聚合物加工成型配方设计.docx

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1、第二章1.区分通用塑料和工程塑料，热塑性塑料和热固性塑料，并请各举二到三例通用塑料：综合性能较好，力学性能一般，产量大，应用范围广，价格低廉的一类树脂工程塑料：物理机械性能及热性能比较好的，可以当做结构材料使用的且在较宽的温度范围内可承受一定机械应力和较苛刻的化学，物理环境中使用的塑料材料。热塑性塑料：受热软化，熔融，塑制成一定形状，冷却后固定成型，再次受热软化，熔融，反复多次加工，可溶，线形高分子，如PPPEPVC热固性塑：;未成型前受热软化，熔融塑制成一定形状，在热或固化剂作用下，一次硬化成型，成

2、型后，受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工，不溶，由线形分子转为体型分子，如PFPUEPUP2.什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？研究结晶和取向对高分子材料加工有什么实际意义？聚合物的结晶：聚合物的取向：聚合物在成型加工时，受到剪切力和拉伸力得作用，聚合物分子链和结构单元按特定方向排列，发生取向。答：热的饱和溶液冷却后，溶质以晶体的形式析出这一过程叫结晶。高聚物的取向意味着其内部的结构单元（如分子或晶粒等）的空间指向遵循一些择优的方向，而不是完全随机的。高聚物取向时，它的性能会呈现各向

3、异性。适当调节取向状况，可在很大范围内改变高聚物的性能。一般说，取向时物体在取向方向上的模量和强度会明显增大。在纤维和薄膜的生产中取向状况的控制显得特别重要。通过液晶态加工而获得高度取向的刚性链高分子纤维的模量和强度已能达到钢丝和玻璃纤维的水平。其他高分子材料或制品中的取向状况也是影响性能的一种因素。（取向能提高材料的各向异性，也就是高分子链向一个方向规整的排列能提高材料的一个方向强度。结晶能提高材料的熔点和韧性。）3.请说出晶态和非晶态聚合物的熔融加工温度范围，并讨论两者作为材料的的耐热性好坏。答晶

4、态聚合物Tm-Td非晶态聚合物Tf-Td。对于作为塑料使用的高聚物来说,在不结晶或结晶度低时,最高使用温度是Tg,当结晶度达到40%以上时,晶区互相连接,形成贯穿整个材料的连续相.因此在Tg以上仍不会软化其最高使用温度可提高到结晶熔点。熔点Tm是晶态高聚物熔融时的温度。表征晶态高聚物耐热性的好坏。4.为什么聚合物的结晶温度范围是Tg-Tm？答T>Tm分子热运动自由能大于内能,难以形成有序结构T

5、？结晶度：—聚合物中结晶部分所占的质量分数或体积分数。影响：力学性能：模量↑；硬度↑；伸长率↓；冲击强度↓；拉伸强度—（非晶区处于高弹态）↑；.力学性能也与结晶形态有关球晶尺度↑：伸长率↓；冲击强度↓；模量↓；.其它性能：耐热性能↑；耐溶剂性↑；溶解性能↓；抗气透性↑；密度↑；光学透明性↓6.聚合物在成型过程中为什么会发生取向？成型时取向产生的原因及形式有哪些？取向对高分子材料制品的性能有何影响？在成型加工时，受到剪切和拉伸力的影响，高分子化合物的分子链会发生取向。原因：①由于在管道或型腔中沿垂直于流

6、动方向上的各不同部位的流动速度不相同，由于存在速度差，卷曲的分子力受到剪切力的作用，将沿流动方向舒展伸直和取向。②高分子化合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用沿受力方向排列。主要包括单轴拉伸取向和双轴拉伸取向。形式：非晶态高分子取向包括链段的取向和大分子链的取向；结晶性高分子的拉伸取向包括晶区的取向和非晶区的取向取向后对高聚物性能的影响如下：①力学性能：取向方向上，高聚物的抗长强度、挠曲疲劳强度、冲击强度、断裂伸长率增加，而垂直于取向方向则降低。②光学性能：取向方向与垂直于取向方向折射率不同，发生

7、双折射现象。③热性能：取向后使材料的玻璃化温度升高，对于结晶性高聚物，则密度和结晶度也会升高，提高材料的使用温度，从而提高了耐热性能。7.分析并讨论影响热塑性塑料成型加工中熔体粘度的因素。答影响高聚物熔体黏度的因素有：①温度：随着温度升高，高聚物黏度降低，高聚物分子结构为刚性的对温度的敏感性大于柔性的高聚物。②压力：随着压力的增大，高聚物熔体的黏度增大，增大压力和降低温对黏度的影响是等效的。③剪切速率：对于假塑性流体，随着剪切速率的增大，熔体的黏度降低，柔性高聚物的敏感程度大于刚性高聚物④分子结构：a

8、分子量：随着分子量的增大，高聚物的黏度增大。b分子量分布：平均分子量相同时，熔体黏度随分子量分布增宽而迅速降低，其流变行为表现出更多的非牛顿性。分子量分布窄的高聚物对温度的敏感性大；分子量分布宽的高聚物，对剪切速率的敏感性大。c分子链支化:短支链（低于可以产生缠结的长度）聚合物的熔体粘度低于线性聚合物;长支链聚合物的熔体粘度与其临界分子量和剪切速率有关。随着分子量的增大，支链变长，大分子运动阻力加大。当支链长至支链间产生缠结时，粘度增大。⑤添加剂:增塑剂