2017年高分子材料加工工艺学I-复习题及答案

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1、高分子材料加工工艺学复习题1、合成PET的原料（单体）是什么？写出直接酯化法合成聚对苯二甲酸乙二酯的主要化学反应式。P11,P13分子式自写答：（1）单体：对苯二甲酸双羟乙二酯（BHET）（2）直接酯化法即将对苯二甲酸（TPA）与乙二醇（EG）直接进行酯化反应，一步制得BHET。BHET缩聚脱除EG生成PET。反应式：2、聚酯切片干燥的目的是什么？其干燥机理是什么？P20P20~21答：（1）目的1）除去水分。在纺丝温度下，切片中的水分存在使PET大分子的酯键水解，聚合度下降，纺丝困难、质量降低；少量水分汽化造成纺丝断头。2）提高切片含水的均匀性，以保证纤维质量

2、均匀。3）提高结晶度及软化点，防止环结阻料。（2）机理1）切片中的水分：PET大分子缺少亲水性基团，吸湿能力差，通常湿切片含水率<0.5%，其水分分为两部分：一部分是沾附在切片上表面的非结合水，另一部分是与PET大分子上的羰基及极少数的端羟基等以氢键结合的结合水。2）切片的干燥曲线：切片干燥包括两个基本过程：加热介质传热给切片，使水分吸热并从切片表面蒸发，水分从切片内部迁移至切片表面，再进入干燥介质中。这两个过程同时进行，因此切片的干燥实质是一个同时进行传质和传热的过程，并伴随高聚物的结晶度和软化点变化。干燥曲线可知：①切片的含水率随干燥时间延长而逐步降低到平衡

3、。②干燥速度与T、t有关，T升高，V升高，140℃时最快。③后期曲线平缓3）切片干燥过程的结晶：由于PET分子链的结构具有高度立构规整性，所有的芳环几乎处于同一平面上，因而具有紧密堆积的能力与结晶倾向。结晶对切片干燥速度有很大影响。通常情况下，结晶会使干燥速率迅速大幅度下降。3、螺杆挤压机按几何分段可分哪三段？各段的作用是什么？P26、原理ⅡP262理解名词术语：螺杆的长径比、压缩比P26~27答：（1）三段：进料段、压缩段和计量（均化）段。（2）作用：①进料段：对物料进行输送和预热，使物料受压、受热前移；②压缩段：压实物料、使物料熔融，排除物料中的空气；③计量

4、段：使熔体进一步塑化均匀，并将料流定量、定压地送入机头，使其在口模中成型。（3）螺杆的长径比（L/D）：指螺杆工作长度（不包括鱼雷头及附件）与外径之比。物料在这个长度上被输送、压缩和加热熔化。（4）螺杆的压缩比：螺杆的压缩作用以压缩比i表示。而螺杆压缩比是指螺杆的加料段一个螺槽的容积与均化段（计量段）一个螺槽容积的比值。熔体纺丝用螺杆常用压缩比为3~3.5。4、熔体纺丝机一般由哪几部分组成，各部分的作用是什么？按纺丝速度的高低，聚酯纺丝技术路线可分成哪四个类型？P25答：（1）熔体纺丝机：①螺杆挤压机：由螺杆、套筒、传动部分、加料斗加热和冷却装置构成。是纺丝机的

5、主要部件。对物料起到输送、压实融化、混匀和塑化并定量输出的作用。②纺丝箱：箱体内装有至各部位的熔体分配管，计量泵和纺丝头组件安置的保温座以及电热棒等。作用是保持由挤压机送至箱体的熔体经各部件到每个纺丝位都有相同的温度和压力降，保证熔体均匀的分配到每个纺丝部位上。③纺丝组件：是喷丝板、熔体分配板、熔体过滤材料及组装套的结合件。作用一是过滤熔体，去除熔体中可能夹带的机械杂质和凝胶粒子，防止堵塞喷丝孔眼，延长喷丝板的使用周期；二是使熔体能充分混合，防止熔体发生粘度的差异；三是把熔体均匀地分配到喷丝板的每一小孔中去形成熔体细流。④计量泵与喷丝板：计量泵的作用是精确计量、

6、连续输送成纤高聚物熔体或溶液，并与喷死头组件结合产生预定的压力，保证纺丝流体通过过滤层到达喷丝板，以精确的流量从喷丝孔喷出。喷丝板的作用是将高聚物熔体或溶液通过微孔转变成具有特定截面的细流，经风冷却或凝固浴固化而形成丝条。（2）技术路线：①常规纺丝：纺丝速度1000~1500m/min，其卷绕丝为未拉伸丝，通称UDY。②中速纺丝：纺丝速度1500~3000m/min，其卷绕丝具中等取向度，为中取向丝，通称MOY。③高速纺丝：纺丝速度3000~6000m/min，纺丝速度4000m/min以下的卷绕丝具有较高的取向度，为预取向丝，通称POY。若在纺丝过程中引入拉伸

7、作用，可获得具有高取向度和中等结晶度的卷绕丝，为全拉伸丝，通称FDY。④超高速纺丝：纺丝速度6000~8000m/min。卷绕丝具有高取向度和中等结晶结构，为全取向丝，通称FOY。5、何谓纤维的假捻变形？摩擦假捻变形机生产变形纱的机理是什么？PET-DTY弹性机理是什么？P49答：（1）假捻变形：利用纤维的热塑性，通过假捻器使纤维加捻，热定型和解捻，从而使纤维具有高度卷曲蓬松的形状。（2）摩擦假捻变形机生产变形纱的机理：当固定丝的一端，使另一端旋转时，则可实现丝条的加捻加工。若固定丝的两端，握持住中间加以旋转，则以握持点为界，在握持点上、下两端的丝条得到捻向相反

8、而捻数相等的捻度（n和-