聚合物加工

1.试述聚合物成型加工对聚集态转变的依赖性。
聚合物可从一种聚集态转变为另一种聚集态,聚合物的分子结构、聚合物体系的组成、所受应力和环境温度等是影响聚集态转变的主要因素,在聚合物及其组成一定时,聚集态的转变主要与温度有关。处于玻璃化温度Tg以下的聚合物为坚硬固体, 不宜进行引起大变形的加工,但可通过车、铣、削、刨等进行机械加工。在TgTf温度区间靠近Tf一侧,由于聚合物粘性很大,可进行某些材料的真空成型、压力成型、压延和弯曲成型等。材料在Tf以上不高的温度范围表现出类橡胶流动行为,这一转变区域常用来进行压延成型、某些挤出成型和吹塑成型等. Tf更高的温度使分子热运动大大激化,材料的模量降低到最低值, 因此在这一温度范围常用来进行熔融纺丝、注射、挤出、吹塑和贴合等加工。狮子和鹿教学设计
可挤压性是指聚合物通过济压作用形变时获得形状和保持形状的能力。
用定温下10分钟内聚合物从出料孔挤出的重量()来表示,其数值就称为焙体流动指数通常称为熔融指数
可模塑性是指材料在温度和压力作用下形变和在模具中模制成型的能力。
可纺性是指聚合物材料通过加工形成连续的固态纤维的能力。它主要取决于材料的流变性质,熔休粘度、熔体强度以及熔体的热稳定性和化学稳定性等。由于聚合物的熔体粘度较大,表面张力较小,是聚合物具有可纺性的重耍条件。具有可纺性的聚合物还必须有较高的熔体强度。
可延性表示无定形或半结晶固休聚合物在一个方向或二个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。
2.简述聚合物的粘弹性形变与加工条件的关系以及聚合物材料加工松弛过程的特点。
加工过程线型聚合物的总形变γ可以看成是普弹形变γE,推迟高弹形变γH和枯性形变γV三部分所组成。随着温度的升高,γH和γV形变值都增加,但γV随温度升高成比例地增大,而γH随着温度的升高其增大的趋势逐渐减小。当加工温度高于Tf(Tm)以致聚合物处子粘流态时,聚合物的形变发展则以粘性形变为主。加工温度降低到Tf以下时,聚合物转变为高弹态,随温度降低,聚合物形变组成中的弹性成分增大,粘性成分减小,山于有效形变值减小,通常较少地在这一范围成型制品。可见在TgT小雪花的泪f,(Tm)间,聚合物的形变主要表现为弹性的,但也表现出粘性的性质。
提高温度则热运动能增加,分子间作用能减小,大分子改变构象和重排的速度加快,松弛过程缩短。反之,温度降低则延缓松弛速度,增长松弛时间。所以温度对聚合物的松弛过程有很大影响。聚合物成型加工正是利用松弛过程对温度的这种依赖性,辅以适当外力使聚合物在较高的温度下能以较快的速度,在较短的时间内经过形变并形成所需形状的制品。现代化史观
南水北调西线工程高聚物的流动类型: (1)质量政策层流和湍流:高聚物熔体在成型条件下的雷诺准数Re值很少大于1,一般呈现层流状态。(2)稳定流动与不稳定流动:凡在输送通道中流动时,流体在任何部位的流动状态保持恒定,不随时间而变化,此种流动称为稳定流动。凡流体在输送通道中流动时,流动状态都随时间而变化。影响流动的各种因素,有随时间而变动的情况,此种流动称为不稳定流动。(3)等温流动和非等温流动:等温流动是指流体各处温度保持不变情况下的流动。在等温流动情况下,流体与外界可以进行热量传递,但传人和输出热量应保持相等。一维流动:流体内质点的速度仅在一个方向上变化。二维流动:流道截面上各点的速度需要两个垂直于流动方向的坐标表示。质点速度仅沿流动方向发生变化,称为拉伸流动。质点速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化称为剪切流动。拉伸流动有单轴拉伸和双袖拉伸。单轴拉伸的特点是一个方向被拉长,其余两个方向则相对缩短,双轴拉伸
的特点时两个方向被同时拉长,另一个方向则缩小。由边界的运动而产生的流动,为拖曳流动。边界固定,由外压力作用于流体而产生的流动,称为压力流动。
入口效应的原因:①物料从料筒进人口摸时,由于熔体翁滞流动的流线在入口处产生收敛所引起的能量损失,从而造成压力降口; ②在人口处由高聚物熔体产生弹性变形,因弹性能的储存的能量消耗,造成压力降;③熔体流经人口处,由于剪切速率的剧烈增加引起流体流动骤变,为达到稳定的流速分布而造成压力降。
离模膨胀的原因:①高聚物熔体流动期间处于高剪切场内,大分子在流动方向取向。而在口模出日处发生解取向,引起离模膨胀。即为取向效应所引起的;②当高聚物熔体山大截面的流道进人小直径口模时,产生了弹性变形。在熔体被解除边界约束离开日模时,弹性变形获得恢复,引起离模膨胀。即为弹性变形效应或称之为记忆效应。③由于粘弹性流体的剪切变形,在垂直剪切方向上存在止应力作用,引发离模膨胀。
造成鳖鱼皮症的原因:①主要是由口模出口区高聚物熔体分子的不稳定性。②表观临界剪切速率和口模半径的乘积是常数。③临界剪切速率随着挤塑温度的增加而变大。④口模壁面的表面粗糙度越低,表而经涂覆处理,可减少鳖鱼皮症。
加工成型过程中影晌结晶的因素:()冷却速度的影响;()熔融温度和熔融时间的影响;(反分裂国家法三)应力作用的影响;()低分子物:固休杂质和链结构的影晌;存在于聚合物中的某些固体杂质能阻碍或促进聚合物的结晶作用。聚合物分子的链结构与结晶过程有密切关系。聚合物的分子量愈高,大分子及链段结晶的重排运动愈困难,所以聚合物的结晶能力一般随分子量的增大而降低。大分子链的支化程度低,链结构简单和立体规整性好的聚合物较易结晶,结晶速度快,结晶程度高。
影响聚合物取向的因素:()温度和应力的影响;(二)拉伸比的影响;(三)聚合物结构和低分子物的影响。
压缩比螺杆加料段最初一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比,表示塑料通过螺杆全长范围时被压缩的倍数,压缩比愈大塑料受到的挤压作用愈大。
根据物料的变化特征可将螺杆分为加料段、压缩段、均化段加料段的作用是将料斗供给的物料送往压缩段。压缩段(迁移段)的作用是压实物料,使物料由固体转化为熔融体,并排除物料中的空气。均化段(计量段)的作用是将熔融物料,定容(定量)定压地送入机头使其在口模中成型。
3.与挤出机相比,注塑机的螺杆有什么不同?
注射机螺杆的长径比L/D较小,,压缩比较小,与挤出机螺杆比较,注射螺杆的均化段长度较短,螺槽较深;但螺杆加料段长度则较长;同时螺杆头部呈尖头形。与挤出螺杆的作用相比,注射螺杆只起预塑化和注射两个作用,对塑化能力、压力稳定以及操作连续性和隐定性等的要求没有挤出机螺杆那么严格。同时注射螺杆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。
4.为何要保压?保压对制品性能有何影响?
使模腔中的塑料能形成形状完整而致密的制品,这一阶段称为保压。注射过程通常就由塑化、充模(即注射)、保压、冷却和脱模等五个工序组成。
保压时间短或凝封压力低,制品容易出现凹陷、气泡和收缩,制品的内在性能也较差,保压时间延长或凝封压力增加,制品外观和内在质量都有所提高。但过长的保压时间或过高的凝封压力,会使制品的内应力增加,制品因收缩过小而脱模困难。

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