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聚合物加工原理习题

第一篇：聚合物加工原理习题第四章1、举例说明高聚物熔体粘弹性行为的表现。聚合物流动过程最常见的弹性行为是端末效应和不稳定流动。端末效应包括入口效应和模口膨化效应(离模膨胀)即巴拉斯效应。不稳定流动即可由于熔体弹性回复的差异产生熔体破碎现象。2、简述高聚物熔体流动的特点。由于高聚物大分子的长链结构和缠绕，聚合物熔体、溶液和悬浮体的流动行为远比低分子液体复杂。在宽广的剪切速率范围内，这类液体流动时剪切力和剪切速率不再成比例关系，液体的粘度也不是一个常此因而聚合物液体的流变行为不服从牛顿流动定律。即非牛顿型流动。3、聚合物熔体在剪切流动过程中有哪些弹性表现形式?在塑料成型过程中可采取哪些措施以减少弹性表现对制品质量的不良影响?聚合物熔体在加工过程中的弹性行为主要有入口效应、离模膨胀和熔体破裂。随熔体在口模内停留时间延长，弹性变形得到恢复，离模膨胀呈指数关系减小。故增长口模长度可减小离模膨胀。保证挤出速率在临界挤出速率以下，γc随挤塑温度的增加而变大，但与口模的表面粗糙度无关。因此，升高温度是挤塑成功的有效办法。入口收敛角α↑，γc↓，L/D↑,γc↑减小入口收敛角，增大长径比可增大临界挤出速率。4、取向度对注塑制品的力学性能有何影响?非晶聚合物取向后，沿应力作用方向取向的分子链大大提高了取向方向的力学强度，但垂直于取向方向的力学强度则因承受应力的是分子间的次价键而显著降低。团此拉伸取向的非品聚合物沿拉伸方向的拉伸强度，断裂伸长率和冲击强度均随取向度提高而增大。取向结晶聚合物的力学强度主要由连接晶片的伸直链段所贡献，其强度随伸直钱段增加而增大，晶片间伸直链段的存在还使结晶聚合物具有韧性和弹性。通常，随取向度提高，材料的密度和强度都相应提高，而伸长率则逐渐降低5、聚合物在成型过程中为什么会发生取向？成型时取向产生的原因及形式有哪几种？取向对高分子材料制品的性能有何影响？成型加工时，受到剪切和拉伸力的影响，高分子分子链发生取向。依受力方向分为：1、流动取向：系指在熔融成型或浓缩成型中，高分子化合物的分子链、链段或其他添加剂，沿剪切流动的方向排列。次表层的取向度最高。2、拉伸取向：系指高分子化合物的分子链、链段或结晶等受到拉伸力的作用沿受力方向排列。有单向拉伸和双向拉伸。影响因素：1、分子结构（结构简单，柔性的有利于取向）2、低分子化合物（降低Tg/Tf有利于取向）3、温度（升温有利取向）4、拉伸比（增加有利取向）高分子材料经取向后，拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性等增加，单轴拉伸后，取向方向（纵向）和垂直于取向方向（横向）强度不一样，纵向强度增加，横向减少，对于结晶性高分子，取向拉伸后结晶度增加，玻玻璃化温度增加。6、入口压力降产生原因有哪些？（1）、物料从料筒进入口模时，熔体粘滞流动流线在入口处产生收敛所引起的能量损失；（2）、在入口处由于聚合物熔体产生弹性变形，因弹性能的储蓄所造成的能量消耗；（3）、熔体流经入口处时，由于剪切速率的剧烈增加而引起速度的激烈变化，为达到稳定的流速分布所造成的压力降。7、聚合物的结晶度将如何影响注射制品的性能？对结晶度较高的材料，在注射工艺参数的选择中应该注意那些问题？聚合物结晶度对制品性能影响包括：密度、力学性能、热性能及其他性能等。密度：结晶度高,分子链排列有序而紧密,分子间作用力强,所以密度随结晶度的提高而增大。拉伸强度：结晶度高,拉伸强度高。弹性模量：弹性模量随结晶度的增加而增大。冲击强度：冲击强度随结晶度的提高而减小。热性能：结晶度增加有利于提高软化温度和热变形温度。光泽度：结晶度提高会增加制品的致密性,使制品表面光泽度提高,但由于球晶的存在会引起光波的散射,而使透明度降低。翘曲：结晶度提高会使体积变小,收缩率加大。对结晶度较高的塑料设定工艺参数应注意：主要是模温的设定，当聚合物熔体温度高于熔融温度时(T>Tm),大分子链的热运动显著增加,当大于分子的内聚力时,分子就难以形成有序排列而不易结晶;当温度过低时,大分子链段的运动能很低,甚至处于冻结状态,也不容易结晶。所以结晶的温度范围是在Tg和Tm之间。冷却速度：冷却速度决定于熔体温度与模具温度的温差。冷却速度快,结晶时间短,结晶度低,制品密度也会降低。注射压力：对于结晶性高聚物而言,在注塑过程中,可通过提高注塑压力和注射速率获得较高的结晶度,当然,提高的程度应以不发生熔体破裂为限。挤出成型单螺杆挤出机的挤出系统和传动系统包括哪几个部分?单螺杆挤出机由传动系统，挤出系统，加热和冷却系统，控制系统等几部分组成。挤出系统和传动系统主要包括传动装置、加料装置、机筒、螺杆、机头和口模等五部分简述单螺杆挤出机的螺杆的几个功能段的作用.加料段：自物料入口向前延伸的一段称为加料段，在加料段中，物料依然是固体，主要作用是使物料受压，受热前