塑料材料及加工工艺(习题+答案).doc

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1、《塑料成型工艺及模具设计》1学习与复习思考题绪论1．塑料的概念塑料是一种以合成或天然的高分子化合物为主要成分，加入或不加入填料和添加剂等辅助成分，经加工而形成塑性的材料，或固化交联形成刚性的材料。2．现代工业生产中的四大工业材料是什么。钢铁、木材、高分子材料、无机盐材料3．现代工业生产中的三大高分子材料是什么？橡胶、塑料、化学纤维塑料成型基础聚合物的分子结构与热力学性能1．树脂与塑料有什么区别塑料的主要成分是树脂（高分子聚合物）。2．高分子的化学结构组成。高分子聚合物：由成千上万的原子，主要以共价键相连接起来的大分子组成的化合

2、物。3．聚合物分子链结构分为哪两大类，它们的性质有何不同。线型聚合物——热塑性塑料体型聚合物——热固性塑料1.线型聚合物的物理特性：具有弹性和塑性，在适当的溶剂中可以溶解，当温度升高时则软化至熔化状态而流动，且这种特性在聚合物成型前、成型后都存在，因而可以反复成型。2.体型聚合物的物理特性：脆性大、弹性较高和塑性很低，成型前是可溶和可熔的，而一经硬化(化学交联反应)，就成为不溶不熔的固体，即使在再高的温度下(甚至被烧焦碳化)也不会软化。4．聚合物的聚集态结构分为哪两大类，它们的性质有何不同。1无定形聚合物的结构：其分子排列是杂

3、乱无章的、相互穿插交缠的。但在电子显微镜下观察，发现无定形聚合物的质点排列不是完全无序的，而是大距离范围内无序，小距离范围内有序，即“远程无序，近程有序”。2体型聚合物：由于分子链间存在大量交联，分子链难以作有序排列，所以绝大部分是无定形聚合物。5．无定性聚合物的三种物理状态，以及四个对应的温度，对我们在使用和成型塑料制品时有何指导意义。三种物理状态1.玻璃态：温度较低(低于θg温度)时，曲线基本上是水平的，变形程度小而且是可逆流的，但弹性模量较高，聚合物处于一种刚性状态，表现为玻璃态。物体受力变形符合虎克定律，应变与应力成正

4、比。2.高弹态：当温度上升(在θg至θf之间)时，曲线开始急剧变化，但又很快趋于水平，聚合物的体积膨胀，表现为柔软而富有弹性的高弹态。聚合物变形量很大，而弹性模量显著降低，如去除外力，变形量可以回复，弹性是可逆的。3.粘流态：如果温度继续上升(高于θf）聚合物即产生粘性流动，成为粘流态。聚合物的变形是不可逆的。四个对应的温度θb——脆化温度：当温度低于θb时，物理性能将发生变化，在很小的外力作用下就会发生断裂，使塑料失去其使用价值，它是塑料制件使用的下限温度。θg——玻璃化温度：当温度高于θg时，塑料不能保持其尺寸的稳定性和使

5、用性能，是塑料制件使用的上限温度。从塑料制件的使用角度看，θb和θg间的范围越宽越好。θf——粘流化温度：聚合物在温度高于θf时处于粘流态，粘流态也称熔融状态或熔体。θf和θd这一温度范围用来进行注射、压缩、压注和挤出成型加工等。θd——热分解温度：当温度升高到θd时，聚合物便开始分解，θd称为热分解温度。1．常见的成型方式分别是在什么温度范围内进行的。（掌握热塑性塑料的：注射、挤出、气动）θg—θf：气动成形工艺（中空吹塑、真空吸塑、压缩气体成形）；θf和θd：注射、压缩、压注和挤出等成型工艺。聚合物流变方程与分析1、什么是

6、层流，什么是湍流。层流和湍流的区分通常以什么参数为准。1)层流：液体的流动是按许多彼此平行的流层进行的，同一层之间的各点的速度彼此相同。如果增大流动速度，使其超过一定的临界值，则流动即转为紊流（湍流）。2)紊流(湍流)：液体各点速度的大小和方向都随时间而变化。层流和紊流以液体的雷诺数Re区分，通常凡Re在2100-4000时均为层流，大于4000则为紊流（湍流）。由于注射成型时聚合物熔体的雷诺数一般都远远小于2100，故可将它们的流动形式视为液体层流。2、什么是牛顿流动定律。牛顿流体具有什么性质。理想的层流可看成是一层层相邻的

7、薄层液体沿外力作用方向进行的滑移，各液层都具有平直的平面，彼此完全平行互不干扰每层中各点的滑移速度相等，但由于受管壁摩擦的影响，各层之间的滑移速度不同。中心处速度最大，管壁为零。牛顿流动定律的意义应变随应力作用的时间线性地增加，且粘度保持不变(定温情况下)，应变具有不可逆性质，应力解除后应变以永久变形保持下来。即：温度不变的情况下，剪切速率的变化不影响流体的粘度。3、假塑性聚合物熔体的流变行为具有什么性质。变形和流动所需要的切应力随剪切速率变化，并呈指数规律增大；变形和流动所受到的粘滞阻力，即液体的表观粘度随剪切速率变化，并呈

8、指数规律减小。这种现象称为假塑性液体的“剪切稀化”。总结：提高剪切速率，对大多数塑料熔体（非牛顿型）而言，可以降低其表观粘度，提高成型流动性。4、Ostwald—DeWaele指数定律方程的意义。在指数流动规律中，n值可以用来反映非牛顿流体偏离牛顿流体性质的程度。1）其中n=