成型加工课后思考题答案

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1、第一章1.什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何实际意义？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

2、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。）2.请说出晶态与非晶态聚合物熔融加工温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。答：晶态聚合物：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。3.聚合物成型过程中为什么会发生取向？成型时的取向产生的原因及形式有哪几种？取向对高分子材料制品的性能有何影响？答：在成型加工时，受到

3、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：由于在管道或型腔中沿垂直于流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。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。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高分子材料经取向后，拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性增加。4.要使聚合物在加工中通过拉伸获得取向结构应在该聚合物的什么温度下拉伸.答：应该在聚合物的玻璃化温度和熔点之间进行，因为分子在

4、高于Tg时才具有足够的活动，这样在拉应力的作用下，分子才能从无规线团中被拉伸应力拉开、拉直和在分子彼此之间发生移动。第三章1.试分析下列配方，要求：（1）指出各成分在配方中的作用；（2）判断制品基本性能，并说出相应的理由。①PVC树脂（XS-4）100（加工所需原料构成的主体），邻苯二甲酸二辛酯10（增塑剂，降低材料加工温度，软化制品），邻苯二甲酸二丁酯8(增塑剂)，环氧脂肪酸辛酯3（辅增塑剂和稳定剂还具有一定的润滑性，作固定改善材料的加工性能），液体钡－镉2（热稳定剂，耐热耐光作用，提高材料在加工使用过程中对光热的承受能力），硬脂酸钡0.5、硬脂酸镉0.3（金属皂类热稳定剂，

5、润滑剂），硬脂酸0.3（润滑剂，改善材料加工流动性，使之易于成型），二氧化钛3（着色剂，使制品呈现白色）从配方中可看出，制品中加入较多增塑剂和热稳定剂，制品因为半硬质PVC，可能有较高的加工温度，二氧化钛着色，故制品为白色。②PVC树脂（XS-5）100，三盐基性硫酸铅5，二盐基性亚磷酸铅1.5（PVC常用热稳定剂，提高材料加工时对热的承受能力，防止侧基脱除、分解），亚磷酸三苯脂0.5（PVC辅助稳定剂，捕捉金属氧化物和HCL分解过氧化物，一般与上述两种稳定剂配合使用），硬脂酸铅0.5（热稳定剂兼润滑剂，改善PVC的热承受能力和加工性能），硬脂酸正丁酯0.3、石蜡0.3（润滑剂

6、），氧化锑5（阻燃剂）配方中加入较多热稳定剂，故有很好的加工性能、热承受能力，加入了阻燃剂，故制品较难燃，较可能为硬质PVC。③PVC树脂（XS-3）100，DOP20，DBP20（通用增塑剂，降低制品的加工温度，软化制品），DOS10（耐寒性增塑剂，起辅助增塑作用，强化制品对低温的承受能力），氯化石蜡5（增塑剂并且有阻燃性），UV-90.1（紫外线吸收剂，起光稳定作用），滑石粉1（润滑剂，填充剂，起各向补强作用），氧化铁0.2（着色剂），二月桂酸二丁基锡3（有机锡类热稳定剂）配方中加入大量增塑剂，而未加入太多稳定剂，故为软质PVC制品。加入了有机锡类稳定剂和POS耐寒剂，可能

7、为耐寒性PVC薄膜。④丁睛橡胶100，硫磺1.5（硫化剂，提高生胶物理机械性能，耐热耐化学性能），促进剂M1.5，促进剂TMTD0.2（半超速/超速促进剂，缩短硫化时间，提高硫化速度，减少硫化剂用量），ZnO5（无机硫化活性剂），硬脂酸1（有机活性剂，与ZnO并用），防老剂4010NA1（防老剂，降低生胶老化速度），半补强碳黑60（补强剂，还可以增加生胶耐磨性能），陶土30（填充剂，，起补强作用），沥青5（软化剂，增粘剂），石蜡1.5（润滑剂，防老剂，起物理防老作用）该配方采用极性强的丁晴橡