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时间:2020-06-18
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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=
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