和预热、调节好温度、增加成型压力、延长固化时间、闭模时缓慢和加压模具、物料先预热，改变加料方式、改进加压装置制品欠压有缺料现象、塑料流动性过小、加料少、加压时物料溢出模具、压力不足、模具温度过高，以致存料过早固化、改用流动性大的物料、加大加料量、增加压力、调节压力、加速闭模、降低成型温度毛料（飞边）过厚、加料过多、物料流动性太大、模具设计不合理、模具导柱孔被堵塞、模具毛刺清理不净、准确加料、降低成型温度、改进模具设计、彻底清理模具，保证闭模严密、仔细清模制

40、品尺寸不合格、材料不符合要求、加料不准确、模具已坏或设计加工尺寸不准确、改用合格材料、调整加料量、修理与更换模具15. 聚四氟乙烯的模压成型冷压烧结成型（很难熔化，熔体粘度又特高）：先将一定量聚四氟乙烯放入常温下模具中，在压力作用下（3050MPa）压制成密实的型坯，然后送至 烘室内进行烧结（适用于聚四氟乙烯，超高分子量聚乙烯，聚酰亚胺等难熔塑料。）16. 压缩模塑存在的原因： a、热塑性塑料 ：（1）投影面积大的制品（2）大分子定向（制品翘曲）如：大面积平板制品（3）流动性特别差的塑料原料的成型、高填充的塑料制品（磁性塑料） b、热固性塑料 （1）注射等成型工艺会产生大量的浇注系统废料（流道

41、赘物），对于热固性塑料而言，是不可再利用的（2）注射制品的收缩率一般较大，而压制制品的收缩率一般很小（3）压制可以生产“布基”增强的制品（4）压制成型的设备投入等费用较低七、压延1. 压延成形是利用一对或数对相对旋转的加热辊筒,使物料在辊筒间隙承受挤压和拉伸作用而连续形成一定厚度和宽度的薄型材料。2. 用压延法生产的产品，以PVC最多3. 以0.3mm为分界线，小于此厚度的称薄膜，大于此厚度称片材4. 压延成型的特点：生产能力大、易实现自动化；产品质量均匀、致密；制品尺寸较大，表面可压花纹；要求塑料有较宽的粘流温度区域；投资大、设备多5. 辊筒布置方式：（直线型、三角型、逆L型、斜Z型）6.

42、延展成型（压片）；把胶料挤压在钢丝帘布上（双面贴胶）；胶胚表面压花（压型）；多层胶片（贴合）等。7. 压延的工作原理：进行压延操作的必要条件：摩擦角接触角；压延时，辊温比较高，胶料已达粘流态，胶料与辊筒表面的摩擦角较大；压延是连续加料的，辊隙间的堆积胶较少，故接触角很小；远远大于a，故压延操作时，胶料进入辊隙是比较容易的。8. 如何获得厚度均匀的制品：两边薄中间厚的辊筒；预应力法，辊筒两侧施加反压力；轴交叉法9. 辊的分类：压延辊、引离辊、轧花辊、冷却辊、收卷辊10. 贴胶方法：擦胶法、内贴法、外贴法11. 物料总包在高温、快速的辊筒上12. 存料量的作用：在成型中起“存储”、“补充”、进一步

43、“塑化”13. 浇筑优点： 对设备的强度要求低、投资小. 产品内应力低、质量良好。易于生产大型制品 14. 浇筑缺点： 成型周期长、制品尺寸准确性较差。八、中空吹塑、拉幅薄膜1. 二次成型定义：二次成型是将一次成型所得的片、管、板等塑料型材，加热使其处于类橡胶状态，通过外力作用使其形变而成型为各种简单形状，再经冷却定型而得制品。2. 二次成型包括中空吹塑成型、热成型、拉幅薄膜的成型等方法，仅适用于热塑性塑料的成型。3. 中空吹塑成型：热塑性塑料经挤出或注射成型得到的管状型坯，趁热（软化或类橡胶状）置于对开模中，闭模后立即在型坯内通入压缩空气吹胀，紧贴在模具内壁上，经冷却脱模，即得各种中空制品。

44、4. 注射得到的型坯要冷却，转移又重新加热到Tg以上。这样便于准确控制型坯拉伸温度，有利于控制尺寸和壁厚。适用于小型大批量精制品5. 影响因素： 坯温。T，B，表面流痕，鲨鱼皮，无光，强度差。 充气压力和体积流率。气压：0.20.7MPa，体积流率大，吹胀时间短，壁厚均匀表面质量好。 吹胀比制品尺寸/型坯尺寸24倍。（太薄强度差；太厚冷却时间长） 模温：过低，形变困难，轮廓花纹不清。 冷却时间。一般较长，防止产生弹性回复而变形。6. PET作为饮料瓶材料的原因：透光率、机械性能、耐化学性能、阻气性、重量轻7. 拉幅薄膜的概念：将挤出一厚片或管坯（13mm）重新加热到TgTm的温度范围进行大幅度

45、拉伸而形成的薄膜。分类：1平膜法（单轴、双轴）2管膜法（双轴同时）8. 拉幅成型作用：使聚合物长链在高弹态下受到外力拉伸作用下伸长和取向。取向后聚合物的拉伸方向强度增加。9. 逐步双向拉伸薄膜的过程：【结晶度逐步提高】 a.厚片急冷：用于双向拉伸的厚片应是无定形的，尽可能减少结晶。 b.纵向拉伸：拉伸比为最后一辊与第一个辊的表面线速度之比（a.预热辊 b.拉伸辊 c.冷却辊）冷却辊的作用：使结晶过程迅速停止，固定取向；避免收缩 c.横向拉伸：重新预热，进行横向拉伸。横向拉伸倍数为拉幅机出口的膜宽与纵向拉伸出口膜宽之比 d.热定型和冷却：双向拉伸后的薄膜在张紧的状态下，进行高温（高出聚合物最大结

46、晶速率温度10 ° C以上）处理，使大分子松驰，消除内应力，结晶度提高，收缩率降低，力学性能改善的过程。 e.切边和卷取10. 热定型过程中发生的物理变化为：松弛解取向和结晶。热定型可消除应力，但主要的是使薄膜中的分子链取向转变为结晶的取向和部分松弛。薄膜的热收缩值下降。11. 热定型的工艺主要有3种：松弛热定型、定长热定型和张力热定型，这三种方法比较：一般是强度和模量依次增大，高温热收缩也依次增加。12. 生产热收缩性薄膜，省去热定型工序13. 管膜生产：横向吹胀、纵向拉伸14. 热收缩塑料薄膜的要求是在常温下稳定，加热时收缩，并且是在一个方向上发生50%以上的热收缩较为理想。 1

47、5. 热收缩膜原理：薄膜中取向的无定形部分加热后松弛16. 阻隔薄膜：聚偏二氯乙烯(PVDC，火腿肠包装膜），乙烯-乙烯醇共聚物薄膜（EVOH)聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜（PEN)，芳香尼龙17. 热成型的概念：热塑性片材架在模具上，将其加热软化后，凭借施加的压力，使其紧贴模具型面，经冷却定型可得制品。18. 热成型的动力来源：真空、压缩空气、液压九、纺丝1. 常见纤维的特性：涤纶挺括不皱；锦纶结实耐磨；腈纶膨松耐晒；丙纶质轻保暖；氨纶弹性纤维2. 丙纶、涤纶难染色，锦纶易染色3. 高性能聚合物纤维的化学结构特点：(1) 构成高分子主链的共价键键能大；(2) 大分子链的构象越近似直线形；(3) 大

48、分子链的横截面积小；(4) 高分子链的键角形变和键内旋转受到阻力大；(5) 相对分子质量大4. 特（Nt）：纺织材料1000m长的质量克数。旦（Nd）：纺织材料9000m长的质量克数。支数（Nm）：1g重纺织材料所具有的长度米数。5. 常用的纺丝方法：a.熔体纺丝将高聚物加热至熔点以上的适当温度以制备熔体，射入空气中，经冷凝而成为细条。聚酯纤维、锦纶纤维多采用此法纺丝。纺丝速度高，工艺简单，无污染，易建立理论模型。b.溶液纺丝溶解成纺丝溶液，然后进行纺丝。粘胶、维纶、腈纶多采用此法。溶液纺丝按凝固条件不同分为湿法纺丝（射入凝固液中，纺速最慢）和干法纺丝（射入热空气中）。6. 取向机理：熔体状态

49、下，在流道中的剪切流动取向和在喷丝孔后的拉伸流动取向；固化后橡胶网络的取向拉伸。7. 适宜干法纺丝的条件：（1）成纤聚合物的熔点在其分解温度之上，熔融时要分解，不能形成一定粘度的热稳定的熔体；（2）成纤聚合物在挥发性的溶剂中能溶解形成浓溶液。8. 干纺过程中，溶剂存在于整个丝条中，溶剂从丝条表面蒸发的速度E和溶剂从丝条中心扩散到表面的速度V的相对大小可以用来表征干纺成形过程和初生纤维截面形态结构的表征。E/V1，成纤干燥固化过程十分缓和均匀，纤维截面趋近于圆形，几乎没有皮层;越大于1，截面越趋近于扁平。纺丝液的浓度越低，纤维截面形状与圆形的差别越大。由于干纺纺丝液的浓度较高，纤维截面收缩不大，

50、因此在显微镜下纤维内没有明显可见的孔洞，宏观结构较均匀，没有明显的芯层和皮层。9. 湿法纺丝：纺速较低、截面大多呈非圆形、有皮芯结构；工艺流程复杂、投资大，因而一般喷丝板孔数较多。10. 当向溶剂的扩散小于纺丝内的扩散时，湿法纺丝截面为圆形；否则会形成皮芯结构，表皮硬质则非圆形，软质则圆形。11. 湿法成形中，初生纤维的结构既取决于平均组成，也取决于达到这个组成的途径。12. 固含量越多、凝固浴浓度越高、温度越低，则湿法纺丝的空洞越少，密度越高。13. 干湿法纺丝的特点：喷丝孔孔径较大，适于高粘度流体；可提高纺丝速度；易得到高取向度的纺丝，结构均匀致密，强度提高。14. 拉伸的作用：使纤维的低

51、序区的大分子沿纤维轴向的取向度提高，同时伴有一些结构方面的变化，提高机械性能。15. 拉伸方法：干拉伸（室温拉伸，Tg较小；热拉伸，Tg较大或者拉伸应力大，长丝）；蒸汽浴拉伸（饱和蒸汽浴拉伸，Tg大、拉伸应力大、拉伸倍数高的(短)纤维；过热蒸汽浴拉伸）；湿拉伸（液浴法，纤度较粗的短纤；喷淋法）16. 热定型的目的：(1)提高纤维的形状稳定性 (2)进一步改善纤维的物理机械性能 (3)改善纤维的染色性能17. 热定型的机理: 使某些链间联结点得到舒解和重建, 使不稳定结构变为稳定结构.18. 热定型分类：(1)控制张力:纤维略伸长,并产生新的高弹形变 (2)定长:纤维定长,并让高弹形变转变为塑性

52、形变 (3)部分收缩:纤维有一定收缩,但保留部分高弹形变 (4)松弛:纤维收缩,且高弹形变几乎全部松弛回复,内应力消除19. 热定型三个阶段：松弛阶段（加热，使纤维无定型区内松散无序的分子间作用力快速减弱,内应力松弛）、定型阶段（长时间加热，使纤维中被松懈的区域分子间作用力增大,结构更紧密有序）、固定阶段（降温）20. 冻胶纺丝是以半稀溶液为纺丝浆液，初生纤维为冻胶状（含有大量溶剂），经萃取溶液和超倍拉伸后得到高强高模的纤维。21. 超细纤维的性能特点：手感柔软、细腻（仿麂皮）；高吸水性和吸油性；高保暖性十、橡胶的加工1. 橡胶配合剂：如硫化剂、硫化促进剂、活化剂，增塑剂，防老化剂2. 橡胶制

53、品的配料：生胶、配合剂、骨架材料3. 天然橡胶NR、顺丁橡胶BR、乙丙橡胶 EPDM（价廉）、丁苯橡胶SBR(轮胎胎面胶、胎体帘布胶）、丁基橡胶IIR （气密性非常好，轮胎内胎）、丁腈橡胶NBR（耐油性橡胶）、异戊橡胶IR、氯丁橡胶CR、氟橡胶FPM、硅橡胶SiR、聚氨酯橡胶PU4. 硫化促进剂: 缩短硫化时间，降低硫化温度，改善橡胶性能。常用促进剂有二硫化氨基甲酸盐、黄原酸盐类、噻唑类、硫脲类和部分醛类及醛胺类等有机物。 5. 活化剂：用来提高促进剂的作用。常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。6. 疏水性的填充剂，如炭黑，易于与橡胶混炼。7. 凡是能够提高硫化橡胶的强度、耐磨性等物理机械性

54、能的填充剂均称为补强剂，最常用的是炭黑，其次是白炭黑（二氧化硅）、超细活性碳酸钙、活性陶土等。8. 炭黑补强机理：炭黑与橡胶之间的结合、反应是炭黑对橡胶补强的基本原因。橡胶能润湿炭黑，而很好的被吸附于炭黑表面，形成物理结合（比较弱）。在炭黑与橡胶混合及胶料硫化时，炭黑表面上的活性点与橡胶的自由基形成化学结合（比物理结合大得多）。当炭黑的填充量大时，一条橡胶分子链可能被吸附于几个炭黑粒子上，形成结实的凝胶。9. 塑炼：降低分子量，提高流动性。10. 混炼：将塑炼后的生胶和配合剂混合均匀11. 成形：压延法，挤出法（压出），注射法12. 橡胶压出机与塑料挤出机的主要差别在于其长径比较小，这是因为，

55、橡胶的粘度很高，在挤出过程中会产生大量的热。13. 硫化的四个阶段：诱导期（焦烧期）、预硫期 （欠硫期 ）、正硫期、过硫期14. 硫化条件通常是指橡胶硫化的温度、时间和压力15. 热塑性弹性体（TPE）是指在常温下具有橡胶的弹性，高温下具有可塑化成型的一类弹性体材料。16. SBS的特点：耐热氧老化性不好。耐水和极性溶剂，不耐非极性溶剂。使用温度超过70oC时，压缩永久变形就会明显增大。17. 聚氨酯共聚热塑性弹性体（TPU）：具有优异的力学性能（2570MPa）、耐磨性、抗撕裂性能。耐非极性溶剂、但不耐水和极性溶剂；最高使用温度为120oC硬段结晶熔点。但TPU的摩擦系数很低牵引力低，不适合

56、制造汽车轮胎。18. 乙烯-辛烯共聚热塑性弹性体（POE）：定向共聚而成的具有特殊序列分布的聚烯烃共聚物。全饱和分子链-耐天候老化、耐紫外线性能优异。良好的绝缘性和耐化学介质性。但耐热性低、永久变形大，通过部分交联的方式可以改善。19. 热塑性硫化胶（TPV）：大量高度交联的橡胶粒子呈分散相结构，粒径为12m，赋予TPV具有硫化橡胶的高弹性；少量塑料相(如20%)包覆在交联橡胶粒子周围形成连续相，赋予TPV具有塑料一样的热塑流动性和可反复加工性20. TPV硫化过程：刚开始时塑料为分散相，橡胶为连续相。但在共混过程中，橡胶同时发生原位交联反应，黏度大增，在机械剪切力的作用下被破碎为微米级的颗粒。同时发生相反转，塑料变为连续相，交联橡胶微粒变为分散相。21. TPV是性能最接近热固性橡胶的热塑性弹性体。TPV具有优异的耐疲劳性能，远超过普通橡胶。可代替热交联橡胶制造形状复杂的弹性体制品，大大提高生产效率。