1. 塑料製品生產的完整工序由哪五步組成?
①原料準備;②成型;③機械加工;④修飾;⑤裝配。
2. 名詞解釋:牛頓流體,表觀粘度,出口效應,取向。
牛頓流體:在一維剪下流動情況下,當有剪下應力於定溫下施加到兩個相距dr的流體平行層面並以相對速度dv運動,剪下應力與剪下速率成線性關係的流體稱為牛頓流體
出口效應:又叫記憶效應,是指聚合物粘彈性熔體在壓力下擠出模口或離開管道出口後,流柱截面增大,而長度縮小的現象。熔體由導管流出時,料流直徑先收縮,後膨脹。(牛頓流體只有收縮,無膨脹)
取向:聚合物分子或纖維狀填料在很大程度上順著流動的方向作平行排列,這種排列常稱為定向作用。
表觀粘度:非牛頓流體流動時剪下應力和剪下速率的比值稱為表觀粘度,用a表示。
3. 粘性系統中的假塑性流體和膨脹性流體各有什麼特點?
假塑性流體:流體的表觀粘度隨剪下應力的增加而降低
膨脹性流體:其表觀粘度隨剪下速率的增加而增大,即流動性減小。又叫剪下稠化
4. 試分析影響高聚物熔體粘度的因素有哪些?
(1)熔體內的自由體積因素,自由體積粘度
(2)大分子長鏈間的纏結,凡能減少纏結作用因素,都能加速分子運動,粘度
5. 長條形注射模塑製品的取向結構分布規律是怎樣的?試分析其原因。
取向結構分布規律:分子定向從澆口處起順著料流方向逐漸增加,達到最大點後逐漸減小,中心區和鄰近表面一層定向程度不高,中心區四周定向程度高(根據實際試樣用雙折射法測量的結果)。
分析:1、熔體進入模腔後,壓力漸低,即壓力在入模處最高,而在前鋒最低(常壓)。而分子定向程度與成正比,而與壓力降成正比,所以分子定向程度也是在入模處最高,而在料的前鋒最低。
2、對於熱塑性塑料注射而言,模具溫度都低於40~80℃,熔體流動不是等溫過程,熔體與模壁接觸的一層都會凍結,形成無定形層,分子定向不會很大,甚至沒有。緊接表層的內層,由於冷卻緩慢,當它在中心層和表層間淤積而沒有凍結的時間內是有時間受到剪下的,因此定向程度高,在模腔中心處由於=0 、速度梯度=0、取向度最低;又由於中心處溫度高,解取向嚴重,所以取向度最低。所以承受剪下應力最大的場合是在熔融態塑料柱的邊緣,即表層與中心層的介面上(次表層),此區域取向度最高。
3、塑料進入模腔後,最先堵滿的橫截面處,既不在澆口也不在型腔的盡頭,而在這兩者之間,離澆口不遠處有較長的冷卻時間,凍結層最厚,分子在此處承受剪下應力最大(因為在堵滿物之間還要讓塑料流動),取向度最高。
6. 聚丙烯存在哪幾種異構體?
(1)等規聚丙烯,其分子鏈上所有甲基都位於分子鏈一側。(2)間規聚丙烯,其分子鏈上所有甲基交替地位於分子鏈兩側。(3)無規聚丙烯,甲基隨機地分布於分子鏈兩側。
7. 聚丙烯的成型加工效能有什麼特點?
(1)吸濕性小(2)適用於多種成型方法(3)熔體粘度小(4)具有結晶性(5)熔體具有較明顯的非牛頓性(6)熔體彈性大,冷卻凝固速度快,製品易產生內應力
(7)受熱時容易氧化降解
8. 聚醯胺的加工效能是怎樣的?
聚醯胺可用一般熱塑性塑料的方法成型a. 聚醯胺較易吸濕,因此成型前必須進行乾燥處理,使其含水量小於0.1%。
另外,聚醯胺對氧敏感,高溫下易氧化降解,為此常採用真空乾燥。b. 聚醯胺有明顯的熔點,且熔點較高、熔限較窄,因此加工溫度較高。
c. 聚醯胺熔體粘度具有較高的溫度敏感性和剪下速率敏感性,且熔體粘度低,熔體流動性好。d.
聚醯胺熔融狀態的熱穩定性較差,高溫下易降解,使製品效能惡化。e. 熔體冷卻速度對製品的結構及效能有明顯影響。
f. 聚醯胺的成型過程伴隨著結晶的產生,故成型收縮率較大。
9. abs樹脂各字母代表什麼?每種組分各賦予材料什麼樣的效能?
a丙烯腈 b1,3-丁二烯 s苯乙烯三種單體的接枝共聚物
1,3-丁二烯為abs樹脂提供低溫延展性和抗衝擊性,但是過多的丁二烯會降低樹脂的硬度、光澤及流動性; 丙烯腈為abs樹脂提供硬度、耐熱性、耐酸鹼鹽等化學腐蝕的性質; 苯乙烯為abs樹脂提供硬度、加工的流動性及產品表面的光潔度
10. 什麼是漸變型螺桿?什麼是突變型螺桿?各有何特點?
漸變型螺桿:由加料段較深螺槽向均化段較淺螺槽的過渡,是在乙個較長的螺桿軸向距離內完成的。其特點:
a)漸變螺桿大多用於無定形塑料的加工 b)它對大多數物料能夠提供較好的熱傳導,傳熱均勻,效果好 c)對物料的剪下作用較小,而且可以控制,其混煉特性不是很高
突變型螺桿:由加料段較深螺槽向均化段較淺螺槽的過渡是在較短的螺桿軸向距離內完成的。特點如下:
a)突變螺桿具有較短的壓縮段 b)對物料能產生巨大的剪下,故適用於粘度低、具有突變熔點的塑料
c)對於高粘度的塑料容易引起區域性過熱
11. 擠出管材(尤其是硬管)時,造成合流痕的原因是什麼?如何消除?
原因:物料通過多腳架時,靠近多腳架壁的料所受的剪下速率大,而中心處則小,因受應力而發生彈性變形也不同。如果大的彈性變形部分在以後得不到恢復的機會,在產品中就顯露出一條可見的料線或縱向裂紋。
又叫熔接痕。這種合流痕的存在,會影響管材的爆破強度。
消除方法:延長口模平直部分的長度和增大多腳架與口模出口的距離,使料流在出口前得到應有的鬆弛而熔接。
12. 薄膜的冷卻方式有哪幾種?
1)通用風環冷卻2)減壓室風環冷卻3)內外風冷4)水套冷卻
13. 管材的定徑方式有哪兩種?各適用於什麼情況?
外徑定徑和內徑定徑
外徑定徑適用於要求管材外徑準確的情況(定外徑) 內徑定徑適用於要求管材內徑準確的情況(定內徑)
14. 什麼是冷凍線?
在採用風環冷卻工藝時,剛擠離口模的管狀物是透明的,一旦冷卻到適當溫度而產生晶體時(聚烯烴結晶型物料),即失去透明性而變渾濁,透明與渾濁的交界線稱為冷凍線。
15. 吹塑薄膜的生產方式有哪幾種?各有何特點?
塑料薄膜的生產方法有擠吹、平擠、壓延、流延等多種,其中產量最大的是擠出吹塑薄膜
(1)平擠上吹法特點:a、因為整個管泡都掛在泡管部已經冷卻的堅韌段,所以牽引穩定能制得厚度範圍大的和寬幅的薄膜; b、擠出機安置在地面上,不需要操作台,操作方便;c、管泡周圍的熱空氣流向上,冷空氣流向下,對泡管冷卻不利;d、物料在機頭拐90度彎,增加了料流阻力,可使物料在拐角處分解;e、機頭和輔機的結構要複雜些。
(2)平擠下吹法特點:a、管泡的牽引方向與機頭產生的向上的熱氣流正相反,有利於管泡冷卻;
b、可以採用水套直接冷卻泡管,使生產效率和製品透明度得到顯著提高;c、引膜靠自重下垂進入牽引輥,引膜方便; d、整個管泡掛在上部尚未冷卻的塑性段上,在生產厚膜和牽引速度較快時,就易拉斷管泡,對於相對密度較大的塑料(如pvc)牽引更難控制;e、擠出機必須安置在較高的操作台上,安置費用增加,操作也不方便。
(3)平擠平吹特點:a、機頭和輔機結構都比較簡單,裝置安裝操作都很方便,對廠房要求也不高;
b、機器占地面積大;c、由於熱氣流向上,冷氣流向下,管泡上半部分冷卻要比下半部分困難,當物料相對密度較大或直徑較大時管泡易向下垂,薄膜厚度不易調節均勻,通常幅寬小於600mm的薄膜可用此法。
16. 擠出板材時三輥压光機﹑冷卻導輥和牽引輥各起什麼作用?
三輥压光機用:a 定型裝置作用 b 牽引作用
冷卻導輥作用:通過压光機後,板坯溫度還較高,需要導輥冷卻
牽引輥作用:a將已定型的板材引進切斷裝置,防止压光輥處集料;b將板材進一步壓平整。
17. 什麼是熱塑性塑料?什麼是熱固性塑料?
熱塑性塑料:具有加熱軟化、冷卻硬化特性的塑料
熱固性塑料:在受熱或其他條件下能固化或具有不溶特性的塑料
18. 為了排氣良好,對排氣式螺桿有哪兩個重要的功能要求?
a排氣孔下聚合物的壓力為零b排氣孔的聚合物是完全熔化的
19. 新型螺桿有哪幾種?各有何特點?
(1) 排氣式螺桿特點:用排氣式擠出機螺桿可以連續從聚合物中抽出揮發物。
(2) 屏障型螺桿特點:在壓縮段的螺紋旁再加一道輔助螺紋,於是將螺桿主螺紋的前緣一邊分為熔體槽,而其後緣一邊分為固體槽。屏障螺紋與料筒的間隙比主螺紋的間隙大5~9倍,這只能允許固體槽中由固體床生成的熔體進入熔體槽,而未熔化的塑料則被阻隔。
(3) 銷釘螺桿特點:在這一區域設定銷釘,就會使料流發生攪動,並從而產生區域性的高剪下以增進固體粒子的熔化。此外,設定的銷釘還有助於內壓力的提高,從而可保證螺槽被充滿和壓實。
(4)波型螺桿特點:在波型螺桿轉動的同時,螺槽根部會產生週期性的一起一伏運動,因此固體床就會受到重複的壓縮和膨脹作用,從而使固體床加速崩潰,有效地促進物料混合。波型螺桿適合於高速擠壓操作。
(5)混合螺桿特點:為了改進通用螺桿的分配混合程度,一般在計量段設定分配混合元件,使螺槽中的速度分布擾亂,以產生分配混合。
20. 畫出擠出成型工藝流程圖。
21. 簡述注塑原理。
注射模塑簡稱注塑或稱注射成型,傳統注塑技術的基本工藝過程是:將粒狀或粉狀熱塑性塑料加進注射機料筒,塑料在料筒內受熱而轉變成具有良好流動性的熔體;隨後借助柱塞或螺桿所施加的壓力將熔體快速注入預先閉合的模具型腔,熔體取得型腔的型樣後轉變為成型物;經過冷卻而凝固定型為製品。
22. 注射裝置的作用是什麼?鎖模裝置的作用是什麼?
注射裝置的作用:(1)塑化---均勻加熱和塑化物料,並進行準確的計量加料;
(2)注射---在一定的壓力和速度下,把已塑化好的物料注入模腔內;
(3)保壓---為了保證製品表面平整,內部密實,在注射完畢後,在一段時間內仍需對模腔內的物料保持一定壓力稱為保壓,以防止物料倒流。
鎖模裝置作用:是實現閉合模具、開啟模具和頂出製品的機構。
23. 簡述注射成型的六個時期。
入模準備期、充模期 、壓實期、保壓期 、倒流與封口期、繼冷期
24. 螺桿式注射機的塑化特點是什麼?
螺桿在塑化時伴隨著軸向位移,使熔料溫度軸向溫差較大,且難以克服。
(1)螺桿式注射機料筒內的物料熔融是乙個非穩態的間歇過程。
(2)注射螺桿是間歇式轉動的,螺桿轉動——停止——再轉動, 熔膜由薄——厚——薄,固體床由寬——窄——寬。
(3)注射機螺桿在轉動時,由於後移而使其預塑物料的螺桿有效長度變小,可能導致物料不能完全熔融,有發生固體床崩潰的可能。
螺槽內物料受到的剪下和傳導加熱也具有波動起伏的特點。注射機螺桿頭前已塑化熔體柱,在軸向上和徑向上的溫度分布都不可能十分均勻。
25. 熱塑性塑料注射過程中,塑化溫度如何選擇?模具溫度如何選擇?
塑化溫度的選擇:1)熔融溫度低而熔體粘度高的塑料,利用剪下摩擦加熱。
2)熔融溫度高而熔體粘度低的塑料,採用高的加料段溫度。
3)熔融溫度高熔體粘度也大的塑料,既需要從外部高溫熱源取得公升溫所需的熱量,也能靠剪下摩擦獲得調節熔體流動性的內熱,料筒各加熱段的溫度均在塑料的熔融溫度附近。
4)不論成型哪一種型別的塑料,料筒前部與螺桿計量段對應區的溫度,都應高於塑料的熔融溫度而低於其熱分解溫度。
塑料成型工藝學複習重點指導
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