塑料材料及加工工藝習(xí)題答案

1、桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)?！端芰铣尚凸に嚰澳＞咴O(shè)計(jì)》1學(xué)習(xí)與復(fù)習(xí)題ljxinhaishan@共15頁(yè)1《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》1》1學(xué)習(xí)與復(fù)習(xí)思考題學(xué)習(xí)與復(fù)習(xí)思考題緒論1塑料的概念塑料的概念塑料是一種以合成或天然的高分子化合物為主要成分，加入或不加入填料和添加劑等輔助成分，經(jīng)加工而形成塑性的材料，或固化交聯(lián)形成剛性的材料。2現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的四大工業(yè)材料是什么。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的四大工業(yè)材料是什么。鋼鐵、木材、高分子材

2、料、無(wú)機(jī)鹽材料3現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的三大高分子材料是什么？橡膠、塑料、化學(xué)纖維塑料成型基礎(chǔ)塑料成型基礎(chǔ)聚合物的分子結(jié)構(gòu)與熱力學(xué)性能聚合物的分子結(jié)構(gòu)與熱力學(xué)性能1樹(shù)脂與塑料有什么區(qū)別樹(shù)脂與塑料有什么區(qū)別塑料的主要成分是樹(shù)脂（高分子聚合物）。2高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)組成。高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)組成。高分子聚合物：由成千上萬(wàn)的原子，主要以共價(jià)鍵相連接起來(lái)的大分子組成的化合物。3聚合物分子鏈結(jié)構(gòu)分為哪兩大類，它們的性質(zhì)有何不同。聚合物分子鏈結(jié)構(gòu)分為哪兩大類，它

3、們的性質(zhì)有何不同。線型聚合物——熱塑性塑料體型聚合物——熱固性塑料1.線型聚合物的物理特性：具有彈性和塑性，在適當(dāng)?shù)娜軇┲锌梢匀芙猓?dāng)溫度升高時(shí)則軟化至熔化狀態(tài)而流動(dòng)，且這種特性在聚合物成型前、成型后都存在，因而可以反復(fù)成型。2.體型聚合物的物理特性：脆性大、彈性較高和塑性很低，成型前是可溶和可熔的，而一經(jīng)硬化(化學(xué)交聯(lián)反應(yīng))，就成為不溶不熔的固體，即使在再高的溫度下(甚至被燒焦碳化)也不會(huì)軟化。4聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)分為哪兩大類，它們的

4、性質(zhì)有何不同。聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)分為哪兩大類，它們的性質(zhì)有何不同。1無(wú)定形聚合物的結(jié)構(gòu)：無(wú)定形聚合物的結(jié)構(gòu)：其分子排列是雜亂無(wú)章的、相互穿插交纏的。但在電子顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)無(wú)定形聚合物的質(zhì)點(diǎn)排列不是完全無(wú)序的，而是大距離范圍內(nèi)無(wú)序，小距離范圍內(nèi)有序，即“遠(yuǎn)程無(wú)序，近程有序”。2體型聚合物：體型聚合物：由于分子鏈間存在大量交聯(lián)，分子鏈難以作有序排列，所以絕大部分是無(wú)定形聚合物。5無(wú)定性聚合物的三種物理狀態(tài)，以及四個(gè)對(duì)應(yīng)的溫度，對(duì)我們?cè)谑?/p>

5、用和成型塑料制品時(shí)有無(wú)定性聚合物的三種物理狀態(tài)，以及四個(gè)對(duì)應(yīng)的溫度，對(duì)我們?cè)谑褂煤统尚退芰现破窌r(shí)有何指導(dǎo)意義。何指導(dǎo)意義。三種物理狀態(tài)三種物理狀態(tài)1.玻璃態(tài)：溫度較低(低于θg溫度)時(shí)，曲線基本上是水平的，變形程度小而且是可逆流的，但彈性模量較高，聚合物處于一種剛性狀態(tài)，表現(xiàn)為玻璃態(tài)。物體受力變形符合虎克定律，應(yīng)變與應(yīng)力成正比。2.高彈態(tài)：當(dāng)溫度上升(在θg至θf(wàn)之間)時(shí)，曲線開(kāi)始急劇變化，但又很快趨于水平，聚合物的體積膨脹，表現(xiàn)為柔軟

6、而富有彈性的高彈態(tài)。聚合物變形量很大，而彈性模量顯著降低，如去除外力，變形量可以回復(fù)，彈性是可逆的。3.粘流態(tài)：如果溫度繼續(xù)上升(高于θf(wàn)）聚合物即產(chǎn)生粘性流動(dòng)，成為粘流態(tài)。聚合物的變形是不可逆的。四個(gè)對(duì)應(yīng)的溫度四個(gè)對(duì)應(yīng)的溫度桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)?！端芰铣尚凸に嚰澳＞咴O(shè)計(jì)》1學(xué)習(xí)與復(fù)習(xí)題ljxinhaishan@共15頁(yè)3n1時(shí)，稱為膨脹性液體。主要是一些固體含量較高的聚合物懸浮液以及帶有凝膠結(jié)構(gòu)的聚合物溶液或懸浮液，處于較高剪切速率

7、下的聚氯乙烯糊的流動(dòng)行為就近似這類液體。5、不同類型流體的粘度與剪切速率的關(guān)系如何，對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)有何意義。、不同類型流體的粘度與剪切速率的關(guān)系如何，對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)有何意義。1）粘度對(duì)剪切速率不太敏感或其熔體近似牛頓型聚合物：提高溫度降低熔體粘度，以改善流動(dòng)性。如聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺—66等，它們的粘度對(duì)溫度較敏感。2）對(duì)于大多數(shù)非牛頓型聚合物，要降低熔體粘度，主要靠增加成型時(shí)的剪切速率。6、溫度和壓力對(duì)聚合物熔體的表現(xiàn)粘度有何影

8、響，為什么。、溫度和壓力對(duì)聚合物熔體的表現(xiàn)粘度有何影響，為什么。聚合物大分子的熱運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)。溫度升高，聚合物體積膨脹，分子運(yùn)動(dòng)劇烈，大分子間的自由空間隨之增大，彼此間的范德華力減小，從而有利于大分子變形和流動(dòng)，即粘度下降。不同結(jié)構(gòu)的塑料對(duì)溫度的敏感程度不一樣：對(duì)表觀粘度隨溫度變化不大的聚合物，如果靠增加溫度來(lái)增加其流動(dòng)性使其能成型是不合適的。因?yàn)椋簻囟确仍黾雍艽?，而它的表觀粘度卻降低有限(如聚丙烯、聚乙烯、聚甲醛等)，大幅度地提高

9、溫度很可能使聚合物發(fā)生降解。聚合物大分子長(zhǎng)鏈，在自由狀態(tài)下堆砌密度很低，相互之間具有較大的自由空間。在空間三維等值的靜壓力作用下，大分子之間的自由空間會(huì)被壓縮減小，大分子鏈相互接近，彼此間的作用加強(qiáng)，宏觀上將表現(xiàn)出體積收縮或比容減小，變形流動(dòng)阻力也會(huì)隨之增大。實(shí)驗(yàn)證明，聚合物熔體在成型壓力增大時(shí)，熔體所受靜壓力也會(huì)隨之提高，且伴隨熔體的體積收縮，粘度也有所提高。粘度對(duì)壓力的敏感性會(huì)因聚合物不同而不同。聚合物熔體的壓縮率越大，其粘度對(duì)壓力

10、的敏感性越強(qiáng)。在注射成型時(shí)，單依靠增大注射壓力來(lái)提高熔體流量或充模能力并不十分恰當(dāng)。對(duì)需要增大粘度而又不宜采用降溫措施的場(chǎng)合，可考慮采用提高壓力的方法解決。在制定成型工藝參數(shù)時(shí)，應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，設(shè)備和模具的可靠性以及塑件質(zhì)量等因素，將成型工藝控制在最佳的注射壓力和注射溫度。聚合物在成型過(guò)程中的物理化學(xué)變化。聚合物在成型過(guò)程中的物理化學(xué)變化。1、結(jié)晶過(guò)程是在什么溫度區(qū)間發(fā)生的，晶體的生長(zhǎng)速率在什么溫度最快。、結(jié)晶過(guò)程是在什么溫度區(qū)

11、間發(fā)生的，晶體的生長(zhǎng)速率在什么溫度最快。聚合物的結(jié)晶過(guò)程只能發(fā)生在從熔點(diǎn)溫度θm開(kāi)始冷卻下來(lái)到玻璃化溫度θg以上的這一溫度區(qū)間內(nèi)。晶坯在高于熔點(diǎn)時(shí)，時(shí)結(jié)時(shí)散，處于動(dòng)態(tài)平衡。接近θm乃至剛冷至θm以下時(shí)，晶坯依然有時(shí)結(jié)時(shí)散的情況，但某些晶坯會(huì)長(zhǎng)大，當(dāng)達(dá)到臨界穩(wěn)定尺寸時(shí)，即變成晶核。隨著?θ的增大，晶核生成速率很快上升，達(dá)到最大值。這時(shí)沒(méi)有達(dá)到臨界尺寸的晶坯結(jié)多散少，最有利于形成晶核。?θ繼續(xù)增大，鏈段運(yùn)動(dòng)阻力增加，晶核生成速率進(jìn)一步降低，

12、接近于玻璃化溫度θg時(shí)又降為零。此時(shí)，分子主鏈的運(yùn)動(dòng)停止，晶坯的生長(zhǎng)、晶核的生成及晶體的生長(zhǎng)都會(huì)隨之停止。2、什么是取向作用，各向異性和各向同性對(duì)塑件的性能有何影響，舉例說(shuō)明。、什么是取向作用，各向異性和各向同性對(duì)塑件的性能有何影響，舉例說(shuō)明。在聚合物成型過(guò)程中，由于受剪切力和拉伸力的作用，聚合物分子或填料中的長(zhǎng)纖維會(huì)發(fā)生取向作用，即：分子鏈或長(zhǎng)纖維會(huì)順著流動(dòng)（或受力）方向排列，這種現(xiàn)象叫取向作用。1）各向異性：塑件在某些方向上機(jī)械強(qiáng)度