高分子成型加工基础题库精简版

1.什么是出口膨胀，影响出口膨胀的因素有哪些? 答：出口膨胀是指高分子聚合物熔体从模口挤出后，挤出物的截面积比模口截面积大的现象。影响因素：口模的形状与尺寸，成型工艺条件对口模膨胀有较大影响，出口膨胀随剪切速率升高而增加，随温度升高而减小。此外，高分子链结构、分子量、分子量分布及物料配方等对出口膨胀也有明显影响。

2.什么是剪切稀化现象，解释为什么大部分的高分子熔体都会出现这种现象。

答：剪切稀化是高分子熔体粘度随剪切速率的增大而减小的现象。原因: 因为大部分高分子流动时各液层间存在速率梯度，分子链最初的流动阻力大，随剪切速率增加，分子链都力图进入同一速度液层以减少阻力。分子链不断延流动方向取向，导致粘度降低。

3.熔体流体速率和表观粘度都是表征聚合物熔体流动能力的参数，它们有什么区别，有什么关系？

答：表观粘度反映熔体流动中流层之间的摩擦阻力，熔体流动速率（MFR）是在一定的温度和载荷下，熔体每10min从标准的测定仪所挤出的物料质量。表观粘度与MFR成反比，高MFR对应于低粘度塑料熔体。

4.聚合物的降解本质是什么？

答：降解的实质是1断链，2交联，3分子链结构的改变，4侧基的改变，5以上四种作用的综合。

5.什么是取向？

答：高聚物分子和某些纤维状填料，在成型过程中由于受到剪切流动（剪切应力）或受力拉伸时沿受力方向作平行排列的现象，称为取向。

6.热稳定剂的作用是什么？哪些塑料需要加入热稳定剂？对热稳定剂的要求是什么？

答：能延缓或避免由于热作用引起的塑料破坏和进一步降解。PVC,PP等热稳定性差的塑料。①消除PVC分子中不稳定的氯原子，抑制脱氯化氢；②吸收、中和氯化氢；③改变多烯结构，阻止颜色变化；④消耗**基，阻止氧化反应

7.光稳定剂的作用是什么？其可分为几类？对光稳定剂的要求是什么？

答：光稳定剂能抑制或减弱这高分子材料的光老化过程。光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、**基捕获剂。要求：1.能强烈吸收290-400nm波长范围的紫外线，或能有效地猝灭激发态分子的能量，或具有足够的捕获**基的能力；2. 与聚合物及其助剂的相容性好，在加工和使用过程中不喷霜，不渗出；3. 具有光稳定性、热稳定性及化学稳定性，即在长 期

曝晒下不遭破坏，在加工和使用时不因受热而变化，热挥发损失小，不与材料中其他组分发生不利的反应；

4. 耐抽出、耐水解、无毒或低毒，不污染制品、价格低廉。

8.抗氧剂的作用是什么？对抗氧剂的要求是什么？ 答：在加工或生产过程中，减少或抑制高分子材料的氧化老化。1变色及污染挥发性小2溶解性好3稳定性优4抗氧剂的协同好与对抗少

9.抗静电剂的作用是什么？对抗静电剂的要求是什么？ 答：添加在高分子材料之中或涂附于塑料制品表面的用以防止高分子材料静电危害。1、耐久性、耐摩擦性；2、热稳定性与聚合物基体有合适的相容性；

3、对制品机械性能及表面特性的影响；4、与其他助剂之间的无对抗作用；5、无毒无臭。

10.为什么PC有很强的刚性还能保持良好的韧性? 答：苯撑基限制了分子链的内旋转，导致分子链刚性增大。分子链上醚键的存在又赋予分子链一定柔性，可以使分子链绕醚键两端的单键旋转。实际上，分子链上的苯撑基、酯基的影响大于醚键的影响，因此，PC分子链属于刚性分子链。PC易形成较稳定的原纤维状的聚集结构，原纤维会成束并混乱交错排列组成疏松的网络，使聚合物内存在大量空隙（**空间）。

原纤维内的分子链间作用力较大，敛集密度较高。在快速的外加载荷作用下，聚合物以原纤维为单位可**移动，吸收大量外载荷的能量，这种结构特性赋予聚合物很高的抗冲击性能；聚合物的无定形结构也有利于材料的韧性。

11.为什么HDPE的强度会明显大于LDPE,而韧性比LDPE差很多?

答：LDPE由于支化度大，结晶度低，密度小，各项力学性能较低，但韧性良好。HDPE则正好相反，支化度小，结晶度高，密度大，各项力学性能均较高，韧性较差些。12.聚丙烯等规度对材料有些什么影响？

答：等规指数大小影响着聚丙烯的一系列性能。等规指数愈大，聚合物的结晶度愈高，熔点和耐热性也增高，弹性模量、硬度、拉伸、弯曲、压缩等强度皆提高，韧性则下降。

13.PA系列材料的熔体性质有何特殊之处，导致其特殊的原因是什么？

答：PA系列材料的熔体性质的粘度都很低，在塑料中很突出，这不仅是因为它们的分子链柔性良好，还由于其分子量都不太高，一般不超过 3～4万。

14.模压成型的特点是什么？

答：1成型工艺及设备成熟，是较老的成型工艺，设备和模具比注射成型简单。2间歇成型，生产周期长，生产效率低，劳动强度大，自动化程度低。3制品质量好，不会产生内应力或分子取向。4能压制较大面积的制品，但不能压制形状复杂及厚度较大的制品。5制品成型后，可趁热脱模

15.热固性塑料在模压过程中经历了哪几个阶段？各个阶段的特点是什么？

答：三个阶段：流动阶段、胶凝阶段、硬化阶段。

16.模压前对物料进行预压和预热有何意义？预热的方式有哪些？

答：热固性塑料在模压前的加热可改善物料的成型性能及除去多余的水分和挥发物。

预压是将松散的原料预先用冷压发压成形状规整，质量一定的密实体的过程。

预热方式：热板加热、烘箱加热、远红外线加热、高频加热。

17.简述模压工艺过程。

答：压塑料→计量→预压、预热（模具预热、嵌件放置）→加料→闭模（模压）→排气→保压固化→脱模冷却→修整→热固性制品

18.简述模压温度与模压压力的关系。

答：模压温度升高，物料软化趋势大于交联趋势，模压压力下降，即模压压力低也能顺利充模；如果模压温度继续升高，物料交联趋势大于软化趋势，模压压力上升，即高的模压压力才能顺利充模。所以，闭模后应迅速增加压力，使塑料在温度 还不很高而流动性又较大时充满模腔各部分。如右图。

19.模压前的预热有什么好处? 预压有什么好处，有何坏处?

答：预热的优点：

1、加快固化速度，缩短成型时间。2、提高流动性，增进固化的均匀性。3、减小制品的内应力，提高制品质量。4、降低模压压力。（预热：15～20 MPa，未预热：25～35MPa）

预压的优点：

1、加料快、准确、简单、便于运转；2、降低压缩率，可减小模具的装料量；

3、使物料中空气含量少，利于传热；4、改进预热规程。（预压后可提高预热温度）

缺点：增加一道工序，成本高。

20.模压成型中，压机有何作用？

答：1通过模具对塑料传热和施加压力；2提供成型的必要条件：T，P；3开启模具和顶出制品。

21.根据职能不同，螺杆可分为哪三段？各段的作用是什么？

答：根据塑料在螺杆各部位所处的状态不同，通常将螺杆分为加料段、输送段（压缩段）和计量段（均化段）三段。

作用：加料段：输送固体物料，保证较高的固体输送能力。

输送段：压实并熔融物料，且将物料中夹带的气体向加料段排出。

计量段：使熔体进一步塑化均匀，并使料流定量，定压的挤出。

22.双螺杆挤出机有哪些特点？

答：双螺杆挤出机进料稳定，混合分散效果好；物料在机筒内的停留时间短，且机筒有自清洁功能，应用广泛。双螺杆挤出机中物料的输送是靠螺纹的推力，即所谓的正向位移输送或强制输送，基本不存在倒流或滞流。特点：良好的进料特性；更为充分的物料混合，混合塑化能力高；自洁作用；较高的固体输送能

力和挤出产量；较低的塑化温度，减小分解可能；结构复杂，成本高。

23.通过哪些措施可以提高挤出机的固体输送能力？ 答：措施：从挤出机的结构考虑：提高螺杆表面粗糙度等级，降低物料于螺杆间的摩擦系数；在机筒内表面开设纵向沟槽，增加物料与机筒间的摩擦系数；在螺杆直径一定的情况下，加大加料段螺槽深度。 从挤出工艺方面：提高螺杆转速；在螺杆内部通水冷却，降低物料与螺杆间的摩擦系数。

24.通常只提高螺杆转数，挤出成型的塑化质量是提高还是下降？如何既保证质量又能提高挤出产量？ 答：转速过高，挤出速率过快会造成出模膨胀加大和口模内流动的不稳定，影响制品质量。

转速过低，挤出速率过慢，物料在机筒内受热时间变长，会造成物料降解，影响制品质量。

转速稍增加，机筒内物料的压力增加，挤出速率增加，产量提高。

25.均化段熔体的流动形式可分为哪四种？实际的流动形式是什么？

答：形式：正流，逆流，横流，漏流。实际的流动为这四种基本流动的组合。

26.如何改进普通螺杆熔融段固体床破碎而引起的塑化能力下降。

答：提高熔融速率。在流量不变的情况下，提高螺杆转速，机筒温度，进料温度均可提高熔融速率。

A.从工艺的角度：a.提高螺杆转速以提高生产力。转速过高，物料在料筒的停留时间短，物料在均化段前不能全部熔融，同时压力波动大； b.提高料筒温度，促使残余固态物料熔融。对于热敏性物料加工温度不能太高，同时也增加了辅机冷却系统的负担，由于温度高，制品冷却过程中会产生很大内应力。

B.从螺杆结构角度：改进加料段结构，解决输送效率低的问题：设置加料螺杆，料筒加料段开设沟槽（IKV系统）。增大螺杆长径比以提高生产能力和挤出物质量，但长径比大，挤出机的制造安装困难。

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28.多孔板和过滤网有何作用?

答：作用：一是使物料由旋转运动变为直线运动；二是支承过滤网；三是改善塑料熔体的温度均匀性。 过滤网的主要功能：一是阻止杂质和未塑化的物料进人口模；二是可提高熔体压力。

29.什么是熔融速率、固体床分布及熔融区长度 ？

答：熔融速率是指熔体一固体界面向固体床方向移动的速率，它反映了物料熔融的快慢。

固体床分布是指螺槽中固体宽度与螺槽宽度之比，它沿螺杆轴线呈抛物线状分布；熔融开始时，固体床宽度为1，熔融结束时为0。

熔融区长度是从熔融开始到固体床的宽度下降到零的长度，它是由固体床分布决定的。熔融区长度与挤出机的质量流率成正比，与熔融速率成反比。

30.挤出吹塑薄膜上吹、下吹、平吹各有何特点？ 答：上吹法：直接利用型芯作为吹起芯轴，压缩空气，从十字机头上方引进，经芯轴进入型胚，简化了吹起机构。

下吹法：适用于吹塑颈部开口偏离制品中心线的大型容器，有异型开口或多开口的容器。

平吹法：适用于不切断型胚连续生产的旋转吹塑成型，吹制颈尾相连的小型容器。更适用于有手柄的容器。

31.什么是吹胀比、牵引比？一般范围是多少？吹胀比的大小对薄膜的性能有什么影响？

答：吹胀比是指管坯吹胀后的膜管折径D2与挤出机环形口模折径D1之比。吹胀比的大小表示管坯折径的变化，也表明了粘流态下大分子受到横向拉伸作用力的大小。

常用吹胀比在2～6。过大的吹胀比易引起膜管的蛇形摆动。

牵伸比是指膜管通过夹辊时的速度v2与口模挤出管坯的速度v1之比。一般牵伸比大于吹胀比。

32.常用的吹塑薄膜机头有哪几种？

答：种类：转向式直角型。直角型又分芯棒式，旋转式，莲花瓣式。

33.挤出管材的定径方式主要有哪两种？

答：种类：外定径，内定径。

外径定型采用内部加压或在管坯外壁抽真空的方法使管坯外壁与定径套内壁紧密接触，外径定型又分为内压法和真空法

内径定型是将定径套直接装在直角机头芯棒的前端，从口模中挤出的管坯与定径套的外壁紧密接触。

34.管材的冷却方式主要有哪两种？

答：种类：风冷，水冷。

水冷又分为冷却水槽和喷淋水箱：冷却水槽通常分作2－4段分别控制水温，借以调节冷却程度。冷却水一般是从最后一段进人水槽，然后再逐段前进，这样可使管状物降温平缓，避免降温过快在管壁内产生较大的内应力。为防止管材在水槽中因浮力造成的弯曲，可在水槽中设置定位环。

对于大直径管材，为避免因水槽上、下层水温不同造成的管材上、下收缩不均，可采取在管材周向均匀布置喷水头的办法进行喷淋冷却。

35.简述挤出板材和片材的工艺流程。

答：塑化→挤管→真空定型→冷却→（切去废边）→牵引→切割→堆放。

36.板材挤出机头主要有哪几种？性能最好的是哪一种？

答：种类：T型机头，鱼尾式，衣架式，分配螺杆式。衣架式机头性能最好。

37.下列名词术语

注射量：注射容量或最大注射量，即注射机在对空注射条件下，注射螺杆（或柱塞）作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。

合模力（锁模力）：注射机合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。

塑化压力（背压）：螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受的压力。

反应注射：是将两种或两种以上具有反应性的液体组分在一定温度下注入模具型腔内，在其中直接生成聚合物的成型技术，即将聚合与成型加工一体化。

38.注射机的螺杆与挤出机的螺杆在设计上有哪些区别?

答：注射螺杆与挤出螺杆的不同之处在于：注射螺杆在旋转的同时有轴向运动，有效长度是变化的。长径比小，只需塑化，不需稳定。螺槽深以提高生产率。加料段较长。螺杆头部多为尖头，有的加止逆环。

39.简述塑料注射成型时的温度因素？

答：料筒温度的选择与塑料的特性有关。成型薄壁制品时，流动阻力很大，且熔体极易冷却而失去流动能力，故应选择较高的料筒温度；成型厚壁制品时，流动阻力较小，且因厚壁制品冷却时间长而使注射成型周期增加，塑料在料筒内受热时间较长，故应选择较低的料筒温度；对形状复杂或带有嵌件的制品，熔体流程较长且曲折，也应选择较高的料筒温度。 熔体通过喷嘴时因为高的剪切速率而产生较大温升，且为了防止熔融塑料自动从喷嘴流出，通常应将喷嘴温度调得比料筒最高温度略低。对尺寸精度要求较高的制件，应选择较低的模温，以利于控制收缩率；对表面光泽要求较高或又薄又复杂的制件，则应选择较高的模温，以利于充模；对于厚壁制件，应选择较高的模温，如果模温偏低，制件内外层温差大，有可能造成凹陷、空隙，内应力大。

40.简述塑料注射成型时的压力因素？

答：塑化压力的大小是随螺杆的设计、制品质量的要求以及塑料的种类等的不同而异的。如果这些不变，则增加塑化压力将加强剪切作用会提高熔体的温度，但会减小塑化的速率。增大逆流和漏流、增加驱动功率。操作中，塑化压力的决定应在保证质量的前提下越低越好，随所用塑料的品种而异。

注射压力是以柱塞或螺杆顶部对塑料所施的压力为准的。起作用是，克服塑料从料筒流向型腔的流动阻力、给予熔料充模的速率以及对熔料进行压实。

41.如何解决注射过程中的欠注和表面流痕问题？ 答：欠注：提高注塑压力，注塑体积以及保压压力，但不能超过最大注塑压力；提高料筒温度，模具温度；检查料筒，进料口以及阀门是否堵塞。使用树脂供应商或设计手册推荐的壁厚、流道尺寸，浇口，成型温度；树脂流动长度和制品厚度要适当，增加制品某些部位的厚度。

表面流痕：降低熔体、喷嘴、流道之间的温差变化；消除引起剪切变化的突变的角、边以及沿流动路径几何尺寸的突变；通过降低注射速度来避免高剪切的出现。避免制件厚度的突然变化使浇口远离较薄区域或厚度突变区域，并提高熔体温度或保压压力。

42.注射制品产生翘曲和扭曲的主要因素有哪些？ 答：影响因素：沿流动方向和垂直于流动方向的分子和纤维取向；沿制件厚度方向的非均匀冷却；由于制件厚度变化引起的非一致冷却速率；非对称的制件几何形状；成型制件内部的温度和保压状态的变化等。

43.什么是背压,背压在成型过程中有什么作用

答：螺杆背压：是预塑计量时加在注塑料上的压力。 背压过高，预塑料在料筒内停留时间长，温度上升，可使流动性变好，但又可能过早发生固化，粘度提高，流动性下降，不利于充填。

45.什么是反应注射成型技术？

答：RIM：是将两种或两种以上具有反应性的液体组分在一定温度下注入模具型腔内，在其中直接生成聚合物的成型技术，即将聚合与成型加工一体化，或者说，直接从单体得到制品的“一步法”注射技术。

46.热固性塑料采用注射成型方法有哪些优点？对注射原料有什么基本要求？

答：优点：成型周期显著缩短，生产过程简化，生产效率高，后加工量减少，自动化程度高，产品质量稳定，大批量生产。

要求：在低温料筒内塑化产物能较长时间保持良好流动性，在高温的模腔内能快速反应固化。

47.注射聚烯烃物料时, 喷嘴温度的设置一般会比螺杆的最后一段低5℃，为什么？

答：因为物料喷嘴处挤出过程中有强剪切作用，会使物料温度升高，可能引起物料降解；而且低的熔体温度可以保证其出来的时候有较好的强度，防止流涎的发生。

48.简述气辅注射的过程

答：熔体注射期，将定量的熔体充填入型腔内，所需熔体的分量经试验来确定，以确保在充气期气体不会把成品表层冲破，即有一理想的充气体积。

气期，将定值压力或定量体积的气体注入到型腔内的塑料熔体中。

压阶段：在型腔充填完毕之后，仍要保持一定的气体压力对成型制件进行保压。在保压阶段，沿着气道继续注入气体以弥补因物料冷却而引起的收缩。由于气体压力始终使物料紧贴在型腔壁上，因此在制件较厚部分的外表面不易形成凹陷，从而大大提高了制件的质量。

脱模阶段：当成型制件冷却后，模内气体压力降至大气压力，将制品顶出。

49.热固性塑料注射成型时，模具温度的温度设置与常规注射成型方法模具温度设置有何差异，为什么？

答：模具结构相对复杂些，必须设置加热装置和温控系统，以利于物料在模内化学反应的顺利进行。 模具温度升高，缩短成型周期；但模具温度过高，硬化太快，低分子物不易排除，制品表面有焦斑等缺陷。

50.常用吹塑成型方法有哪几种，各自有何特点？ 答：常用吹塑成型方法有挤出吹塑和注射吹塑两种。 挤出—吹塑：生产方法简单，产量高，精度低，应用较多

注射—吹塑：精度高，质量好，价高，适于批量大产品。

51.用于吹塑的机头有哪几种？分别适用于什么情况？

答：用于吹塑的机头有转角机头、直通式机头和带贮料缸式机头。

转角机头是由连接管和与之呈直角配置的管式机头组成。内流道有较大的压缩比，口模部分有较长的定型段，适合于挤出聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、ABS等塑料。

直通式机头与挤出机呈一字形配置，从而避免塑料熔体流动方向的改变，可防止塑料熔体过热而分解。直通式机头的结构能适应热敏性塑料的吹塑成型，常

用于硬聚氯乙烯透明瓶的制造、带贮料缸式机头适合大型制件型坯的挤出。

52.吹塑过程中，吹入压缩空气有何作用？吹气压力大小和鼓气速率的大小对制品性能有何影响？

答：吹塑过程中，吹入压缩空气有定型、冷却两个作用。

吹起压力：对于粘度较低、容易变形的取较低值；对于粘度和模量较高的塑料取较高值；大容积和薄壁制品宜用较高压力；小容积和厚壁制品则使用较低压力。

鼓起速率：鼓气速率大，可缩短型坯的吹胀时间，使制品厚度均匀，表面质量好。但是鼓气速率过大，会在空气进口处产生局部真空，造成这部分型坯内陷；其次是口模部分的型坯有可能被极快的气流拉断，造成废品．为此需要加大吹管口径或适当降低充气速度。

53.吹塑较大的制品时，常选用MFR相对较低的树脂，而吹塑较小的制品时，则常选用MFR相对较高的树脂，为什么？

答：MFR值相对较低，说明树脂流动性差，熔体强度较高；而在成型较大制品时，吹气压力较大，这就要求熔体有一定强度，否则将把型坯吹破，故吹塑较大的制品时，常选用MFR相对较低的树脂。反之，吹

塑较小的制品时，吹气压力较低，熔体强度要求不高，要求其流动性好，则常选用MFR相对较高的树脂。

54.EPS 的发泡过程及主要工艺要点

答：EPS的物理发泡过程：

1．EPS珠粒的制，方法有一步法、一步半法和两步法；

2．预发泡：指加热使EPS珠粒膨胀到一定程度，以使成型制品的密度更小。预发泡方式有间歇法和连续法两种。当制品的密度小于0.1g/cm3的高发泡制品，必须要预发泡。预发泡的加热方法有水蒸气、热水、热空气和红外线四种方式，其中以水蒸气加热方式应用最为广泛。

预发泡原理是：当温度低于 80℃时，EPS珠粒并不膨胀；只有加热到 80℃时，EPS珠粒才开始软化，颗粒呈弹性状态，此时的强度足以平衡颗粒内气泡的压力。

3．熟化：熟化是指经预发泡后膨胀的珠粒于空气中在一定温度条件下暴露一段时间。目的是让空气渗透到预胀物中去，以便成型时能进一步膨胀。当制品的密度小于 0.065g/cm3时，预胀物珠粒必须熟化。 熟化原理：当温度降低时，蒸汽凝结成水；发泡剂汽化的气体也凝结成液体发泡剂，泡孔内形成很大的

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