高分子材料基本知识

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链段:从高分子链中划分出来的最小运动单元 柔顺性:高分子链能改变其构象的性质

近程结构:即第一层次结构,指单个高分子的一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构 远程结构:即第二层次结构,指单个高分子的大小和在空间所在的各种形态 结构:组成高分子不同尺度的结构单元在空间的排列 构型:分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列 构象:由于单键的内旋转而产生的分子在空间的不同形态

高弹性:小应力作用下,由于高分子链段的运动而产生的很大的可逆变形 强迫高弹性:玻璃态聚合物在外力作用下,出现的高弹形变 力学松弛:高聚物的力学性质随时间的变化表现的性质

蠕变:在恒温恒负载下,高聚物材料的形变随时间的延长而逐渐增大的现象5

应力松弛:在恒温和保持形变不变的情况下,高聚物内部应力随时间延长逐渐衰减的现象 滞后现象:在交变应力作用下,高聚物应变落后于应力变化的现象

内耗:橡胶及其他高分子材料在形变过程中,一部分弹性形变转变热能的损耗的现象 冷拉:高聚物材料的低温下受外力作用而产生大变形的现象

银纹屈服:在拉伸应力作用下,高聚物某些脆弱部分由于应力集中而产生空化条纹形变区

剪切屈服:高聚物在拉伸或压缩应力作用下,与负载方向呈45度截面上产生最大剪切力,从而引发高分子链沿最大剪切面方向上产生滑移形变,从而导致材料形状扭的现象

高聚物材料发生脆性断列时,其断裂面比较光滑;韧性断裂时,由于分子间滑移,断裂面较为粗糙,有凹凸不平的丝状物

流变性:物质流动与变形的性能及其行为表现 牛顿流体:流动规律符合牛顿粘性定律的流体 剪切流动:产生横向速度梯度的场的流动 拉伸流动:产生纵向速度梯度的场的流动

剪切变稀流体:随剪切应力或剪切速率的升高表观黏度降低的流体

挤出胀大:橡胶等高聚物熔体基础口型后,挤出物的尺寸及断面形状与口型不同的膨胀 可塑度:施加一定负载在一定温度的时间下,测定形变负载移去后变形保持的能力

切力增稠流体:随剪切速率增加,切应力增加的速率增大,即切黏度随切应力。剪切速率的增大而上升的流体

熔融指数:由标准熔体流动速率测定仪测定,用来表征热塑性塑料的流动性

门尼黏度:一定温度(100)一定转子速度(2r/min)条件下测定未硫化胶对转子的转动阻力。橡胶工业中作为胶料流动的指标

焦烧:所谓焦烧,是胶料在硫化前的操作或停放过程中,发生了不应有的提前硫化现象。其表现为在胶料中有较硬的硫化小粒子存在,胶料塑性明显减少。 1.高分子特征:

1分子量很高或分子链很长2数目很大的结构单元通过共价键重复连接而成3结构具有不均一性4大多数高分子分子链有一定柔顺性

2.线性:细长的线/能溶解熔融,易加工成型

支链性:空间中二维增长形成/更以溶解,强度低,易老化

交联型:三维网状大分子/不溶解,能溶胀,不熔融,强度高,弹性好

3.柔顺性比较:1)PE>PP>PS取代基体积,单键内旋转位阻大,柔顺性差 2)PP>PVC>PAN 取代基极性大,分子间的相互作用大,分子链内旋转受阻,柔顺性差3)氯丁橡胶〉PP>PVC取代基数目多,非键合原子数目多,阻力大 4)BR>NR>SBR取代基体积大(同1) 4.结晶度:指结晶部分用质量或体积表示的百分数

结晶度对高聚物性能的影响:1)力学强度模量增大,韧性抗冲击强度降低2)光学性质 透明度降低3)耐热性抗渗透性增强

5.取向方式:1)单轴,取向方向上强度增加,垂直与取向方向上强度降低2)双轴,平面方向上强度增加 6.高分子热运动的特点:1运动单元多重性(键长键角原子链节链段大分子链)2高分子运动的时间依赖性(松弛特性大分子运动需要较长时间)3高分子运动温度依赖性(运动单元松弛特性的温度依赖性) 7、试画出高聚物材料典型的应力-应变曲线,并从分子运动的角度对曲线加以解释,并简单介绍一下其影响因素。

2)原因:a分子链长度不够一个链段长度时运动单位为大分子,所以Tg、Tf重合,M↑分子链解冻需Q↑Tg↑

b M>链段M,运动单元为整个大分子和链段,体现链段运动的高弹态出现。链段大小主要取决于分子链段柔顺性和邻近分子间的相互影响,所以,Tg不变,M↑大分子间相对位移阻力↑,所以Tf↑ 10.影响玻璃化转变温度Tg的因素

1)分子结构的影响:柔性增加,Tg下降

2)外界条件:a外力作用方式:张力增加,Tg下降;压力增大,Tg上升。b外力作用频率增大,Tg上升。c升降温速度增大,Tg上升。d增塑剂增加,Tg下降 11.Tg高低

PEBR>SBR>NBR(丁腈橡胶) 12.Tg参考价值:指导高聚物的合成选材及应用 13.高弹性特点:(1)弹性模量小,形变大(2)弹性模量随温度升高而升高(3)高弹形变的热效应与普弹形变相反(4)形变需要时间,具有明显的粘弹性

14.拉伸放热原因(1)外力做功以热的形式散发(不改变内能)(2)分子间链段运动摩擦发热(3)结晶性材料结晶放热

15.从分子运动角度对力学松弛现象加以解释并简单介绍其影响因素

1)静态力学松弛:a,蠕变,恒温恒负荷条件下,材料形变随时间的延长而逐渐增大。胶条受外力作用时,分子链内部键长键角发生变化,这种变形是很小而且瞬时的,随时间延长,分子克服了分子间内摩擦力,通过链段的运动使卷曲的分子伸展开来,产生高弹形变。b,应力松弛,恒温,保持形变不变,应力随时间逐渐衰减。在外力作用下,授一恒定应变,高分子链被迫沿外力方向伸直,随时间延长,分子链间产生滑移,调整分子构象,逐渐恢复卷曲状态。影响因素:分子结构;温度;外力作用

2)动态力学松弛:a滞后b力学损耗。影响因素:分子结构,温度,外力作用速度,外力作用频率。 16.硬而脆型,硬而强型,硬而韧型,软而韧,软而弱

17.粘性流动特点(1)高分子流动是通过链段的协同运动完成的(2)粘度大流动困难(3)高分子在流动过程中伴随着高弹形变

18.流动性表征方法:门尼粘度,可塑度,熔融指数,拉伸粘度 19.影响高聚物流动性因素:(一)分子结构(1)分子链极性增加,分子间作用力增加,流动性下降(2)分子量增加,粘度增大,流动性下降(3)分子量分布(4)支化:短支链流动性好,长支链流动性差(二)外界条件(1)剪切速率或剪切应力增加,流动性增加(2)温度上升,流动性增加(3)压力增加,流动性下降(4)配合剂:增强填充剂使粘度增加,流动性下降;软化增塑剂使流动性增加 20.弹性效应为:包轴现象,挤出胀大,不稳定流动

21.挤出胀大原因:入口效应和法向应力差。措施(1)增大口型的长径比(2)提高挤出温度(3)降低挤出速度

第二章 橡胶及塑料制品的原材料与配方 1.了解有关橡胶的几个概念。

橡胶:作为一种材料在较大变形下能快速有力的恢复变形,能够被改性,改性后在室温下被拉伸到原长度2倍并保持1分钟后,除去外力能在1分钟内恢复到原长度的1.5倍以下。 生胶:没有加配合剂、未经加工、尚未交联的橡胶。 混炼胶:粒状配合剂分散于生胶中形成的分散体系。 硫化胶:橡胶与其它化学交联剂或通过物理化学方法进行交联的产物,由线性大分子变成三维网状大分子。 2.橡胶材料的结构特征有哪些? (1)分子链具有很好的柔顺性;(2)在使用条件下不结晶结晶度很低;(3)大分子具有适当的化学反应活性;(4)具有较高的分子量及较宽的分子量分布。 3.橡胶材料性能特点有哪些?

(1)高弹性;(2)粘弹性;(3)耐气透性、隔热性、电绝缘性好,耐化学腐蚀;(4)具有老化现象。4.常用橡胶4.原材料的结构特点、性能特点及主要用途?

(1)天然橡胶 结构特点:不饱和橡胶,非极性,结晶性。性能:综合物理机械特性最好。 (2)丁苯橡胶(SBR)

结构特点:不饱和橡胶,非极性,非结晶性。性能:耐磨性、抗湿滑性、耐老化性好,是用量最大的合成橡胶,用于轮胎和其它一般橡胶制品。 (3)顺丁橡胶(SR)

结构特点:不饱和橡胶,非极性,结晶性。性能:弹性、耐寒性最好;主要用于轮胎制品,广泛适用于弹性、耐寒性、耐磨性高的橡胶制品。 (4)异戊橡胶(IR):性能与天然橡胶类似。 (5)乙丙橡胶(FDDM)

结构特点:具有极高化学稳定性,耐水,耐过热水蒸气,电绝缘性好,抗压缩变形好,加工性能差。用于制造耐热输送带,耐化学腐蚀、密封制品,减震器,绝缘材料。 (6)丁基橡胶(IIR)

结构特点:饱和性橡胶,非极性,结晶性。性能:气密性最好,缓冲减震性能好;化学稳定性仅次于乙丙橡胶,主要用于气密性要求高的制品。 (7)丁腈橡胶(NBR)

结构特点:不饱和橡胶,极性,非结晶性。性能:耐油,耐非极性溶剂,抗静电性能好,弹性、耐磨性差,用于耐油橡胶制品。

(8)氯丁橡胶

结构特点:不饱和橡胶,极性,结晶性。性能:具有很好的力学强度,耐燃烧性好,粘合性好,广泛用于各种橡胶制品。

5.橡胶与塑料材料的主要区别?

(1)分子结构:塑料的柔顺性差,分子间作用力大,结晶度高;橡胶的柔顺性好,内聚能密度低,结晶度低或不能结晶。

(2)分子量分布:塑料分布窄;橡胶的分子量大且分布宽。 (3)使用温度:塑料,Tb~Tg或Tb~Tm;橡胶,Tg~Tf。

(4)机械性能:塑料硬而脆,硬而强,硬而韧;橡胶软而韧。

(5)加工性能:塑料有挤出、注射、压延、吹塑、模压,热塑性材料可反复使用;橡胶有塑炼、混炼、压延、压出硫化等,成型后材料不溶不熔,回收困难。 6.塑料的主要分类?

(1)按用途分:通用塑料、工程塑料、特种塑料。 (2)按受热行为分:热塑性塑料、热固性塑料。 7.常用塑料原材料的结构及性能特点? (1)聚乙烯(PE):以乙烯为点头的聚合物。

性能特点:优良的电绝缘性能、耐化学腐蚀性能、耐低温性能和加工流动性能。 (2)聚丙烯(PP):以丙烯为单体在催化作用下聚合而成的聚合物。

性能特点:有优良的机械性能,耐弯曲疲劳性能由其它一般塑料;比聚乙烯个耐磨、耐热并有卓越的介电性和化学惰性。 (3)聚苯乙烯(PS)

性能特点:韧性差,硬而脆,耐热性差,不能结晶,绝缘性好,耐溶剂型差,易老化性,易变色发脆。 (4)聚氯乙烯(PVC)

性能特点:韧性差,硬而脆,耐热性差,电性能差,耐溶剂性好,可做防腐材料,燃烧性差,离火自熄。 (5)酚醛树脂(PF) 性能特点:强度大,耐热性、耐腐蚀性优良。

(6)聚酰胺(PA) 性能特点:韧性、耐磨性、自润滑性好,拉伸弯曲强度高,耐油、耐化学腐蚀性好。 (7)聚酯树脂 性能特点:透明性好,机械强度、冲击强度高,耐温性好。 (8)聚四氟乙烯(PTFE) 性能特点:化学稳定性好,加工性不好,价格高。 8.橡胶及塑料的配合体系主要有哪些内容?各体系所起作用及主要作用机理? (1)橡胶配合体系包括:硫化体系、补强填充体系、防护体系、增塑体系。 硫化体系:包括硫化剂、促进剂、活化剂、防焦剂。 补强填充体系:炭黑,粒径小,补强性好。

防护体系:使橡胶发生结构化反应,进一步交联,延缓或阻止橡胶老化。

增塑体系:提高胶料可塑性、流动性,提高其它配合剂的分散性,改善制品性能,降低成本。 (2)塑料配合体系包括:特性剂、稳定剂、加工添加剂。

特性剂:赋予制品各种特性,如强度、物理特性、柔韧性、阻燃性等。 稳定剂:延缓或停止制品在物理、化学因素下产生降解。 加工添加剂:使物料易于成型,提高生产率。 9.橡胶及塑料的基本加工工艺有哪些?

橡胶加工工艺:塑炼、混炼、压延或压出、成型、硫化。

塑料加工工艺:塑料配制、塑料成型(挤出、注塑、压延、模压)、机械加工、修饰、装配。 第三章 橡胶的混炼与塑料的塑化

1.什么叫塑炼?塑炼的目的及其实质是什么?

塑炼:通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂的等方式,使橡胶由强韧的高弹性状态转变为柔软且富有可塑性状态的过程。

目的:(1)降低弹性,提高可塑性;(2)降低粘度,改善流动性;(3)提高胶料的溶解性和成型粘着性。 实质:使胶料中的大分子链断裂,大分子链由长变短的过程。 2.简述能够促使橡胶大分子断链的因素及其断链机理?

因素:(1)机械力的作用;(2)氧的作用;(3)温度的作用;(4)静电的作用;(5)化学塑解剂的作用。 断裂机理:低温下,机械力使其化学键断裂;高温下,橡胶大分子与氧发生裂解反应。 3.开炼机塑炼和密炼机塑炼的原理是什么?各有什么优缺点? (1)开炼机

工作原理:塑炼属于低温塑炼,即在低温下,通过机械力的作用切断大分子链。 优点:胶种变化灵活,机台易清洗,塑炼温度低,塑炼胶可塑度均匀,设备造价低。

缺点:劳动条件差,劳动强度大,自动化程度低,能量利用不合理,污染大,物料易发生氧化。 (2)密炼机

工作原理:塑炼属高温塑炼,生胶在密炼机内受高温及剧烈机械剪切作用,以高温氧化为主,在短时间内获得所需的可塑度。

优点:工作密封性好,污染轻,材料浪费少,降低了劳动强度,缩短了生产周期,提高了生产效率,自动化程度高。

缺点:塑炼温度高,操作不慎容易发生过炼,可塑度不均匀,排胶不规则,设备造价高。 4.影响塑炼的因素有哪些?

(1)机械力的作用;(2)氧的作用;(3)温度的作用;(4)静电的作用;(5)化学塑解剂的作用。 5.混炼的作用是什么?

把橡胶与配合剂加以混合,制造性能符合要求的混炼胶,保证成品具有好的物理机械性能和良好的工艺性能

6.混炼胶的结构特点有哪些?

(1)热力学不稳定性不明显;(2)连续相组分复杂;(3)配合剂与生胶反应生成结合橡胶。 7.为什么有的配合剂要提前加工成油膏或母炼胶?

为了强化炭黑的分散,提高其相对浓度,以达到改善和提高胶料的工艺性能及硫化胶的物料机械特性。 8.开炼机混炼时有哪几种典型的包辊状态?其形成原因是什么? (1)生胶在辊筒上停滞不能进入辊距,以致不能包辊。 原因:混炼温度太低,生胶弹性过大,塑性不足。

(2)生胶加入辊距后就紧包在前辊,而形成光滑无隙的包辊胶,这是正常混炼的包辊状态。 (3)生胶通过辊距后不能紧包在辊筒上,部分生胶通过辊距后而脱辊挂成囊状。

原因:温度较高,胶料塑性增大分子间作用力减小,生胶的扯断生长率减小,以断裂而脱辊。 (4)成粘流包辊,胶料粘住辊筒表面无法切割。 原因:温度过高材料呈完全塑性而失去弹性。 9.什么是结合橡胶?起什么作用?

也称炭黑橡胶,是指炭黑混炼胶中橡胶分子与炭黑粒子结合生成的、不能被它的良性溶剂溶解的那部分橡胶。实质上是填料表面上吸附的橡胶,也就是填料与橡胶界面层中的橡胶。

作用:提高硫化胶的模量、耐磨性以及减少滞后生热;结合橡胶越多,补强性越好。 10.开炼机及密炼机混炼的基本操作方法及影响因素? (1)开炼机 混炼过程:包辊、吃粉、翻炼。

影响因素:装胶容量、辊距、混炼温度、混炼时间、辊速和速比、加料顺序。

(2)密炼机 混炼过程:按加料顺序先后将胶料和配合剂从装料口投入,利用上顶栓加压,把物料压入混炼室按混炼工艺进行混炼,待混炼完毕后把下顶栓打开排料,在压片机上出片、冷却、停放。 影响因素:装胶容量、上顶栓压力、转子速度和混炼时间、混炼温度、加料顺序。 11.混炼胶停放的目的?

(1)使胶料进行应力松弛,消除疲劳,减小收缩;

(2)胶料停放时,配合剂继续扩散,促进胶料进一步均匀;

(3)是橡胶与炭黑之间进一步相互作用,生成更多的补强橡胶,从而提高炭黑的补强效果。 第四章 压延成型工艺

1.什么是压延成型工艺?能够完成的作业形式有哪些?

压延工艺是利用压延机辊筒之间的挤压力作用,使物料发生塑性流动变形,最终制成具有一定断面尺寸规格和规定断面几何形状的片状聚合物材料或薄膜状材料;或者将聚合物覆盖并附着于纺织物和纸张等基材表面,制成具有一定断面厚度和断面几何形状要求的复合材料,如胶布、塑料革或人造革和某些塑料涂层制品。

橡胶作业形式:压片-胶料,挂胶、擦胶-帘片,贴合、贴胶-胶片,压型-胶胚。能够完成的作业形式有胶片的制造,胶布的压延,软质塑料薄膜,硬质塑料片材及塑料人造革等的压延加工成型 塑料作业形式:PVC薄膜、人造革、装饰纸、地板。 2.辊筒挠度产生的原因、影响及其表现形式?

产生:压延时,辊筒在胶料的横压力作用下会产生轴向的弹性弯曲变形,其程度大小以辊筒轴中央部位偏离原来水平位置的距离表示,称为辊筒挠度。 影响:压延产品中间厚度大,两边厚度小。

补偿:(1)辊筒中高度法;(2)辊筒轴线交叉法;(3)辊筒预弯曲法。 3.什么是压延后的收缩变形和压延效应?产生原因及预防措施?

(1)收缩变形:压延制品产生纵向收缩变形,即长度减小,断面厚度增加的现象。

原因:压延时大分子链产生的弹性变形没有完全恢复。 影响:影响产品的厚度精度。 (2)压延效应:压延后的胶片出现性能上的各向异性现象。

原因:压延时大分子链被拉伸变形和取向,几何形状不对称的配合剂沿压延流动方向取向排列。 影响:损害要求各向同性的制品的质量。

(3)预防:1)适当提高压延机与辊筒的表面温度和压延半成品的停放温度; 2)减慢压延速度;3)适当提高胶料的可塑度;

4)将热炼后的胶卷调转90度,向压延机供胶或将胶片调转90度装入硫化模型进行硫化;

5)尽量不用粒子形状不对称的配合剂。

4.压延前为什么要进行热炼?热炼的方法是什么?

混炼后的胶料经过长时间停放后又冷又硬,已失去了塑性流动性,故在压延前必须重新进行预热软化,以恢复热塑性流动性,同时,也可提高其真可塑性并使胶料进一步匀化,故应进行热炼。

开炼机热炼方法:(1)粗炼(低温薄通法);(2)细炼(较高温度、较大辊距);(3)供胶(冷喂料销钉式螺杆挤出机热炼)。

5.压延前各道准备工序的目的?

(1)胶料的热炼与供胶:恢复胶料的热塑性流动性,适当提高其真可塑性并使胶料进一步匀化。 (2)纺织物干燥:降低其含水量至规定范围。

(3)纺织物浸胶处理:提高纺织物与橡胶的结合强度,改善胶布的耐动态疲劳性能。 (4)尼龙、聚酯帘线的热伸张处理:保证帘线的尺寸稳定性,防止高温下的热收缩变形。 6.了解胶片、胶布、塑料薄膜、PVC人造革的主要压延工艺流程。

胶片:热炼 —压延—冷却—卷曲。塑料薄膜:原材料的配置—混合—塑化—供料—压延—冷却—卷取。PVC:原材料—高速高温混合机——低温—挤出机—开炼机(塑化)—开炼机(供料)—压延—冷却—冷却—裁断。人造革:纸张或纺织物+PVC 7.分析影响塑料压延质量的因素。

(1)压延机操作因素:辊温和辊速、辊筒的速比、辊距及辊隙间存料、剪切和拉伸。 (2)原材料的因素:树脂、其它组分、供料的事前混合与塑炼。 (3)设备因素:辊筒的弹性弯曲变形、辊温。

(4)冷却定型阶段的影响因素:冷却、冷却辊道的结构、冷却辊速比。 第五章 挤出成型工艺

1.什么是挤出成型?挤出成型过程包括哪几个阶段?

挤出成型是使物料在挤出机机筒及转动着的螺杆的相互作用下,在外加热及内摩擦剪切作用下逐渐升温塑化或熔融成为粘流态流体,并在一定的压力和温度下连续均匀的通过机头口型成型出各种具有复杂断面形状的制品的成型方法。

阶段:塑化或熔融阶段、挤出成型阶段、冷成型阶段。 2.挤出机的主要组成部分及其分类?

组成:挤出系统(机筒、螺杆、加料装置、机头)、传动系统、加热冷却装置。 分类:根据加工材料分类:橡胶挤出机、塑料挤出机。

根据工作方式分类:连续挤出机(螺杆挤出机)、非连续挤出机(柱塞式挤出机、往复螺杆式挤出机)。 根据螺杆数量分类:单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机。 3.什么是螺杆的压缩比?压缩比的作用?

螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽容积之比,他表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度

作用:排除气体,物料压实建立必要的压力,保证物料到达螺杆末端时有足够的供料量和致密度 4.按作用不同螺杆可分为那几段?各段的区别有哪些 ?

分段:加料段、压缩段(塑化段)、计量段(均化段、挤出段)。

区别:加料段输送物料,压缩段压实、塑化物料,计量段进一步均匀塑化物料并定温定量挤出熔融物料。 6.如何提高挤出机的固体输送率?

结构设计上:增大螺杆直径;增大螺槽深度;提高机筒内壁粗糙度;提高螺杆表面光洁度;采取合适的螺纹升角。

工艺上:提高螺杆转速;提高机筒温度;降低螺杆温度。 7.如何确定挤出机的工作点?(用图形来说明) 螺杆和口模特性曲线的交点

9.了解几种主要的挤出成型工艺过程(轮胎胎面、挤出吹塑薄膜、管材、片材、线缆)。 轮胎胎面挤出分为整体挤出和分成挤出;吹塑薄膜分为平挤上吹法和平挤平吹法。 第六章 注射成型工艺

1.什么是注射成型?其优点有哪些?

注射成型也叫注塑成型,是将物料加入注射机料筒,在热和机械剪切力的作用下塑化成具有良好流动性的熔体,随后在柱塞或螺杆的推动作用下迅速进入模具,依靠冷却固化或加热硫化,然后从模具中取出成型好的制品,完成一个注射周期的加工过程。

优点:成型周期短,能一次成型外形复杂、带有金属或非金属嵌件的模制品,尺寸精确,产品质量稳定;生产效率高,易于实现机械化、自动化操作。 2.注射机的分类及其基本组成?

分类:按排列方式分类:卧式注射机、立式注射机、角式注射机、多模转盘注射机。 基本组成:注射装置、合模(锁模)装置、模具加热冷却装置、液压传动和电气控制系统。 3.注射螺杆与挤出螺杆的区别?

(1)注射螺杆既能传动又能作轴向位移,挤出螺杆不能作轴向移动。 (2)注射螺杆长径比和压缩比比较小。

(3)注射螺杆均化段的螺槽略深于挤出螺杆。

(4)螺杆头型不同,注射螺杆头部一般为尖头且有止逆环,防止回流,挤出螺杆头部为圆头或半圆头。 (5)注射螺杆加料段相对较长,均化段相对较短。 5.注射机基本参数有哪些?

最大注射量、注射压力、塑化能力、注射速度、锁模力、模板移动速度、模板最大间距和行程、模具最小厚度和最大厚度。

7.注射成型过程可分为哪几个阶段?

(1)成型前的准备:粒料的预热及干燥、嵌件预热、料筒的清洗。

(2)注射成型过程:加料、加热塑化、闭模、加压注射、保压、冷却定型、启模、制件取出。 (3)制品的后处理与回料的利用。

8.注射成型制件的后处理工艺有哪些?目的是什么? (1)退火处理:消除内应力。

(2)调湿处理:防止聚酰胺类塑料制品在高温下与空气接触时发生氧化变色,以及防止制品吸水变形。 11. 橡胶注射成型对原料的要求?

(1)门尼粘度小于65且大于40;(2)焦烧时间为10至20分钟;(3)硫化时间短。 第七章 硫化工艺

1.什么是硫化?硫化前后橡胶的结构及性能发生了哪些变化?

硫化工益是橡胶制品加工的主要工艺过程之一,也是橡胶制品的最后一个加工工序,在这个工序中橡胶经历了一系列复杂的化学变化,由韧性的混炼胶变成高弹性或硬质的交联橡胶,从而获得完善的物理机械特性和化学性能,提高和扩展了橡胶材料的使用价值和应用范围。

结构变化:未硫化前橡胶的线性大分子呈卷曲状,大分子链段处于自由运动状态,大分子间以分子作用力相互聚集,硫化后大分子基体中各部位已程度不同的形成了空间网状结构,使分子链相对运动受到限制。 性能变化:抗张强度、定伸应力、弹性等性能达到峰值后,硫化时间再延长,其峰值出现下降,而硬度则保持不变,延长率、永久变形的性能随时间的延长而渐减,当达到最低值时再继续硫化又缓慢上升,耐热性、耐磨性、抗溶胀性等都随硫化时间的增加而有所改善,并在最佳硫化阶段最好。 2.硫化曲线可分为哪几个阶段?每阶段橡胶内部结构所发生的变化? (1)焦烧阶段:热硫化开始前的延迟作用时间,也称硫化反应的诱导期。 (2)热硫化阶段:胶料发生交联反应,逐渐形成网状结构。

(3)平坦硫化阶段:交联反应趋于完成,交联、裂解两种反应达到平衡。 (4)过硫化阶段:网状成熟的后半期,不同橡胶性能会不同。 3.什么是硫化返原现象、焦烧?

硫化返原现象是由于高温或其他条件引起的交联键裂解交联密度下降,使制品性能降低的现象 焦烧是胶料在硫化前的加工及存放期产生的早期硫化现象 4.理想硫化曲线的特征?

诱导期长,硫化速度快,平坦期长

5.什么是正硫化时间?其测定方法有哪些?

正硫化时间:橡胶制品性能达到最佳时(正硫化)所需要的时间。 测定方法:物理-化学法(理论正硫化时间)、物理机械性能测定法(工艺正硫化时间)、专用仪器法(硫化仪法、门尼粘度计)。

6.硫化条件有哪些?选取的原则有哪些? (1)硫化压力

原则:胶料可塑性大,压力应小;产品厚,层数多,结构复杂,压力大;薄制品,压力小或用常压。 (2)硫化温度 原则:天然橡胶小于140度;丁苯橡胶、丁腈橡胶小于180度;丁基橡胶小于150度;异戊橡胶、顺丁橡胶小于150度。

(3)硫化时间 原则:取决于胶料配方、硫化温度和硫化压力。 7.硫化压力的作用?

(1)提高胶料的致密性,消除气泡;

(2)促使胶料流动,使其迅速充满模腔,以制得花纹清晰的制品; (3)提高制品中各层的附着力,改善硫化胶物理机械性能,延长寿命。 8.什么是硫化效应?有什么应用?

硫化效应用来衡量硫化程度的深浅,硫化效应E等于硫化强度I与硫化时间t的乘积,即E=It。

应用:在硫化条件改变时,只要把改变后的硫化效应控制在原来的硫化条件的最大和最小硫化效应的范围内,制品的物理机械性能就可相近 9.了解橡胶的主要硫化方法?

室温硫化法、冷硫化法、热硫化法、连续硫化法。

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