高分子材料成型加工个人整理

1、第二章要点1. 塑料和橡胶的区别：Tg塑料>室温，室温下处于玻璃态，呈现塑性Tg橡胶<<室温，室温下处于高弹态，呈现弹性PE、PP的Tg<室温，为何是塑料？因为结晶度高，刚性，柔韧性不佳，主要作为塑料使用。橡胶要求材料必须常温下具备高弹性，而聚乙烯常温下由于结晶的原因不具备这一特点，所以聚乙烯常温下不能单独作为橡胶来使用。2. 工程塑料的特点：拉伸强度>50 MPa冲击强度>6 KJ/m2长期耐热温度>100 聚酰胺聚酯聚甲醛聚碳酸酯聚苯醚ABS树脂聚砜氟塑料聚酰亚胺氯化聚醚PAPETPBTPOMPCPPO/PSFPTFEPCTFEPICP特种工程塑料

2、：使用温度>150 聚酰亚胺聚砜聚苯硫醚聚醚醚酮氟塑料PIPSFPPSPEEK见上表3. 热塑性塑料:分子链中无可反应的活性基团聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯ABS树脂聚甲基丙烯酸甲酯聚酰胺聚碳酸酯聚甲醛聚酯PEPPPVCPMMAPAPCPOMPET PBT热固性塑料：分子链中有可反应的活性基团！酚醛树脂脲醛树脂三聚氰胺甲醛树脂环氧树脂不饱和树脂PFUFMFEPUP4. 结晶性塑料：PE PP PA POM PET（非100%结晶）非晶态塑料：PS PVC PC PSF5. 通用橡胶丁苯橡胶氯丁橡胶顺丁橡胶异戊橡胶丁基橡胶乙丙橡胶三元乙丙橡胶天然橡胶SBRCRBRIRIIREPREPDMNR6.

3、特种橡胶丁腈橡胶硅橡胶氟橡胶聚氨酯橡胶聚硫橡胶NBRMQFPMUR/聚丙烯酸酯橡胶氯醚橡胶氯化聚乙烯丁吡橡胶ACMCO ECOCPE7. 热塑性弹性体SBSSIS氢化SBS（SEBS）苯乙烯（硬）-丁二烯（软）-苯乙烯苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯8. 合成纤维杂链纤维涤纶聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维锦纶聚酰胺纤维（尼龙）氨纶聚氨酯弹性体纤维碳链纤维腈纶聚丙烯腈纤维维纶聚乙烯醇缩甲醛纤维丙纶聚丙烯纤维氯纶聚氯乙烯纤维芳纶芳香族聚酰胺纤维（Kevlar）9. 聚乙烯（PE）分子形态结晶度机械强度拉伸强度用途LDPE支链最多，长短不一，最长最低较柔软，较低，熔点较低最低，614制薄膜，电缆LLDPE支链少而

4、短，规整两者之间比LDPE高，熔点也比其高。但加工时熔融粘度高，熔体强度低中等，2028制薄膜，药品容器，水管直链状HDPE支链最少而最短最高，几乎是LDPE的两倍刚性较大，机械强度、熔点较高最高，2431制中空容器、注射制品直链状10. 聚丙烯PP耐老化性比PE差各种包装、阻隔薄膜、透明胶成型收缩率大耐低温、抗冲击性能差（韧性差）改性PP做保险杠必须复合or共混改性11. 聚氯乙烯PVC本体聚合法、悬浮法、乳液法市售85%以上为悬浮法PVCor乳液法PVC乳液法PVC：糊树脂。热稳定性差不能用于制作透明制品和电绝缘制品。适合制作人造革、搪塑制品、发泡制品电绝缘性差颗粒较细悬浮法PVC性能分类

5、外观加工性能分子量3.68.5万，白色粉末状固体，无色嗅味紧密型（乒乓球型）颗粒细小且分布较宽，表面光滑，表观密度较高，内部带有小孔，致密细粉多易飞扬，输送效率低进料慢热敏性无定型热塑性塑料塑化慢初期变色大，着色鲜艳性差阻燃、自息性（与PE区别，是可燃的）残留VCM多，鱼眼多电绝缘性优良Tm=210，T>130迅速分解疏松性（棉花球型）颗粒较粗分布较窄，表面粗糙，表观密度小，内部多孔，疏松飞扬少，输送効率高树脂无毒，VCM单体为强致癌物，含量应低于1ppm进料快塑化快初期变色小，着色鲜艳性好残留VCM少，鱼眼少12. 聚苯乙烯PS本体聚合透明制品：灯罩等。透光率仅次于PMMA（有机玻璃）

6、加工：注塑法为主悬浮聚合发泡制品：包装、饭盒、保温板13. ABS树脂ABS工程塑料A丙烯腈耐油性好，耐化学腐蚀，有一定的刚性和硬度Tm=217237热分解温度>250B丁二烯提高韧性，耐冲击，耐寒具有突出的力学性能，良好的综合性能S苯乙烯介电性好，加工流动性好，有刚性，有光泽14. 聚酰胺PA开发最早，用量最大；高强度高刚性；制作织物15. 聚酯PET PBTPET聚对苯二甲酸乙二醇酯强韧性，透明性，良好的阻隔性可制作碳酸饮料瓶成型以注射、挤出、吹塑为主高结晶性120长期使用PBT聚对苯二甲酸丁二醇酯耐化学、耐高温、良好的电性能电子电器、汽车、机械设备、精密仪器的零部件。取代铜、锌、铝

7、及铸铁等金属材料140连续使用半透明吸湿性低16. 聚碳酸酯PCPC高强度、高弹性系数、高冲击强度使用温度范围广高透明性、自由染色性成形收缩率低、尺寸安定性良好耐疲劳性佳、耐候性佳、电气性特优无嗅无味对人体无害符合卫生安全17. 酚醛树脂PF=甲醛+苯酚甲醛过量，碱性热固性酚醛树脂苯酚过量，酸性热塑性酚醛树脂金属碱式盐或过渡元素氢氧化物为催化剂，酸性高邻位酚醛树脂，热塑性固化速度比酸法快23倍18. 天然橡胶NR=顺式1,4-聚异戊二烯不饱和化学性质活泼，可用硫磺硫化非极性不耐油（相似相容）结晶性自补强作用，可达25MPaTg-70（纯胶），-40（碳黑填充胶）良好的综合性能拉伸强度高，弹性大

8、，伸长率高，耐磨，耐疲劳，生热低，加工性好19. 顺丁橡胶BR=高顺式-1,4-聚丁二烯反式易结晶，弹性差，只能用作塑料弹性&耐寒性：通用橡胶中最佳轮胎用胶（与NR、SBR并用）结晶性耐磨性：优于NR、SBR动态生热：低，优于NR抗湿滑性：差20. 丁苯橡胶SBR丁苯橡胶SBR=B丁二烯+S苯乙烯溶聚丁苯橡胶省燃油，更优轮胎用胶（与NR、BR并用）不饱和性化学活性比NR差（硫磺、氧），耐老化性能比NR好非极性不耐油非结晶性纯胶强度低，需要炭黑补强耐磨性弹性好弹性：BR>NR>SBR21. 氯丁橡胶CR=氯丁二烯的均聚物=反式1,4结构80%+顺式1,4结构10%结晶性纯胶强

9、度高，物机性能好，耐寒性差制作胶管、胶带、耐油胶鞋极性耐油性好化学稳定性良好：耐氧化、耐老化、耐腐蚀耐燃性好，HCl阻燃硫化需用金属氧化物（ZnO,MgO）硫化粘着性良好，易与金属、皮革、纤维粘合22. 丁腈橡胶NBR=丁二烯+丙烯腈丙烯腈强极性：耐油、耐溶剂性优良耐油橡胶制品。汽车、油田开采、航空航天领域丁二烯不饱和，可用硫磺硫化；耐热、耐老化性能较差23. 硅橡胶MQ：主链-Si-O-Si-耐高低温卓越：Si-O键能370KJ/mol，C-C：347KJ/mol耐臭氧、耐候性优异电绝缘性优良生理惰性纯胶强度低，需用白炭黑补强（相容性好）饱和性需用过氧化物硫化三元乙丙橡胶EPDM组成乙烯+丙

10、烯+少量含双键的第三单体乙烯+丙烯饱和。耐热、耐老化性能好第三单体含碳碳双键，可用硫磺硫化，但速率慢用途制造较高温或户外使用的耐老化橡胶制品与聚烯烃塑料共混：PP/EPDM，热塑性弹性体，海岛结构，动态硫化。PP：连续相；EPDM：分散相其他橡胶丁基橡胶IIR气密性优异氟橡胶FPM耐高温、耐油、耐高真空、耐酸碱、耐化学介质聚氨酯橡胶UR耐磨性优异，很好的拉伸强度丙烯酸橡胶ACM耐热氧老化、耐油性优异氯磺化聚乙烯CPE耐老化氯醚橡胶CO ECO耐油、耐寒顺丁BR与氯丁橡胶CR之比较柔顺性弹性耐寒性耐油性耐老化性BR高高高低低CR低低低高高PP的熔体流动速率与成型方法的关系熔体流动速率（g/10m

11、in）成型方法制品0.52挤出成型管、板、片、棒0.58单丝、窄带、撕裂纤维、双向拉伸薄膜612吹塑薄膜、T型机头平膜0.51.5中空吹塑成型中空容器115注射成型注射成型制品1020熔融纺丝纤维24. PE的结晶性与性能随结晶度提高，密度、熔点、拉伸强度、硬度增高，但伸长率、冲击韧性下降，透明性下降。25. 聚合物结晶过程晶核成核过程晶体增长过程晶核多结晶速度快，球晶尺寸小，材料韧性好；加成核剂可增加晶核（异相成核）结晶方式静态结晶（等温条件下）动态结晶（非等温条件下）：加工过程结晶阶段成核阶段（结晶诱导期）一次结晶（主期结晶）二次结晶（球晶间隙间进行结晶）26. 成型方法与结晶度熔融温度、

12、时间高：残存晶核少，均相成核为主，结晶速度慢，结晶尺寸大低：残存晶核多，异相成核为主，结晶速度快，结晶尺寸小冷却速度、温度快：结晶度小，尺寸小在Tg与最大结晶温度之间慢：结晶度大，尺寸大27. 成型后处理方法与结晶性二次结晶、后结晶、后收缩使晶粒生长变大制品内应力增大，制品质量下降退火有利于分子链重排，提高结晶度和球晶尺寸消除热历史引起的内应力，提高制品性能和尺寸稳定性淬火结晶度降低改善制品的冲击性能（韧性）28. 结晶性和物性的关系结晶分子链排列有序分子链间吸引力增加力学性能、热性能提高结晶度提高阻隔性提高、抗冲性下降结晶尺寸小到光波波长的一半以下，则透明结晶性塑料成型收缩率大29. 成型过

13、程中的取向形成流动取向、拉伸取向方向单轴取向、平面取向解取向分子热运动：纤维拉伸后用热风吹，以解取向，得到一定的弹性影响材料的拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性增加30. 影响聚合物取向的因素聚合物的结构简单、柔性大、分子量较低利于取向，又易解取向低分子化合物如增塑剂、溶剂，使聚合物Tg、Tf降低温度提高拉伸比增大取向度提高31. 影响熔体黏度的外在因素温度升高10，熔体黏度降低1/31/2压力提高，聚合物自由体积减少，链间距缩小，分子间作用力增大，熔体黏度增加。每增强100MPa，相当于降温3050剪切速率增加，熔体黏度下降剪切变稀！32. 聚合物改性对材料性能的影响化学改性PP、PEO2

14、、卤素、SO2、MAH、丙烯酸、乙烯基硅氧烷PS卤素、SO2、MAH二烯类橡胶氢化，拉伸强度增大嵌段改性SBS、SEBS拉伸强度、加工性能提高互穿聚合物网络IPN33. 热力学相容性相容的共混聚合物：GM=HM-TSM0l 玻璃化温度转变法：TgM=W1Tg1+W2Tg2部分相容：两个Tg相互靠拢完全不相容：两个Tg，分别为两聚合物的Tg34. 一些塑料成型时允许的含水量PETPBTPCPA-6，PA-66<0.005%<0.05%<0.02%<0.2%35. 高分子材料热-机械特性与成型加工的关系36. 成型时剪切速率范围与成型方法定义1. 生胶：无配合剂且尚未交联，

15、线型大分子or带支链的线型，可溶于有机溶剂2. 混炼胶：生胶与配合剂经加工混合均匀，且未被交联3. 硫化胶：已交联4. 橡胶：（硫化胶）是一种在室温下具有高弹性的高分子材料。在外力作用下橡胶可以伸长几倍甚至几十倍，外力撤除后几乎可以恢复到原状。5. 通用橡胶：指性能与天然橡胶相近，物理性能和加工性能较好，可广泛用作轮胎和其他一般橡胶制品的橡胶。6. 特种橡胶：指具有特殊性能，可用于制备各种耐热、耐寒、耐油、耐溶剂、耐化学腐蚀、耐辐射等特殊使用要求的橡胶。7. 热塑性弹性体：分子结构中一部分或全部由具有橡胶弹性的链段所组成，大分子链之间存在化学或物理交联而成的网状结构，起补强作用，常温下显示橡胶

16、的弹性，而高温下，受热的作用这种网状结构消失，呈现塑性，可按热塑性塑料的成型方法塑化成型，冷却下这种网状结构又复原。具有塑料和橡胶的加工性和使用性。8. 熔体流动指数MFI=熔体流动速率MFR（melt flow rate）=熔融指数MI：用一定温度、一定压力下，10min内聚合物从出料孔挤出的重量（g）来表示，单位为g/10min。9. 均相成核:指分子链的初始集聚并达到一定的尺寸，其他的分子链可以在这些初始集聚体上进行排列增长。10. 异相成核：指体系中杂质提供分子链进行有序排列的场所。11. 二次结晶：指一次结晶后，在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内，继续结晶并逐步完善的过程。1

17、2. 后结晶：指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域，在成型后继续结晶的过程。在这过程中，不形成心的结晶区域，而在球晶界面上使晶体进一步长大，是初结晶的继续。13. 后收缩：二次结晶和后结晶造成的制品性能和尺寸发生变化的现象，包括晶粒变粗、产生内应力，制品翘曲、开裂，冲击韧性变差。14. 退火：（热处理）将试样在TgTm温度范围内的某一温度下加热，以等温或缓慢变温的方式使结晶逐渐完善化的过程。15. 淬火：（骤冷）指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物，在该温度下保持一段时间后，快速冷却使其来不及结晶，以改善制品的冲击性能。16. 流动取向： 聚合物熔体或浓溶液中的分子链、链段或几何形状不对称

18、的固体粒子在剪切流动时沿剪切流动的运动方向排列的现象。17. 拉伸取向：聚合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用时沿受力方向作定向排列的现象。18. 互穿聚合物网络IPN：两种聚合物以网络的形式互相贯穿的聚集态结构，在互穿聚合物网络中至少有一种聚合物是合成交联的，另一种聚合物与前一种没有共价键的结合，而是贯穿于前一种聚合物的网络之中。19. 高分子合金：指多种组分聚合物经物理共混或化学改性后，形成的宏观均相、（亚）微观分相的材料。20. 热力学相容性：在任意比例下都能形成均相体系的能力。21. 工艺相容性：两种聚合物容易互相分散而容易制得性能稳定的共混物的能力。22. 相容剂：与两种高分子化

19、合物组分都有较好的相容性，可降低界面张力，强化两种或两种以上高分子化合物界面粘结性的物质。23. 3R原则：减量化原则（reduce），再使用原则（reuse），再循环原则（recycle）24. 氧指数（OI）：指规定的试验条件下通入（23±2）氧氮混合气体中刚好能维持材料燃烧所需的以体积分数表示的最低氧浓度。<22：易燃材料；2227：难燃材料，具有自燃性；>27：不燃材料。第三章 添加剂要点1. 老化的表现外观发粘（分子量下降）；发脆（交联过度）；变形；变色物性耐热、耐候性、溶解性、密度力学性能拉伸强度、伸长率、冲击韧性、疲劳强度、硬度电性能绝缘电阻、介电常数、击穿

20、电压结构分子链断裂or过度交联；双键含量；链结构2. PVC不加热稳定剂100开始分解，放出HCl白微红黄褐棕黑130分解较显著150分解严重影响因素热（温度）首要因素氧、光加速热降解可变价金属离子（杂质）Cu2+、Fe3+HCl自催化降解3. 热稳定剂的作用1) 去除聚合物降解后产生的活性中心（如聚合物降解后产生的自由基、不稳定氯原子），抑制聚合物进一步降解2) 对成为降解中心的不饱和双键结构起加成作用3) 转变在降解中起催化剂作用的物质（如HCl、金属杂质等）。4. 热稳定剂的分类预防型中和HCl硬脂酸钙、硬脂酸镉等金属皂类、环氧大豆油等环氧化合物取代不稳定氯原子（置换为更稳定的基团）三盐

21、基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅（有污染、有毒性）钝化杂质亚磷酸三苯酯防自动氧化硫醇甲基锡（使ROOH分解不能继续进行）补救型与不饱和部位反应金属硫醇盐破坏碳正离子盐（引起颜色变深）5. 抗氧剂塑料抗氧剂；橡胶防老剂6. 主链键能大小：越小越不稳定易被氧化。伯碳 > 仲碳 > 叔碳 > 季碳如PP含有叔碳原子，其稳定性比PE差，易与O2反应而产生降解7. 自动氧化反应的结果1) 分子链的断裂（PP、NR）2) 分子链的交联（SBS和NBR等大部分合成胶）3) 链的化学结构或侧基的变化8. 变价金属离子对ROOH的分解有很强的催化作用9. 抗氧剂的分类链终止型抗氧剂（主抗氧剂）可与R*

22、、R00*反应，消除ROO*，能抑制ROOH的分解，终止链增长酚类（抗氧剂264、2246）透明，用于塑料胺类（防老剂RD、4010NA）阳光下变黑色，用于橡胶预防型抗氧剂（辅助抗氧剂）可除去自由基的来源，抑制或减缓引发反应过氧化物分解剂（有机硫化物、亚磷酸酯）与过氧化物反应变为稳定的非自由基物质金属离子钝化剂变价金属离子转变为稳定络合物10. 常见抗氧剂酚类烷基单酚类：抗氧剂264，防老剂SP适用于塑料、橡胶；不变色、不污染，可用于白色或浅色制品烷基多酚类：抗氧剂2246，抗氧剂1010硫代双酚类：防老剂2246-S，抗氧剂300多元酚衍生物：防老剂DBH氨基酚衍生物：防老剂CEA，防老剂C

23、MA对苯二胺类N,N-二烷基对苯二胺：防老剂288，防老剂4030防老剂，对热、氧、臭氧、有害金属有防护作用；有色污性，仅深色制品N,N-二芳基对苯二胺：防老剂H，防老剂DNPN,N-烷基芳基对苯二胺：防老剂4010，防老剂4010NA二芳基仲胺类苯基萘胺类：防老剂A，防老剂D橡胶、塑料；抗热、氧和屈挠老化；毒性，色污性，仅深色二苯胺类：防老剂OD酮胺类防老剂RD，防老剂AW，防老剂BLE橡胶；抗热、氧老化，深色硫代酯及亚磷酸酯类辅助抗氧剂硫代酯类：抗氧剂DLTP，抗氧剂DSTP塑料和橡胶；不着色不污染，可用于白色或艳色制品亚磷酸酯类：抗氧剂TNP，抗氧剂ODP11. 抗氧剂的加入方式：主抗氧

24、剂和辅助抗氧剂并用1) 材料合成后立即进行防护2) 材料成型加工中加入抗氧剂用量：塑料0.11%，橡胶15%12. 抗臭氧剂与抗氧剂抗氧剂抗臭氧剂抑制扩散到制品内部的氧只在制品表面发挥作用，故效率取决于其向表面的迁移性。13. 引起高分子材料降解的光的波长波长290nm400nm（占5%）的紫外线14. 光稳定剂的种类：用量0.05%2%光屏蔽剂炭黑氧化锌紫外线吸收剂猝灭剂镍的有机化合物自由基捕捉剂受阻胺类衍生物15. 增塑剂的作用和表现（主要用于PVC、橡胶）作用表现削弱了分子间的次价键（范德华力），从而增加了聚合物分子链的移动性硬度、模量、软化温度（玻璃化转变温度Tg，粘流温度Tf，熔融温

25、度Tm）和脆化温度下降；伸长率、屈挠性和柔韧性提高降低了聚合物分子链的结晶性，即增加了聚合物的塑性16. 增塑剂的分类外增塑剂增塑机理：屏蔽效应（极性）；体积效应（非极性）加工时加入内增塑剂可降低聚合物分子链的有规度，降低其结晶度聚合过程中引入，成本较高，如氯乙烯-醋酸乙烯共聚物17. 增塑剂的塑化效果之表示方式：塑化效率（相对值）以邻苯二甲酸二辛酯（DOP）的效率值定义为1<1为较有效的增塑剂，>1为较差的增塑剂。18. 各种增塑剂塑料增塑剂邻苯二甲酸酯类：二丁酯DBP，二辛酯DOP磷酸酯：磷酸三甲苯酯TCP，磷酸三辛酯TOP脂肪酸二元酯：已二酸二辛酯DOA脂肪酸类：蓖麻油酯，柠

26、檬酸酯聚酯类、环氧类、含氯类橡胶增塑剂石油系：操作油、重油、煤焦油、石蜡、凡士林煤焦油系：煤焦油、古马隆树脂、煤沥青松油系：松香、松焦油、萜烯树脂、油膏合成酯类：邻苯二甲酸酯类，磷酸酯类，脂肪二元酸类液体聚合物类：液体丁腈橡胶，液体丁二烯，液体二丁烯19. 增塑剂的用量软质PVC塑料：4550份硬质PVC塑料：不加增塑剂20. 润滑剂用量主要用于PVC塑料，0.51份21. 润滑剂的分类内润滑剂与高分子化合物有一定相容性，可少量进入高分子的分子链之间，削弱分子间的相互作用力，引起滑动和旋转，同时又不过分降低其Tg外润滑剂与高分子化合物相容性极差，只能附着在熔体或加工机械、模具的表面，形成润滑界

27、面，降低熔体与加工机械之间的摩擦力注意与增塑剂的区别！22. 橡胶、塑料的交联橡胶的交联硫化塑料的交联固化、硬化、熟化橡胶的交联剂：惯称硫化剂热固性塑料的交联剂：惯称固化剂23. 交联密度的表征交联点间分子量Mc两个交联点间链段的平均分子量与聚合物分子量的分布相似，具有多分散性交联密度单位体积硫化胶内的交联点数目，它正比于单位体积内的有效链数目与性能的关系：见下图24. 橡胶硫化体系硫化剂+促进剂+活性剂+防焦剂25. 硫化剂：硫磺，一种天然矿物，熔点112.8硫化中，一部分硫磺与橡胶分子结合成为结合硫，另一部分残留在胶料中，成为游离硫S结=S总-S游交联键类型键能（KJ/mol）单硫键-C-

28、S-C-227.8双硫键-C-S-S-C->167多硫键-C-Sn-C-11526. 硫磺硫化胶的结构27. 硫化体系常硫硫化体系（CV）S>1.5份多硫键为主，硫化胶拉伸强度好，耐疲劳性较好，但耐热、耐老化性能较差半有效硫化体系（SEV）S=0.81.5份适当比例的多硫键和低硫键，性能适中有效硫化体系（EV）S=0.30.5份，高促进剂量（24份）低硫键为主，硫化胶耐热、耐老化性能较好，但拉伸强度、耐疲劳性较差28. 硫化促进剂的作用及硫化曲线作用硫化曲线缩短胶料硫化时间降低硫化温度减少硫磺用量改善硫化胶物理机械性能理想促进剂的硫化曲线：平坦期长，耐热性能好，操作时间多29. 各

29、类促进剂次磺酰胺类（迟效高速促进剂）：中性N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（CZ）N-氧二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺（NOBS）N,N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（DZ）秋兰姆类（超促进剂）：酸性一硫化四甲基秋兰姆（TMTM）二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）二硫化四乙基秋兰姆（TETM）二硫代氨基甲酸盐类：酸性二甲基二硫代氨基甲酸锌（ZDMC）二乙基二硫代氨基甲酸锌（ZDC）二丁基二硫代氨基甲酸锌（BZ）30. 硫化活性剂ZnO无机，用量35份硬脂酸有机，用量0.52份31. 防焦剂的种类亚硝基化合物效果好，有污染性有机酸类效果稍差，污染性较小硫氮类防焦剂PVI（CTP）效果最好32. 其

30、他添加剂对交联的影响填充剂酸性降低交联速度和强度（白炭黑，陶土，槽法炭黑）增塑剂影响较小抗氧剂降低交联能力33. 填充剂的作用与分类补强剂炭黑、白炭黑提高制品的力学性能总体作用增大容积，降低成本改善混炼胶性能，如调节可塑度、粘性、防止收缩，提高表面性能填充剂陶土、碳酸钙、滑石粉增加制品体积，降低成本，改善加工工艺性能改善某些特定性能，如提高电性能、导热性、耐候性，改善力学性能，提高尺寸稳定性，改善表面性质34. 炭黑的品种按制造方法接触法炭黑：包括槽法、滚筒法、圆盘法炉法炭黑：最常用热烈法炭黑：粒子较大新工艺炭黑：N234等按作用硬质炭黑：粒径<40nm软质炭黑：粒径>40nm35

31、. 炭黑的命名：由四位数码组成1) N、S：硫化速度，正常硫化速度或慢速2) 第一位数：平均粒径范围3) 其他表示不同牌号36. 炭黑的结构元素碳碳核多核层面炭黑微晶炭黑的一次粒子（聚集体）：炭黑粒子以化学键结合在一起而形成的链枝状结构炭黑的二次粒子（附聚体）：炭黑聚集体间以范德华力相互聚集而成的空间网状结构37. 补强三要素补强三要素粒子的化学活性和表面化学性质表面化学性质活泼，补强性好。酸性填充剂延迟橡胶硫化，碱性填充剂促进硫化和焦烧粒子的大小（影响制品拉伸强度、撕裂强度、耐磨耗性）粒径<100nm，补强作用显著粒径100500nm，略有补强作用粒径>1000nm，只起填充作用

32、粒子的结构性结构性越高，补强作用越明显。（1）形状因素F=L/W，F越大结构性越高；（2）吸油值（1g或100g炭黑吸附的DOP的ml数）越大，结构性越高38. 白炭黑的特点1) 微粒硅酸，无定型体，补强效果仅次于炭黑而优于其他白色填料，对极性胶的补强作用比非极性胶大。2) 与炭黑相比，使胶料定身强度较低，伸长率较大，弹性和耐热性较好，但硬度高3) 混炼时不易分散，生热大4) 酸性使硫化速度变慢5) 硅橡胶的最理想补强剂39. 白炭黑分类气相法白炭黑粒径1525nm补强性好主要用于硅橡胶沉淀法白炭黑粒径2040nm纯度较低，补强性较差，但价格便宜，工艺性能也较前者好可单用于NR、SBR等通用橡

33、胶中40. 白炭黑对硫化胶的影响胶料撕裂强度高、绝缘性好、生热低轮胎所制轮胎滚动阻力低、耗油少，对干、湿路面抓着力好通常将炭黑和白炭黑并用定义1. 老化：高分子材料在制备、贮存、运输、加工成型和使用过程中，由于物理、化学因素的作用而逐渐发生结构与性能的变化，直至失去使用价值的过程。物理因素：光、热、应力化学因素：氧、臭氧、化学介质、金属离子等。2. 热稳定剂：凡是能改善聚合物热稳定性的添加剂，主要用于PVC塑料。3. 自动氧化反应：高分子材料在空气（室温150）中发生氧化反应，反应机理为自由基反应，具有自动催化的特征，故常称作自动氧化反应。4. 抗氧剂：可抑制或延缓高分子材料自动氧化速度，延长

34、其使用寿命的物质。5. 喷霜：混炼胶或硫化胶内部的液体或固体配合剂因迁移而在橡胶制品表面析出形成云雾状或白色粉末物质的现象。原因是由于硫、石蜡、某些防老剂、软化剂的使用量超过了它们在橡胶中的溶解度。6. 抗臭氧剂：可以阻止或延缓高分子材料发生臭氧破坏的化学物质。7. 光氧化（光老化）：高分子材料暴露在日光和强的荧光下，由于吸收了紫外光能量，引发了自动氧化反应，导致聚合物降解，使制品的外观和物理机械性能变坏。8. 增塑剂：添加到高分子材料中能使体系的可塑性增加，改进其柔软性、延伸性和加工性的物质。塑料（PVC）称增塑剂，橡胶称软化剂。9. 塑料增塑剂：主要用于降低聚合物的熔融温度、熔体粘度和玻璃

35、化温度，增加熔体的流动性、制品的柔软性和耐寒性，从而改善塑料的加工和使用性能。10. 橡胶增塑剂：主要用于降低胶料的黏度、生热和收缩变形，提高胶料的可塑性和流动性，便于压延、压出等成型操作，同时还能改善硫化胶的某些物理机械性能。分为软化剂（物理）和塑解剂（化学）。11. 润滑剂：降低熔体和加工机械之前及熔体内部相互间的摩擦和粘附，改善流动性，促进加工成型，提高生产能力和制品外观质量及光洁度等的一类添加剂。主要用于PVC。12. 交联剂：可以利用交联反应使线型或轻度支型化的高分子材料转变为体型结构的高分子材料。13. 交联密度：单位体积硫化胶内的交联点数目，它正比于单位体积内的有效链数目。14.

36、 硫化活性剂：能够提高胶料中硫化促进剂的活性，减少促进剂用量，缩短硫化时间的物质，也称促进助剂。15. 焦烧：指胶料在硫化前的加工（塑炼、混炼、压延、压出等）及贮存过程中发生的早期轻度硫化现象。发生焦烧时间越长，胶料操作安全性越好。16. 防焦剂：少量加入即可延迟或防止胶料发生焦烧的物质。第四章 配方设计要点配方设计步骤和表示方法步骤表示方法1. 确定性能要求2. 收集相关技术资料3. 配方设计及试验4. 合格配方扩大试验，确定性能5. 实物试验6. 终定配方和工艺7. 材料和工艺的规范化以高分子化合物质量份为100份以混合料质量份为100份以混合料体积份为100份第六章 混合与制备要点1.

37、混合过程要素目的一种物料以可接受的概率分布到另一种物料中，得到组成均匀的混合物关键使物料发生形变和重新分布，克服颗粒凝聚所需的外加作用力黏性流体的混合要素剪切、分流、位置交换混炼的三要素压缩、剪切、分配置换2. 混合的分类非分散混合（简单混合）在混合中仅增加粒子在混合物中空间分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程分散混合在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值，同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。3. 分散混合的过程1.较大团块破坏成较小粒子2.剪切力和传导热下，使聚合物熔融塑化，降低粘度3.较小粒子克服内聚能渗入聚合物中4.在剪应力作用下使较小粒子组分分散到最小尺寸4. 影响分散混合的

38、因素分散混合主要通过剪切应力起作用分散度取决于混合器内最大有效剪切速率和通过次数粒子粒子大：剪应力大，易破裂粒子黏度达到临界值：分散完全停止粒子小，粘度降低：剪应力小黏度温度低粘度大剪应力大剪切速率提高混合机械的转数有利于分散混合5. 混合状态的判定直接描述法均匀程度混入物占物料的比率与理论或总体比率的差异分散程度混合体系中各个混入组分的粒子在混合后的破碎程度间接描述法检测制品或试样的物理性能、力学性能和化学性能等：性能与混合物的混合状态密切相关。如Tg测定法，力学性能测定法6. 间歇式与连续式混合设备间歇式一个周期：投料、混炼、卸料。生产效益低开炼机、密炼机、高速混合机连续式连续操作，生产能

39、力高，能耗低单、双螺杆挤出机7. 间歇式混合设备高速混合机塑料混合设备，适用于固态混合和固液混合有加热或冷却夹套的圆筒形混合室混合室底部有高速转动的叶轮挡板：加强物料混合开炼机橡胶的塑炼和混炼、塑料的塑化和混合、为压延机连续供料辊筒以一定的速比1:1.2（前：后）相向旋转由于辊筒表面的摩擦和粘附作用以及物料的粘弹性而被拉入辊隙间，在辊隙间受剪切和挤压，通过人为的翻捣混合均匀。影响因素：辊温、辊距、辊速、堆积胶密炼机一对表面有螺旋形突棱的转子和一个密炼室物料由加料口加入，上顶栓压住物料，物料在转子的作用下进行强烈的混合1. 转子外表面与混炼室内壁之间的作用2. 两转子之间的作用3. 转子轴向大往

40、返切割作用密炼室由室壁、上顶栓、下顶栓组成影响因素：转子的形状、转速、速比、物料温度、填充率、混合时间、上顶栓压力、加料顺序室壁外和转子内部有加热或冷却系统8. 塑炼的目的、实质、结果目的获得一定的可塑度，使之适合于混炼，压延，挤出，成型等工艺操作使生胶的可塑度均匀一致，以便制得质量均匀的胶料实质橡胶分子链断裂，降低橡胶分子量，降低弹性结果可塑度变大，硫化胶的机械强度、弹性、耐磨性、耐老化性等下降避免过度塑炼9. 生胶的塑炼：（1）生胶的高弹性带来的加工困难（2）各种配合剂无法在生胶中分散均匀（3）大部分机械能将消耗在弹性变形上10. 可塑性的测量：威廉氏可塑度p圆柱体在70、5Kg负荷作用下

41、，经3min压缩后测其高度的变化，以及除去负荷后在室温下恢复3min后高度的变化。p=(h0-h2)/(h0+h1)h0：试样原高。h1：3min后 h2：恢复后11. 塑炼过程的影响因素机械力当机械功>化学键能时机械断链分子断裂发生在应力大、键能低的化学键最大相对分子质量级分最先断裂相对分子质量下降的同时，分子量分布变窄氧稳定由机械力切断的分子链（低温下）直接使橡胶分子链产生氧化断链（高温下）温度低温区：机械力断链为主，温度上升，生胶粘度下降，受作用力小，塑炼效果下降高温区：热氧催化氧化断链为主，温度上升，加快了氧化降解速度，塑炼效果迅速上升静电、化学塑解剂12. 混炼理论配合剂的性质

42、亲水性疏水性结合胶的作用在混炼过程橡胶分子能与活性填料（主要是炭黑）粒子结合成不溶于橡胶溶剂炭黑橡胶凝胶结合胶混料胶的结构由各种细分散体与生胶介质组成的胶体分散体系13. 结合胶的成因橡胶分子通过范德华力吸附在炭黑粒子表面有助于配合剂粒子的分散；改善橡胶性能；形成稳定的分散体系橡胶分子的游离基与炭黑粒子表面的活性部位结合橡胶分子缠结在已和炭黑颗粒结合的橡胶分子中14. 塑炼工艺开炼机塑炼低温机械塑炼薄通法：辊距0.51.0mm塑炼效果好温度低，辊筒速比大，辊距小，加入化学塑解剂一次塑炼：塑炼一次完成，可塑度较高分段塑炼：一段塑炼后冷却再二段塑炼密炼机塑炼高温塑炼塑炼温度140160；装胶量合适

43、；使用化学塑解剂螺杆塑炼机塑炼高温下连续塑炼15. 混炼工艺开炼机混炼加料原则：难分散、量少的先加，易分散、量多的后加，硫磺和超速促进剂最后加生胶固体软化剂促进剂、活性剂、防老剂补强、填充剂液体软化剂硫磺、超速促进剂密炼机混炼：湿润、分散、捏炼三阶段湿润：橡胶渗入炭黑附聚体的空隙中，造成高浓度炭黑-橡胶凝聚体。分散：炭黑-橡胶凝聚体在剪切应力作用下被搓开，变成较小团块分散于整个胶料中连续混炼（略）16. 开炼机与密炼机之异同17. 常用橡胶的混炼特点丁苯橡胶生热大、升温快，对配合剂的湿润能力差配合剂难分散，混炼时间比NR长开炼机：低温（40）、装胶容量小于NR；后辊温度比前辊温度稍高510（包

44、冷辊）密炼机：二段混炼法，排胶温度低于13018. 塑料的混合和塑化熔融塑化再混合，在高于树脂流动温度和较强剪切力作用下塑化的目的使塑料在温度和剪切力的作用下熔融，获得剪切混合作用，驱出其中的水分和挥发物，使各组分的分散更加均匀，得到一定可塑性的均匀物料工艺条件开炼机、密炼机、挤出机；温度时间剪切力热塑性物理过程，防止树脂的化学变化（降解、交联）热固性一定的化学过程（树脂缩聚）19. 塑化终点的判定测定均匀度和分散程度，或力学性能（撕裂）开炼机：凭经验，截面色泽均匀密炼机：功率曲线或电流负荷20. 粉碎和粒化粉碎先切碎，再粉碎热固性塑料模压成型用粉料粒化开炼机轧片造粒挤出机挤出条冷切造粒挤出机

45、热切造粒：得到球状物料一般挤出、注射用粒料定义1. 塑炼：使生胶由强韧的弹性状态变为柔软的可塑状态的工艺过程2. 混炼：将各种配合剂与可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶在机械作用下混合均匀，制成混炼胶的过程。第七章 压制成型要点1. 压制成型的分类模压成型热固性塑料（压缩模塑）橡胶（模型硫化）增强复合材料层压成型复合材料的高压和低压压制成型2. 加压的目的加速物料的物理化学变化，防止制品出现气泡，保证制品的质量3. 橡胶和热固性塑料的模压成型将混炼胶或模塑料在已加热到指定温度的模具中加压，使物料熔融流动充模，在加热和加压条件下一定时间后，发生交联反应成为体型结构的热固性制品优点：生产方便，设备模具简

46、单，产品内应力小，不易变形，稳定性好缺点：生产周期长，生产效率低，劳动强度大，不易生产形状复杂和较厚的制品4. 模压成型工艺模压成型工艺模压压力的作用1.计量：重量法、体积法2.嵌件安放3.加料4.闭模：先高速后低速5.排气：低分子和水的排出6.保压固化：温度压力时间7.脱模：防翘曲8.制品后处理：修整、热处理（退火）、后固化促使物料流动，充满模具型腔增大制品密度，提高制品的内在质量克服物料成型中放出的低分子物，避免制品肿胀、脱层使模具闭合，制品具有固定的形状尺寸，防止变形5. 橡胶在硫化中的变化结构线型体型。硫化时交联和降解反应同时存在物理机械性能强度、硬度、弹性增加伸长率、永久变形、疲劳生

47、热下降6. 橡胶硫化历程图7. 硫化曲线最小转矩ML：反映胶料在一定温度下的可塑性最大转矩MH：反映硫化胶的模量t90-t10=硫化反应速度，值越小，硫化速度越快8. 硫化历程焦烧（硫化诱导期）橡胶在硫化开始前的延迟作用时间，在此阶段胶料尚未开始交联，胶料在模腔内有良好的流动性预硫焦烧期以后橡胶开始交联的阶段，逐渐形成网状结构，物理机械性能尚未达到预期水平，但有些性能如抗撕裂性、耐磨性却优于正硫化阶段的胶料正硫化阶段橡胶交联反应达到一定程度，综合物理性能得到最佳。交联键发生重排、裂解等反应，胶料的物理机械性能基本保持恒定过硫阶段正硫化后继续硫化便进入过硫阶段，热断链反应占主导，交联反应为次，胶

48、料的物理机械性能下降9. 正硫化时间正硫化时间达到正硫化状态所需的时间理论正硫化时间胶料达到最大交联度所需的时间10. 硫化三要素硫化压力+硫化温度+硫化时间11. 等效硫化时间：用范特霍夫方程式计算t1t2=KT2-T110硫化温度提高10时，硫化时间为原来的0.5倍（一半）硫化温度降低10时，硫化时间为原来的2倍12. 层压成型高分子复合材料的组成热固性树脂酚醛、环氧、有机硅、不饱和聚酯等骨架材料棉布、绝缘纸、玻璃纤维布、合成纤维布、石棉布13. 模压成型复合材料的组成树脂糊不饱和聚酯树脂、交联剂、引发剂、增稠剂等增强材料短切玻璃纤维及短切玻璃纤维毡定义1. 保压固化：模压成型中排气后以慢

49、速升高压力，在一定的模压压力和温度下保持一段时间，是热固性树脂的缩聚反应推进到所需的程度。2. 硫化返原现象：天然橡胶、丁基橡胶等主链为线型大分子结构的橡胶，在过硫阶段断链多于交联的现象。3. 硫化非返原现象：大部分合成橡胶，如丁苯、丁腈橡胶等在过硫阶段中易产生氧化支化反应和环化结构，胶料的物理机械性能变化很小，甚至保持恒定的现象。4. 层压成型：指在压力和温度的作用下将多层相同或不同材料的片状物通过树脂的粘结和熔合、压制成层压塑料的成型方法。5. 高分子复合材料：指由高聚物和各种填充材料或增强材料所组成的多相复合体。6. 模压成型：将模压料放在金属对模中在一定温度和压力的作用下，制成异型制品

50、的工艺过程。第八章 挤出成型要点1. 挤出成型适用于所有高分子材料塑料挤塑或挤出模塑（最重要的塑料成型方法：80%的塑材材料）管材、板材、棒材、片材、薄膜、单丝、各种异型材及塑料和其他材料的复合物（改性塑料）橡胶压出轮胎胎面、内胎、胶管及各种断面形状复杂或空心、实心的半成品、包胶纤维挤出熔融纺丝2. 挤出成型的优点1) 塑化能力强 2） 生产效率高3) 材料适应宽 4） 产品范围大3. 螺杆各段职能加料段（固体输送段）加热物料并输送到压缩段在加料段的末端，固体表面有些发粘，但熔融仍未开始压缩段（熔融区）对加料段送来的物料起挤压和剪切的作用，使物料继续受热，由固体转化为熔融体，增大物料的密度塑料

51、进一步压实和熔融塑化。熔融料和未熔融料以两相共存均化段（熔体输送段）将塑化均匀的物料在均化段螺槽和机头的回压的作用下进一步搅拌均匀，并定量定压地通过机头口模成型全部熔融的粘流体，定量定压从机头口模挤出4. 口模膨胀率B=D/d螺杆越长，物料在其中形变的时间越长，应力松弛越多，则挤出以后的弹性形变越少，B越小。形变分为黏性形变（不可恢复）和弹性形变（可恢复） d D 挤出 挤出后5. 挤出机的总生产能力qv=qvD-qvP-qvL （正流-逆流-漏流）正流物料沿螺槽方向（Z）向机头运动，为均化段熔体的主流逆流沿-Z方向流动，由机头口模等对料流的阻碍所引起的反压流动，又称压力流动横流物料沿x，y两轴方向在螺槽内往复流动，螺杆旋转时螺棱的挤推作用和阻挡作用引起，限于每个螺槽内的环流，有助于物料的热交换，混合和进一步的均匀塑化漏流物料在螺杆和料筒的间隙沿螺杆的轴向往料斗的方向流动，由机头口模对物料的阻力所产生的反压流动，与正流和逆流比很小6. 塑料薄膜的挤出吹塑塑料薄膜的生产方法适用吹塑法的材料吹塑：较经济简便，且薄膜的厚度和宽度范围广PVCPEPPPAPVA压延流延挤出拉幅7. 挤出工艺流