材料成型加工与工艺学-习题解答(7-8).doc

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1、第六章压制成型2.简述热固性塑料模压成型的工艺步骤。将热固性模塑料在以加热到指定温度的模具中加压，使物料熔融流动并均匀地充满模腔，在加热和加压的条件下经过一定的时间，使其发生化学反应而变成具有三维体形结构的热固性塑料制品。(1)计量(2)预压(3)预热(4)嵌件安放(5)加料(6)闭模(7)排气(8)保压固化(9)脱模冷却(10)制品后处理4.在热固性塑料模压成型中，提高模温应相应地降低还是提高模压压力才对模压成型工艺有利？为什么？在一理论的操作温度下，模温提高时，物料的黏度下降、流动性增加，可以相对应的降低模压；但若继续升高模温会使塑料交联反应速度增快、固化

2、速率升高此时便需要提高模压。一般而言提高温度应提高模压压力。8.试述天然橡胶硫化后的物理性能的变化，并解释之。橡胶在硫化的过程中，交联密度发生了显着的变化。随着交联密度的增加，橡胶的密度增加，气体、液体等小分子就难以在橡胶内运动，宏观表现为透气性、透水性减少，而且交联后的相对分子质量增大，溶剂分子难以在橡胶分子之间存在，宏观表现为能使生胶溶解的溶剂只能使硫化胶溶胀，而且交联度越大，溶胀越少。硫化也提高了橡胶的热稳定性和使用温度范围。天然橡胶在硫化过程中，随着线型大分子逐渐变为网状结构，可塑性减小，拉伸强度、定伸强度、硬度、弹性增加，而伸长率、永久变形、疲劳生热

3、等相应减小，但若硫化时间再延长，则出现拉伸强度、弹性逐渐下降，伸长率、永久变形反而会上升的现象。10.橡胶的硫化历程分为几个阶段？各阶段的实质和意义是什么？(1)焦烧阶段又称硫化诱导期，是指橡胶开始前的延迟作用时间，在此阶段胶料尚未开始交联，胶料在模型内有良好的流动性。对于模型硫化制品，胶料的流动、充模必须在此阶段完成，否则就会发生焦烧，出现制品花纹不清、缺胶等缺陷。焦烧阶段的长短决定了胶料的焦烧性能和操作安全性。(2)预硫化阶段焦烧期以后橡胶开始交联的阶段。在此阶段，随着交联反应得进行，橡胶的交联程度逐渐增加，并形成网状结构，橡胶的物理机械性能逐渐上升，但尚

4、未达到预期的水平，但有些性能如撕裂性能、耐磨性能等却优于正硫化阶段时的胶料。预硫化阶段的长短反应了橡胶硫化反应速度的快慢，主要取决于胶料的配方。(3)正硫化阶段橡胶的交联反应达到一定的程度，此时各项物理机械性能均达到或接近最佳值，其综合性能最佳。此时交联键发生重排、裂解等反应，同时存在的交联、裂解反应达到了平衡，因此胶料的物理机械性能在一个阶段基本上保持恒定或者变化很少，所以该阶段也称为平坦硫化阶段。此阶段所取的温度和时间称为正硫化温度和正硫化时间。硫化平坦阶段的长短取决于胶料的配方，主要是生胶、促进剂和防老剂的种类。(4)过硫阶段正硫化以后继续硫化便进入过硫

5、阶段。交联反应和氧化及热断链反应贯穿于橡胶硫化过程的始终，只是在不同的阶段，这两种反应所占的地位不同，在过硫阶段中往往氧化及热断链反应占主导地位，因此胶料出现物理机械性能下降的现象。天然橡胶、丁苯橡胶等主链为线形大分子结构，在过硫阶段断链多于交联而出现硫化返原现象；对于大部分合成橡胶，如丁苯、丁腈橡胶，在过硫阶段中易产生氧化支化反应和环化结构，胶料的物理机械性能变化很小，甚至保持恒定，这种胶料称硫化非返原性胶料。11.橡胶制品生产过程中，残余焦烧时间的长短与橡胶制品的类型有什么关系？剩余胶烧时间是指胶料在模型中加热时保持流动性的时间。如果胶料在混炼、停放、熟炼

6、和成型中所耗的时间过长或温度过高，则操作焦烧时间长，占去的整个胶烧时间就多，则剩余焦烧时间就少，易发生焦烧。因此，为了防止焦烧，一方面设法使胶料具有较长的焦烧时间，如使用后效性促进剂；另一方面在混炼、停放、熟炼、成型等加工时应低温、迅速，以减少操作焦烧时间。15.某一胶料的硫化温度系数为2，当硫化温度为137℃时，测出其硫化时间为80min，若将硫化温度提高到143℃，求该胶料达正硫化所需要的时间？上述胶料的硫化时间缩短到60min时，求所选取的硫化温度是多少？使用范特霍夫方程式：(1)t1/t2＝K(T2－T1)/1080/t2＝2(143－137)/108

7、0＝1.516t2t2＝52.77min(2)t1/t2＝K(T2－T1)/1080/60＝2(T2－137)/10两边同成以log1.333＝2(T2－137)/100.1248＝(T2－137)/10．log2T2＝141.16℃16.某胶料的硫化温度系数为2，在实验室中用试片测定，当硫化温度达到143℃时，硫化平坦时间为20~80min，该胶料在140℃下于模型中硫化了70min，问是否达到正硫化？使用范特霍夫方程式：首先考虑某橡胶在143℃的硫化平坦时间开始点20min推算其在140℃下其硫化平坦时间开始点(1)t1/t2＝K(T2－T1)/1020/

8、t2＝2(140－143)/1020＝