发布时间 : 星期四 文章橡胶及塑料加工工艺，高分子材料加工基础，复习题青岛科技大学答案更新完毕开始阅读450eca0cbb68a98271fefafc
高聚物的断裂、屈服和强度
1. 试画出高聚物材料典型的应力-应变曲线，并从分子运动的角度对曲线各阶段特征加以解释。
弹性形变-屈服-应变软化-冷拉-应变硬化-断裂
应变软化：当应力超过屈服应力σA后，应力与应变不再保持线性关系，到达Y点，应力达到最大值，此时非晶态高聚物的链段开始运动，卷曲的分子链沿拉伸方向伸展，结晶态高聚物的微晶也进行重排，甚至某些晶体可能破裂，发生取向，出现较大应变，而应力几乎不变或先降低后不变。
应变硬化：此时应变变化不大，而应力又急剧增加，直至断裂。 配合剂
1. 橡胶制品为什么要使用配合剂？共分哪几大类？各自的作用是什么？
配合剂的作用1改善或提高制品的物理机械性能及使用性能；2改善材料的工艺加工性能；3节约聚合物原材料或降低制品成本。
分类：分成硫化体系、补强填充体系、防护体系、增塑体系和其它专用配合剂。 硫化体系：促使橡胶大分子发生硫化（或交联反应）的配合体系。
补强填充体系补强剂亦有增容或填充作用，填充剂也有一定补强作用，二者没有严格界限，故亦将其统称为填料。 防护体系 防止橡胶老化
增塑体系?改善橡胶的加工工艺性能：通过降低分子间作用力，使粉末状配合剂更好地
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与生胶浸润并分散均匀，改善混炼工艺；通过增加胶料的可塑性、流动性、粘着性改善压延、压出、成型工艺；改善橡胶的某些物理机械性能：降低制品的硬度、定伸应力、 提高硫化胶的弹性、耐寒性、降低生热等；?降低成本：价格低、耗能省 2. 了解各种塑料添加剂的作用？
1)特性添加剂是改进塑料制品的某种特性，如物理机械性能、柔韧
性、阻燃性等 包括增塑剂、填充剂、增强剂、偶联剂、着色剂、阻燃剂、抗静电剂、防霉剂、冲击改性剂和降解剂等2)稳定剂延缓或防止塑料在物理（加热、光）和化学（氧、微生物）因素作用下发生降解的物质。包括热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂、抗微生物剂3)加工添加剂 使塑料易于成型或提高成型效率的添加剂。包括润滑剂、脱模剂。 塑炼、混炼工艺
1. 什么叫塑炼？塑炼的目的及其实质是什么？
塑炼的定义：通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方式，使橡胶由强韧的高弹性状态转变为柔软而富有可塑性状态的工艺过程。
塑炼的目的? 减小弹性，提高可塑性；? 降低粘度，改善流动性；? 提高胶料溶解性和成型粘着性
本质 粘度的降低，可塑性的提高是通过分子量的降低来实现的。 2. 开炼机塑炼和密炼机塑炼的原理是什么？各有什么优缺点？
原理： 开炼机在炼胶过程中主要是依靠两个相对回转的辊筒对胶料产生挤压、剪切作用，经过多次捏炼，以及捏炼过程中伴随的化学作用，将橡胶内部的大分子链打断，使胶料内部的各种成分掺和均匀，而最后达到炼胶的目的。
开炼机塑炼优点：结构简单、加工适应性强、胶种变换方便缺点：劳动条件差，劳动强度大，胶料易氧化等
密炼机塑炼的优点：密封性好，污染轻，配合剂飞扬损失少，改善了工作环境；降低了劳动强度；缩短了生产周期，提高了生产效率；自动化程度高。缺点：密炼机塑炼温度高，操作不慎易发生过炼、可塑度不均匀等现象；加上排胶不规则，需要配备专用设备进行补充塑炼和压片，设备造价高。
3. 混炼的作用是什么？什么是结合橡胶？起什么作用？
结合橡胶在混炼过程中，橡胶分子与活性填料（主要是炭黑、白炭黑）粒子结合生成一种不溶于橡胶良溶剂的产物，称为炭黑结合橡胶或称为炭黑凝胶。
作用??提高硫化胶的性能；??在混炼初期生成适量的结合橡胶，有利于炭黑附集体 发生破碎和分散均匀；??溶剂化隔离作用，防止了炭黑分散颗粒的再附聚，对混炼质量起到了稳定的作用。 4. 混炼胶停放的目的？
??松弛内部的残余应力，消除疲劳，减少后续加工中的收缩率；??使橡胶与配合剂之间继续进行相互扩散渗透；??有利于橡胶与炭黑在界面处进一步发生结合作用，提高结合橡胶生成量和补强效果。但停放时间最多不能超过36h。 压延工艺
1. 什么是压延工艺？能够完成的作业形式有哪些？
压延工艺是利用压延机辊筒之间的挤压力作用，使物料发生塑性流动变形，最终制成具有一定断面尺寸规格和规定断面几何形状的片状聚合物材料或薄膜状材料；或者将聚合物材料覆盖并附着于纺织物和纸张等基材的表面，制成具有一定断面厚度和断面几何形状要求的复合材料，如胶布、塑料革或人造革和某些塑料涂层制品。
?橡胶作业形式：?压片---胶料?挂胶、擦胶---帘布?贴合、贴胶---胶片?压型---
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胶胚?塑料作业形式??PVC薄膜??人造革??装饰纸??地板??树脂片材??无纺布
2. 辊筒挠度的产生原因、影响及其补偿措施？
产生：压延时，辊筒在胶料的横压力作用下会产生轴向的弹性弯曲变形，其程度大小以辊筒轴线中央部位偏离原来水平位置的距离表示，称为辊筒的挠度。 影响：压延产品中间厚度大，两边厚度小。
补偿措施1）辊筒中高度法2）辊筒轴线交叉法3）辊筒预弯曲法
3. 什么是压延后的收缩变形和压延效应？产生原因及预防措施？
收缩变形：压延制品产生纵向收缩变形，即长度减小，断面厚度增加的现象。 产生原因：压延时大分子链产生的
压延效应：压延后的胶片还会出现性能上的各向异性现象。
产生原因： 压延时大分子链被拉伸变形和取向；几何形状不对称的配合剂粒子沿压延流动方向取向排列。
预防措施1）适当提高压延机辊筒表面的温度和压延半成品的停放温度；2）?减慢压延速度；3）?适当提高胶料的可塑度；4）将热炼后的胶卷调转90°向压延机供胶，或将胶片调转90 °装入硫化模型进行硫化；5）?尽量不用粒子几何形状不对称的配合剂。 4. 压延产品横向上出现厚度不均匀的影响因素有哪些？如何预防？ 辊筒挠度：补偿措施1）辊筒中高度法2）辊筒轴线交叉法3）辊筒预弯曲法 5了解各种压延工艺的基本操作方法及其优缺点？
?优点：加工能力大、生产速度快、产品质量好、自动化程度高、能连续化地生产。 ?缺点：设备庞大、投资高、维修复杂、制品宽度受到压延辊简长度的限制、生产流水线长、工序多。 挤出成型工艺
1. 什么是挤出成型？包括那几个过程？
挤出成型是使物料在挤出机机筒及转动着的螺杆的相互作用下，在外加热及内摩擦剪切作用下逐渐升温塑化或熔融成为粘流态流体，并在一定的压力和温度下连续均匀的通过机头口型成型出各种具有复杂断面形状的制品的成型方法。
2. 按作用不同螺杆可分为那几段？各段的（结构、作用）区别有哪些？
根据物料在螺杆中的温度、压力、粘度等的变化特征，可将螺杆分为加料段、压缩段和均化段三段。 加料段：塑化并定量、定压输送物料 ,压缩段 压实并塑化物料，排气 均化段 加热并前移物料
3. 物料顺利进入挤出机料筒的条件？
4. 机头的作用及其选取原则？
机头和口模的作用：?使物料由螺旋运动变为直线运动；?产生必要的成型压力，确保产品密实；?使物料通过机头进一步塑化；?成型为半成品。
选取原则 ?机头内流道应呈流线型，不能急剧扩大和缩小，避免物料流动时存在死角和滞留，保证横截面流动速度相等；?机头内壁应是光滑的，减少流动阻力；??机头成型部分应有足够的长度，保证有必要的定型时间，防止物料离模收缩；?机头要有一定的压缩比，使制品均匀密实，无熔接痕迹；?机头应有足够的刚度，以免在工作压力下使流道变形
5. 如何提高挤出机的固体输送率？（结构设计上和工艺上）
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??从结构设计上：1）增加螺杆的直径；2）增加螺槽的深度，但受到螺杆强度的限制；3）提高螺杆的光洁度，降低物料与螺杆的摩擦系数；4）增加料筒内壁的粗糙度，如在料筒内开设沟槽，增加物料与料筒间的摩擦系数；5）采用最佳（螺杆外径处的）螺旋角。
??从工艺上：1）提高螺杆转速；2）提高料筒的温度； 3）降低螺杆的温度。
6. 了解几种主要的挤出成型工艺过程（挤出吹塑薄膜、管材、片材及线缆的挤出成型） 1. 将热塑性塑料从进料口进入机筒内，由挤出机将塑料熔化成熔料流体，经过挤压系统塑炼和混合均匀的熔料以一定的容量和压力由机头口模挤出形成型坯；
2. 将达到规定长度的型坯置于吹塑模具内合模，并由模具上的刃口将型坯切断； 3. 由模具上的进气口通过压缩空气以一定的压力吹胀型坯；
4. 保持模具型腔内压力，使制品和模具内表面紧密接触，然后冷却定型，开模取出制品。
注射成型
1. 什么是注射成型？其优点有哪些？
注射成型也叫注塑成型，是将物料加入注射机料筒，在热和机械剪切力的作用下塑化成具有良好流动性的熔体，随后在柱塞或螺杆的推动作用下迅速注入模具，依靠冷却固化或加热硫化，然后从模具中取出成型好的制品，完成一个注射周期的加工过程。 优点1. 成型周期短，能一次成型外形复杂、或带有嵌件的模型制品，尺寸精确，产品质量高；2. 生产效率高，自动化程度高；3. 可加工的物料种类多，大部分的热塑性塑料、热固性塑料和橡胶都能用这种方法加工制品。 2. 喷嘴的类型及其应用？
类型?直通式喷嘴；?自锁式喷嘴 应用
3. 注射成型过程可分为哪几个阶段？
?充模（注射）阶段?压实与保压阶段?倒流阶段?浇口冻结后的冷却阶段 4. 注射成型制件的后处理工艺有哪些？目的是什么？
主要指退火和调湿处理。退火处理的目的-消除内应力目的,调湿处理的目的?防止聚酰胺类塑料制品在高温下与空气接触时发生氧化变色，以及防止制品吸收水分而变形。 5. 了解注射机的主要基本参数及其作用。
?最大注射量：它反映了注射机的加工能力，标志着机器所能生产的制品的最大质量，是注射机的一个重要参数。
?注射压力：作用是克服已塑化好的熔料从料筒中注入模腔所遇到的一切阻力，并使制品具有一定的密度。
?注射速度是指注射时螺杆或柱塞的轴向移动速度；而注射速率则是指注射机单位时间内的最大注射量，即螺杆或柱塞的横截面积与其前进速度的乘积。 ?注射时间
?塑化能力是指注射机塑化装置在一小时内所能塑化物料的质量（以标准塑料PS为准），它是衡量注射机性能优劣的另一重要标志。
?注射功率、合模力、合模装置的基本尺寸及开、合模速度等。锁模力是指注射机合模机构对模具所能施加的最大夹紧力 6 橡胶注射成型对原料的要求？
与热固性塑料相似 热固性塑料注射成型对原料的要求?具有较高的流动性；?在料筒温度下加热不会过早发生硬化；?粘度应较稳定；?熔料热稳定性要好；?熔料充满模
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腔后应能迅速固化，以缩短生产周期。 硫化工艺
1. 什么是硫化？硫化前后橡胶的结构及性能发生了哪些变化？
?高聚物的线型及支链型分子通过化学反应互相连接形成三维网状体型结构的过程 2. 画出橡胶硫化曲线，并简要分析各阶段特征？
在焦烧阶段，由于交联反应尚未开始，胶料在焦烧阶段还具有良好的流动性，因此焦烧时间的长短决定胶料的硫化操作安全性
平坦硫化阶段相当于硫化反应中网络形成的前期，这时交联反应已基本完成，继而发生交联键的重排、裂解等反应。平坦硫化阶段对应的时间称为平坦硫化时间，可反映胶料的加工稳定性高低，其长短取决于胶料配方（主要是生胶、促进剂和防老剂）。由于这个阶段胶料具有最佳的综合性能，所以一般在该区选取正硫化时间的范围。
过硫化阶段相当于硫化反应中网络形成的后期。在这一阶段中，存在着交联键的重排、及交联键和链段的热裂解反应，不同的胶料，在过硫化阶段可表现出不同的特性，其硫化曲线主要有以下三种形式曲线继续上升曲线保持较长平坦期曲线下降 3. 什么是硫化返原现象？什么是正硫化时间？
硫化返原现象—由于高温或其他条件引起的交联键裂解，交联密度下降，使制品性能降低的现象。
?对于给定的胶料，在一定的硫化温度和压力条件下，有一最适宜的硫化时间（即正硫化时间）。
4. 硫化条件有哪些？选取的原则有哪些？硫化压力的作用？ 硫化条件 硫化压力 硫化温度 硫化时间
选取硫化压力的原则?胶料可塑性大，压力宜小些；?产品厚、层数多、结构复杂压力宜大些；?薄制品压力宜小些，甚至可用常压。?硫化压力的作用?提高胶料的致密性，消除气泡；?促使胶料流动，使其迅速充满模腔，以制得花纹清晰的制品；?提高制品中各层的附着力，改善硫化胶物理机械性能，延长制品使用寿命。 其它塑料成型工艺
1. 了解塑料材料其它的成型工艺方法的概念。
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