高分子材料合成工艺学复习

1、一、名词解释1、高分子材料：以高分子化合物为基础的材料。2、高分子材料加工：对聚合物材料或体系进行操作以扩大其用途的工程。是把聚合物原料经过多道工序转变成某种制品的过程。3、剪切摩擦热：高分子熔体在加工过程中受外力作用而流动，在流动过程中，高分子熔体内部分子受到剪切作用而摩擦产生的热量。4、入口效应：被挤出的聚合物熔体通过一狭窄的口模，即使口模很短也会产生很大的压力降的现象。5、离模膨胀：聚合物流体被强迫挤出口模时，挤出物尺寸大于口模尺寸，截面形状也发生变化的现象。 6、拉伸流动：流体质点的运动速度仅沿着与流动方向一致的方向发生变化的流动。7、剪切流动：流体质点的运动速度仅沿着与流动方向垂直的

2、方向发生变化的流动。8、调湿处理：注塑制件后处理的一种。将刚脱模的制品放入热水中进行处理可以隔绝空气，防止氧化，使制品加快达到吸湿平衡，同时，过量的水分还有类似增塑的作用，从而改善制件的柔曲性和韧性。9、热处理：注塑制件后处理的一种。是使制品在一定温度的环境中静置一段时间，再缓缓冷却至室温的方法。其实质是使强迫冻结的分子链得到松弛，凝固的大分子链端转向无规位置消除这一部分的内应力；提高结晶度，稳定结晶结构，从而提高制品的弹性模量和硬度。10、门尼粘度：在一定温度、时间和压力下，在转子和模腔之间变形时所受的扭力。用来确定橡胶料的可塑性。11、湿法纺丝：溶液纺丝的一种。纺丝溶液经混合、过滤、和脱泡

3、等纺前准备后送至纺丝机，通过纺丝泵计量，经烛形滤器、鹅颈管进入喷丝头，从喷丝头毛细孔中挤出的溶液细流进入凝固浴，溶液细流中的溶剂向凝固浴扩散，浴中的凝固剂向细流内部扩散。于是聚合物在凝固浴中析出而形成初生纤维。12、干法纺丝：溶液纺丝的一种。从喷丝头毛细孔中挤出的溶液不进入凝固浴，而进入纺丝甬道。通过甬道中热空气的作用，使溶液细流中的溶剂快速挥发，并被热空气气流带走。溶液细流在逐渐脱去溶剂的同时发生浓缩和固化，并在卷绕张力的作用下伸长变细而成为初生纤维。13、吹胀比：管坯吹胀后的膜管的直径D2与挤出机环形口模直径D1的比值。吹胀比的大小表示挤出管坯直径的变化，也表明了黏流态下大分子受到横向拉伸

4、作用力的大小。14、牵伸比：膜管通过夹辊时的速度v2与口模挤出管坯的速度v1之比。表示吹胀和冷却的过程的膜管在上升卷绕途中受到拉伸作用的程度。15、热成型：是一种以热塑性塑料片材为成型对象的二次成型技术，首先是裁成一定尺寸和形状的片材，夹在模具的框架上，让其在高弹态的适宜温度下加热软化，然后施加压力使坯件弯曲与延伸，在达到预定的型样后使其冷却定型，经过适当地修整，即成为制品。16、注射成型：一种注射兼模塑的成型方法。是将塑料组分的粒料或粉料放入注塑机的料桶内，经过加热、压缩、剪切、混合和输送作用，使物料进行熔融和均化，然后再借助柱塞或螺杆向熔化好的塑料熔体施加压力，高温熔体便通过料筒前面的喷嘴

5、和模具的浇道系统射入预先闭合好的低温模腔中，再经冷却定型就可开启模具，顶出制品，得到具有一定几何形状和精度的塑料制品。17、中空吹塑成型：是制造空心塑料制品的成型方法，是借助气体压力使闭合在模具型腔中的处于类橡胶态的型坯吹胀成为中空制品的二次成型技术。18、压延成型：塑料成型加工中生产薄膜和片材的主要方法。是将接近黏流温度的物料通过一系列相向旋转着的平行辊筒的间隙，使其受到挤压和延展作用，成为具有一定厚度和宽度的薄片状制品。二、填空题1、聚合物的溶解过程分为 溶胀 和 溶解 两个阶段。2、分散混合中既有 粒度的变化 又有 位置的变化 。3、混合的机理涉及到 分子扩散 、 涡旋扩散 、 体积扩散

6、 三种扩散形式。4、在聚合物加工中，混合主要以体积扩散为主。而且大多数的聚合物没有分子扩散和分子运动的情况下，混合主要以层流混合为主。5、聚合物流体在加工过程中主要受到 剪切力、拉伸力、 静压力 三种类型的力。6、牛顿型流体的流变方程 12 = 。非牛顿流体的幂律定律 12 =K· n 。7、聚合物加工成型中，主要发生的化学变化有 降解 和 交联 。8、聚合物加工成型中，主要发生的物理变化有 结晶 和 取向 。9、压延贴合操作有 擦胶法 和 贴胶法 。10、热成型的方式有 真空成型 、 气压成型 、 机械加压成型 。11、压延的推动力来自两个方面，其一， 辊筒旋转拉力 ，由辊筒和胶料

7、间的摩擦作用产生；其二， 辊筒间隙对物料的挤压力 ，使胶料变形并推动前进。12、硫化历程一般分为 硫化诱导期 、 热硫化时间 、 硫化平坦期 和 过硫化期 。13、溶液纺丝包括 干法纺丝 和 湿法纺丝 。14、挤出理论是包括 固体输送理论 、 熔融理论 、 熔体输送理论 。15、管材定型方法有 外径定型 、 内径定型 。16、塑料的二次成型方式有 中空吹塑成型和热成型 取向薄膜的拉伸 。17、生胶的塑炼可以分为 开放式炼胶 和 密闭式炼胶 。18、炭黑补强剂补强的主要原因为 炭黑粒子与橡胶相结合分担了橡胶分子链受的张力 。19、考虑到 温度变化 过程，确定硫化时间一般采用 硫化温度系数计算确定

8、 。三、简述题1、聚合物熔融的方式有哪些？无熔体移走的传导熔融和有熔体强制移走的传导熔融能量来源有什么不同？答：熔融方式有5种：（1）无熔体移走的传导熔融；（2）有强制熔体移走的传导熔融；（3）耗散混合熔融；（4）利用电、化学或其他能源的耗散熔融；（5）压缩熔融。无熔体移走的传导熔融能量全部有接触或暴露表面提供；有熔体强制移走的传导熔融能量一部分由接触表面的传导提供，一部分通过熔膜中的黏性耗散将机械能转变为热来提供。2、切力变稀流体随增强黏度下降的原因是什么？答：（1）线性大分子链间发生缠结，缠结浓度的动态平衡随剪切应力的改变而移动，当增强时，缠结点浓度下降，使表观黏度下降。（2）链段取向效应

9、。当增强时，缠结点间链段中的应力来不及松弛，链段在流场中发生取向，导致大分子链在流层间传递动量的能力减小，使表观浓度下降。（3）对于聚合物浓溶液，还有脱溶剂化作用。当剪切应力增大，大分子链发生脱溶剂化使大分子链的尺寸变小，引起表观黏度下降。3、什么是压延效应？答：压延效应是由于物料压延过程中，在通过压延辊筒间隙时受到很大的剪切力和一些拉伸应力作用，高聚物大分子会沿着压延方向作定向排列，以致制品在物理力学性能上出现各向异性的现象。4、简述单螺杆挤出机中螺杆的基本结构和几个功能段的作用。答：螺杆是一根笔直的有螺纹的金属圆棒，表面有很高的硬度和光洁度。螺杆通过止推轴承悬支在料筒的中央，与料筒中心线吻

10、合，与料筒间隙很小。根据物料在螺杆上运转的情况，螺杆分为加料段、压缩段、均化段。（1）加料段：物料受压、受热前移；（2）压缩段：受热前移并压实熔化，同时也能排气；（3）均化段：使熔体进一步塑化均匀，并将料流定量、定压的送入机头，使其在口模中成型。5、橡胶加工成型中主要采用哪些配合剂体系？各自有什么作用？答：主要采用硫化体系配合剂、补强填充体系、软化剂和增塑剂、防护体系硫化体系：对橡胶硫化，使线性分子交联成为空间网状结构，改善橡胶的热敏性和溶解性，同时缩短硫化时间，提高交联效率，改善硫化胶的性能补强填充体系：提高硫化橡胶的拉断强度、定伸强度、耐撕裂强度、耐磨性等物理机械性能软化剂和增塑剂：改善橡

11、胶的塑性，降低胶料的黏度和混炼温度，节省混炼时的动力消耗，改善其他配合剂的分散和混合，有利于压延、挤出、和成型等操作，能降低硫化胶的硬度，提高硫化胶的拉伸强度、伸长率、回弹率、耐寒性等性能。防护体系：延缓橡胶老化的进程，延长橡胶制品的使用寿命。6、简述纺丝细流的冷却及固化方式及其本质。答：熔体纺丝：纺丝细流在纺丝甬道中冷却成型；本质是细流与周围介质的传热过程，同时伴随结晶和分子取向的过程。湿法纺丝：凝固浴中，纺丝细流中的溶剂向凝固浴扩散，浴中的凝固剂向细流内部扩散，聚合物析出成型；本质是多组分的扩散，伴随相和结构的转变，溶剂和沉淀剂双扩散和聚合物溶液相分离干法纺丝：纺丝细流在纺丝甬道中，通过热

12、空气的作用，使细流中的溶剂快速挥发，溶液细流浓缩和固化，并在卷绕张力的作用下伸长变细而成为初生纤维；本质是丝条细流脱溶剂化，急剧降低体系的流动性，细流与周围介质的传热、传质过程。7、什么是硫化历程？硫化历程分几个阶段？什么是正硫化时间？答：硫化历程是采用橡胶的某一项性能随硫化时间的变化曲线，来表征硫化的历程和胶料性能的变化规律。硫化历程可分为四个阶段：焦烧阶段、热硫化阶段、平坦硫化阶段和过流化阶段。正硫化时间：胶料的硫化状态达到综合性能最佳值所需的最短硫化时间。8、简述炭黑补强作用原因和补强机理-分子链滑动理论。答：分子链滑动理论：炭黑离子表面的活性点与橡胶分子生成强固的化学键，能沿着炭黑粒子

13、表面滑动，产生两种补强效应：一是当橡胶受外力作用而产生形变时，分子链的滑动能吸收外力的冲击，起缓冲作用：二是使应力分布均匀。结果是橡胶的强度提高，抵抗破裂。四、论述题1、绘制挤出吹塑工艺过程的示意图，并陈述其工艺过程。答：挤出吹塑工艺过程的示意图物料挤出机口模吹胀冷却切割 卷取牵引人字板夹平检验包装过程：将塑料加入挤出机料筒内，借助料筒外部的加热和料筒内螺杆旋转产生的剪切、混合和挤压作用，使固体物料熔融；在旋转螺杆的挤压推动下，塑料熔体逐渐被压实前移，通过环隙口模挤成截面恒定的薄壁管状物；随即由芯棒中心引进压缩空气将其吹胀，使管体内部压力稍高于环境压力，而使熔体膨胀为一个“膜泡”。被吹胀的泡管在冷风环、牵引装置的作用下，逐渐地引伸定型，最后导至卷绕装置，叠卷成双折的塑料薄膜。2、绘制橡胶加工过程流程图。陈述塑炼、混炼和硫化的作用。答：橡胶加工过程流程图：生胶塑炼混炼压延挤出硫化塑炼：使生胶获得一定的可塑性，适于混炼、压延、挤出、成型等工艺操作。混炼：提高橡胶产品的使用性能，改进橡胶工艺性