7、分散相總就是較基體強度與硬度高、剛度大。（）8、玻璃鋼問世于二十世紀四十年代。（v）9、一般酚醛樹脂與瀝青的焦化率基本相同，在高壓

7、分散相總就是較基體強度與硬度高、剛度大。（）

8、玻璃鋼問世于二十世紀四十年代。（v）

9、一般酚醛樹脂與瀝青的焦化率基本相同，在高壓下，它們的焦化率可以提高到90％。（v）

10、硼纖維就是由三溴化硼沉積到加熱的鎢絲芯上形成的。（V）

二、判斷題（20分，每題2分）【得分：

】

1、復合材料就是由兩個組元以上的材料化合而成的。（）

2、混雜復合總就是指兩種以上的纖維增強基體。（）

3、層板復合材料主要就是指由顆料增強的復合材料。（）

4、最廣泛應用的復合材料就是金屬基復合材料。（×）

5、復合材料具有可設計性。（v）

6、竹、麻、木、骨、皮膚就是天然復合材料。（）

78910BACA

11、對玻璃纖維與聚酰胺樹脂構成的復合材料命名不正確的就是（）。A.玻璃纖維聚酰胺樹脂復合材料B.玻璃纖維/聚酰胺樹脂復合材料C.聚酰胺材料D.聚酰胺基玻璃纖維復合材料

12、目前，復合材料使用量最大的增強纖維就是（）。

A.碳纖維B.氧化鋁纖維

C.玻璃纖維

D.碳化硅纖維

13、目前，復合材料使用量最大的民用熱固性樹脂就是（）。

A.環氧樹脂B.不飽與聚酯

C.酚醛樹脂

D.尼龍

14.聚合物基復合材料制備的大體過程不包括（）

A.預浸料制造B.制件的鋪層

C.固化及后處理加工D.干燥

15、有關環氧樹脂，說法正確的就是（）

A、含有大量的雙鍵B、使用引發劑固化

C、使用胺類固化劑固化D、屬于熱塑性塑料

題號1112

答案CCBDD

7、碳纖維增強環氧復合材料力學性能受吸濕影響，原因之一就是（）A、環氧樹脂吸濕變脆。B、水起增塑劑作用，降低樹脂玻璃化溫度。

C、環氧樹脂發生交聯反應。D、環氧樹脂發生水解反應。

8、玻璃纖維（）

A、由SiO2玻璃制成。B、在所有纖維中具有最高的比彈性模量。

C、其強度比整塊玻璃差。D、價格貴、應用少。

9、生產錦綸纖維的主要原料有（）

A、聚碳酸酯。B、聚丙烯腈。

C、尼龍。D、聚丙烯。

10、晶須（）

A、其強度高于相應的本體材料。B、長徑比一般小于5。

C、直徑為數十微米。D、含有很少缺陷的長纖維。

題號123456

答案CABADA

一、選擇題（30分，每題2分）【得分：

】

1.復合材料中的“碳鋼”是（）

A、玻璃纖維增強A1基復合材料。B、玻璃纖維增強塑料。

C、碳纖維增強塑料。D、氧化鋁纖維增強塑料。

2.材料的比模量和比強度越高（）

A、制作同一零件時自重越小、剛度越大。

B、制作同一零件時自重越大、剛度越大。

C、制作同一零件時自重越小、剛度越小。

D、制作同一零件時自重越大、剛度越小。

3.在體積含量相同情況下，納米顆粒與普通顆粒增強塑料復合材料（）A、前者成本低B、前者的拉伸強度好

C、前者原料來源廣泛D、前者加工更容易

4、Kevlar纖維（）

A、由干噴濕紡法制成。B、軸向強度較徑向強度低。

C、強度性能可保持到1000℃以上。D、由化學沉積方法制成。

5、碳纖維（）

A、由化學沉積方法制成。B、軸向強度較徑向強度低。

C、強度性能可保持到3000℃以上。D、由先紡絲后碳化工藝制成。6、聚丙烯增強塑料的使用溫度一般在：（）

A、120℃以下B、180℃以下C、250℃以下D、250℃以上

（3）稀釋劑

稀釋劑的目的是降低溶膠塑料的粘度和削弱分散劑的溶劑化能力。稀釋劑是烴類，沸點一般為100～200℃。但稀釋劑的沸點均應低于分散劑。（4）膠凝劑

膠凝劑的作用是使溶膠體變成凝膠體。

當溶膠體中加有膠凝劑時，即能在靜態下以物理力結成的三維結構的凝膠體。賓哈流體。常用的膠凝劑有金屬皂類和有機質膨潤土，后一類比前一類效果好，但無潤滑作用。膠凝劑的使用量約為樹脂的3％～5％。

（5）填充劑

填充劑是磨細或沉淀的碳酸鈣、重晶石、煅燒白土、硅土和云母粉等。

顆粒大小和形樣對填充劑的分布均勻性和制品的性能具有一定的影響。

填充劑的吸油量對溶膠塑料的粘度有影響，吸油量大，粘度增加越大。填充劑的用量一般不超過樹脂的20％。

（6）表面活化劑

用來降低或穩定溶膠塑料的粘度的。

常用的有三乙醇胺、羥乙基化的脂肪酸類和各種高相對分子質量的烷基磷酸鈉等。用量一般不超過樹脂的4％。Back

（3）稀釋劑

稀釋劑的目的是降低溶膠塑料的粘度和削弱分散劑的溶劑化能力。稀釋劑是烴類，沸點一般為100～200℃。但稀釋劑的沸點均應低于分散劑。（4）膠凝劑

膠凝劑的作用是使溶膠體變成凝膠體。

當溶膠體中加有膠凝劑時，即能在靜態下以物理力結成的三維結構的凝膠體。賓哈流體。常用的膠凝劑有金屬皂類和有機質膨潤土，后一類比前一類效果好，但無潤滑作用。膠凝劑的使用量約為樹脂的3％～5％。

（5）填充劑

填充劑是磨細或沉淀的碳酸鈣、重晶石、煅燒白土、硅土和云母粉等。

顆粒大小和形樣對填充劑的分布均勻性和制品的性能具有一定的影響。

填充劑的吸油量對溶膠塑料的粘度有影響，吸油量大，粘度增加越大。填充劑的用量一般不超過樹脂的20％。

（6）表面活化劑

用來降低或穩定溶膠塑料的粘度的。

常用的有三乙醇胺、羥乙基化的脂肪酸類和各種高相對分子質量的烷基磷酸鈉等。用量一般不超過樹脂的4％。Back

1.殘余應力引起的裂紋

對于超填情況之下的開裂，解決方法主要有下列幾個方面：由于直閘門的壓力損失很小，如果開裂主要發生在直閘門鄰近，可考慮采用多點配點閘門、側閘門和拉手閘門；在樹脂不分解變質的前提之下，適當提高樹脂溫度可以降低熔體粘度，提高流動性，降低注射壓力，降低應力；一般來說，模具溫度較低時，容易產生應力，因此應適當提高溫度。但當注射速度較高時，即使模具溫度較低，也能降低應力；如果注射時間和保溫時間過長，也會產生應力，宜適當縮短或切換保溫時間的次。

2.內部應力引起的開裂

此處的外部應力主要是由于設計不合理引起的應力集中，特別是在尖角處。

3.外部環境引起的開裂。

化學劑、吸濕引起的水降解、過度使用再生材料會降低物理性能并引起開裂。

5.6.2溶膠塑料的組成與作用

溶膠塑料所含組成有樹脂、分散劑、稀釋劑、膠凝劑、

穩定劑、填充劑、著色劑、表面活化劑以及為特殊目的而加入的其他助劑等。

各組分的作用

（1）樹脂

采用的樹脂應具有成糊性能。

對其粒度要求是：用于塑性溶膠塑性凝膠的，直徑約0.20～2.0μm，其他兩類則為0.02-0.2μm。顆粒太大易在分散體中下沉。顆粒太小室溫下常會過度溶劑化使溶膠塑料的粘度偏高。

（2）分散劑

分散劑包括增塑劑和揮發性溶劑兩類，這兩

類物質都是極性的。

增塑劑和揮發性溶劑的粘度大小對溶膠塑料

的粘度有直接的影響，即粘度高的，所配溶膠塑

料的粘度也高。

增塑劑和揮發性溶劑的溶解能力大小對溶膠

塑料的存放時間有影響，溶解能力越大的，粘度

增長快，越不利于久放。

5.5.3溶液的配制

為了加速聚合物等的溶解，通常用帶有強烈攪拌和加熱夾套的釜。以下兩種工業上常用的具體配制方法。

（1）慢加快攪法

配制時，先將選定的溶

劑在溶解釜內加熱至一定溫度，然后在快速攪拌和定溫下，緩緩加入粉狀或片狀的聚合物，

直至投完應加的量為止。投料的速率應以不出現結塊現象為度。緩慢加料的目的在于使聚合物完全分散之前不致結塊，而快速攪拌則既有加速分散和擴散作用，又借攪拌槳葉與擋板間的剪應力來撕裂可能產生的團塊。Back

（2）低溫分散法先將溶劑在溶解釜內進行降溫，直到它對聚合物失去活性的溫度為止，然后將應加的聚合物粉狀物或片狀物一次投入釜中，并使它很好地分散在溶劑中，最后再不斷地攪拌將混合物逐漸升溫。這樣當溶劑升溫而恢復活性時，就能使已經分散的聚合物很快溶解。

配制溶液時，在可能的情況下溫度盡量低，以減少溶劑的過多損失和提高生產安全性。另外，高溫引起聚合物的降解。攪拌過猛也可使聚合物有一定降解。用上述方法配制的溶液均須經過濾、脫泡后方能使用。

5.5.2聚合物的溶解

（1）無定形聚合物

聚合物溶解是通過溶脹和擴散來完成的。溶劑分子侵入聚合物分子鏈段間的空隙，發生溶劑化，聚合物的體積逐漸膨脹，即發生溶脹。粘性的小團塊粘結成較大團塊，若不攪動溶漲和擴散需要幾天時間，才能成為溶液。溶解過程的關鍵是加速溶脹和擴散作用，其辦法通常有：采用疏松或顆粒較小的聚合物作原料；加熱溶解，利用攪拌防止團塊的發生或摧毀團塊等。Back

（2）晶形聚合物

也是溶脹和擴散兩個過程，但比無定型聚合物困難和復雜。

因為結晶區但是由于它們的分子排列很規整，斂集比較緊密和分子間的作用力大。許多晶形聚合物室溫時在溶劑中只能作輕微的溶脹而不溶解。升高溫度晶型被破壞，有利于溶解。

（4）細度與均勻度

細度是指塑料顆粒直徑的毫米數

均勻度是指顆粒間直徑大小的差數

（A）細度與塑料的比體積有關。顆粒小的塑料能提高制品的外觀質量。有時還能提高制品的介電和物理力學性能。顆粒太小的塑料并不是很好的，因為它在壓制中所包入的空氣不容易排出，甚至還會引起制品在脫模時起泡。

（B）均勻度好的塑料，其比體積較一致，可以采用容量法計量，受熱也比較均勻，使制品質量有所提高。

⑤壓縮率制品的相對密度塑料的表觀比容積

壓縮率＝塑料的表觀相對密度制品的比容積

塑料的壓縮率總是大于1。

壓縮率越大，所需模具的裝料室也越大，不僅模具耗費鋼材多，而且不利于加熱。

壓縮率越大，裝料時帶入模具中的空氣就越多，如需排出空氣，便會使成型周期增長。

⑥硬化速度

硬化速率是指用塑料壓制標準試樣（一般用直徑為100mm厚為5mm±0.2mm的圓片）時使制品物理力學性能達到最佳值的速率，通常都用“秒/毫米厚度”來表示，此值越小時，硬化速率就越大。

硬化速率依賴于塑料的交聯反應性質和成型條件。

硬化速率應適當，過小時成型周期長，過大時又不宜用作壓制大型或復雜的制品。

（2）熱塑性塑料的工藝性能

與熱固性塑料的工藝性能基本相同。

①硬化速率

熱塑性塑料在成型時的硬化是物理的冷卻過程，與模具的冷卻速率有關。

②收縮率

與熱塑性塑料收縮最密切的是塑料體積與溫度和壓力的關系。前者表現為熱收縮，后者則為彈性恢復。B

圖5-20為無定形聚合物加熱與冷卻

時的比體積-溫度典型曲線。

A→B升溫，體積膨脹

B一C冷卻，體積收縮

C→A在等溫情況下體積回到原來的

平衡態。但時間很長（數天）。

CA過程所需的時間依賴于加熱和冷

卻的速率。如果極為緩慢，則AB與BC兩Tg

溫度

曲線就可以重合。

另，體積壓力成反比。圖5-20無定型聚合物加熱與

冷卻式的體積與溫度典型曲

線

熱塑性塑料的流動性是它在熔融狀態下的粘度

的倒數。

流動性不僅依賴于成型條件（溫度、壓力、剪

切速率），而且還依賴于塑料中的聚合物和助劑的

性質。前面已經討論。其關系已在本篇第2章和本

章有關的章節中討論過。

熔體流動速率（Melt flow rate）也反映某些熱塑

性塑料的流動性能。Back

5.5溶液

5.5.1溶液的組成與作用

用流延法生產薄膜、膠片及生產某些澆鑄制品等常常使用聚合物

的溶液作為原料。

溶液的主要組分是溶質與溶劑。

溶質是聚合物和除溶劑外的有關助劑，

溶劑通常則是指烴、芳烴、氯代烴類、酯類、醚類和醇類。溶劑的選擇：溶解性能、無色、無毒、化學穩定性高等等。溶解原理：“結構相似相容原理”來判斷溶解性可靠性差，可由從

熱力學推導出的溶度參數δ來判斷。

δ＝（AE1V）

式中△E為物質的摩爾蒸發能量（以J計）；

Vm為摩爾體積（cm3/mol）.

如果聚合物與溶劑兩者的溶度參數近于相等（差值在0.1以內），

則兩者即能互溶，相差較大時，則溶解就有限制或不溶。Back

②流動性

塑料在受熱和受壓下充滿整個模具型腔的能力稱為

流動性。它與塑料在粘流態下的粘度有密切關系。

目前測定方法有三種：

（A）測流程法：在特定的模具中，一定溫度、壓力及施壓速率下，測定塑料在模具中的流動距離。最簡單。

（B）測流動時間法：從開始對模具加壓至模具完全關閉所需的時間。

（C）流程時間測量法：將上兩法結合起來，用流動速度來表示。

影響流動性因素可歸為兩類

（A）屬于塑料本身的，一般樹脂相對分子質量越小，填料顆粒細小而又呈球狀的，增塑劑、潤滑劑、水含量增高時，流動性增大。

（B）屬于模具與成型條件的，模具型腔表面的光潔程度和流道的形狀工藝條件；模具和制品的設計等。

③水分與揮發分

塑料中水分與揮發分過多時，會使其流動性過大（水分有增塑作用）；成型周期增長，制品收縮率增大，多孔以及易于出現翹曲、表面帶有波紋和悶光等現象。更重要的是降低了制品的介電性能和力學性能。

絕對干燥的塑料也是不適用的，因其流動性較低，預壓和壓制發生困難。

②流動性

塑料在受熱和受壓下充滿整個模具型腔的能力稱為

流動性。它與塑料在粘流態下的粘度有密切關系。

目前測定方法有三種：

（A）測流程法：在特定的模具中，一定溫度、壓力及施壓速率下，測定塑料在模具中的流動距離。最簡單。

（B）測流動時間法：從開始對模具加壓至模具完全關閉所需的時間。

（C）流程時間測量法：將上兩法結合起來，用流動速度來表示。

影響流動性因素可歸為兩類

（A）屬于塑料本身的，一般樹脂相對分子質量越小，填料顆粒細小而又呈球狀的，增塑劑、潤滑劑、水含量增高時，流動性增大。

（B）屬于模具與成型條件的，模具型腔表面的光潔程度和流道的形狀工藝條件；模具和制品的設計等。

③水分與揮發分

塑料中水分與揮發分過多時，會使其流動性過大（水分有增塑作用）；成型周期增長，制品收縮率增大，多孔以及易于出現翹曲、表面帶有波紋和悶光等現象。更重要的是降低了制品的介電性能和力學性能。

絕對干燥的塑料也是不適用的，因其流動性較低，預壓和壓制發生困難。

5.4.3粉粒料的工藝性能

為了正確控制成型作業和提高制品質量，了解粉料和粒料（包括熱固性塑料）的工藝性能是十分重要的。

“模塑（成型）周期”的定義：它是指循環而又按一定順序的模塑作業中，由一個循環的某一特定點進至下一循環同一點所用的時間。

例如：從粉料或粒料加入模具中起，經加熱加壓、硬化到解除壓力、脫出制品、清理模具至重新開始加料為止所需的總時間。

（1）熱固性塑料的工藝性能

熱固性塑料的工藝性能主要有以下六種：

①收縮率

在模具中成型中，當制品冷卻到室溫后，其尺寸將發生收縮。收縮率的定義由下式表示。

式中：

S＝x100％S——塑料的收縮率；

Lo——模具型腔在室溫和標準壓力下的單維尺寸；

L—制品在相同情況下與模具型腔相應的單維尺寸。

S在各維的變化比較復雜，有零、相等和不相等的變化。影響熱固性制品收縮的基本原因：

（A）化學結構的變化：制品中的聚合物是體型結構，而

所用塑料中的則為線型結構，前者的密度較后者為大，因而

產生了收縮。

（B）熱收縮：塑料的熱膨脹系數比鋼材大，故制品冷卻

后的收縮較模具為大。

（C）彈性回復：制品在硬化后并非剛性體，脫模時壓力

降低即有一彈性回復。這將會減小收縮率。

（D）塑性變形：脫模時壓力降低，但模壁仍緊壓著制品

四周，從而使制品發生局部塑性變形。發生變形部分的收縮

率比沒有發生的要大些。

影響制品收縮率的因素可歸為三類

（A）工藝條件；

（B）模具和制品的設計，

（C）塑料的性質。

5.2.3混合設備的簡介

塑料工業中常用的混合設備有：

捏合機（圖5-13）、高速混合機（圖5-14）、轉鼓式混合機（圖5-15）、管道式捏合機（圖5-16）等，主要用于初混合；

雙輥塑煉機（圖5-17）、密煉機（圖5-18）和擠出機等主要用于混合塑煉。捏合機

圖5-13捏合機高速混合機

進料口

圖5-14高速混合機回轉蓋

1-回轉容器蓋；2-回轉容器；

3-擋板；4-快速葉輪；5-放料口；容器

6-電動機；7-機座擋板

葉片電機

出料口底座

高速混合機東方仿真CPYRGHT

①原料的預處理

過篩或吸磁處理除去粒狀雜質和金屬雜質等，過篩還會使聚合物顆粒度大小比較均勻，以便與其它添加劑混合。

干燥對易吸濕的聚合物進行干燥。

增塑劑的預熱以降低其粘度并加快其向聚合物中擴

散的速度，加速溶脹，提高混合效率。

配成漿料或母料防老劑、色料和填料等添加劑等組分的固體粒子大都在0.5μm左右，在塑料中分散困難，且粉塵嚴重。

②稱量

保證物料各組分比例準確可靠，以保證制品的性能和質量。

輸送

前面已經討論

（2）原料的初混

對于非潤性物料，該混合是在聚合物熔點溫度以下和較為緩和的剪切應力下進行的一種簡單混合。

初混過程只是增加各組分微小粒子空間的無規排列程度，而并不減小粒子本身。在塑煉前進行初混的理由為：

①塑煉要求的條件比較苛刻，所用設備的承料量不可能很大。

②由于塑煉設備特性的限制，若不進行初混，達到塑煉要求的塑煉時間必須延長。即延長了生產周期，又使樹脂產生更多的降解。

混合工藝加料的次序一般為：樹脂、穩定劑、加工助劑、沖擊改性劑、色料、填料、潤滑劑等順序加入。

對于加液體組分的潤性塑料，增塑劑要完全滲入聚合物內部。提高塑煉效果。

轉鼓式混合機、高速混合機、捏和機等混合設備主要用于初混合。

（3）初混物的塑煉

塑煉目的是借助溫度和剪切力使聚合物獲得熔化、剪切、混合等作用，使各組分的分散更趨均勻和驅出其中的揮發物（如驅出殘存的單體、催化劑殘余體等），使物料有利于輸送和成型。

混合塑煉是在流動溫度以上和高剪切力

下進行的，這可能會造成聚合物分子的

熱降解、力降解、氧化降解以及分子的2200

定向等。此外助劑也會對其產生影響以1

及助劑自身的性能變化。見圖5-192000

18002

因此，不同的塑料而

應有相宜的塑煉條件，1600

年3

并需通過實踐來確定。1400

主要的工藝控制條件是1200

塑煉溫度、時間和剪切1

2345

塑煉時間，小時Back

力。圖5-19不同初期聚合度的聚氯乙烯

塑煉時間與聚合度的關系（150℃）（4）塑煉物的粉碎和粒化

粉碎將片狀塑煉物用切碎機先初碎。再用粉碎機完成的，其顆粒大小不等。

粒化粒料是用切粒機來完成，塑煉物可以是片狀也可是條狀。

27/63

混合不均勻度可由下式來表示：

100∑（C1-C）2n

k

CCon-1

式中：

C1試樣某一組分濃度；C同一組分理想均

勻情況下的濃度；

n為取樣次數；K。不均勻系數。

生產中根據配制物料的種類和使用要求來掌握混合的程度并盡量做到以下三方面：

1）在混合過程中要盡量增大不同組分間的接觸面，減少物料的平均厚度；

2）各組分的交界面（接觸面）應相當均勻地分布在被混合的物料中；

3）使在混合物的任何部分，各組分的比率和整體的比率相同。

5.3.2混合程度的評價

（1）液體物料混合效果的衡量

可以分析混合物不同部分的組成差異情況。

（2）固體或塑性物料混合效果的衡量

①

物料的分散程度

物料的分散程度從圖5-11可以明顯看出，三種情況是相差很遠的。關于物料的分散程度，通常都可從混入物料間的距離來考慮。距離越短，分散程度越好。而物料間的距離，則與各組分粒子的大小有關。粒子的體積越小，或在混合過程中不斷減小粒子的體積，則可達到的均勻程度越高（見圖5-12）。S

rV

ab

C

圖5-11兩組分固體物料的混合情況圖5-12兩組分混合時條痕厚度

V微粒的體積S粒子表面積

V

r＝S越大距離越短，分散程度

S/2越好

2組成的均勻程度

組成的均勻程度是指混入物占物料的比率與理論或總體比率的差異。但就是相同比率的混合情況也是十分復雜的。

取樣分析其組成，如結果與總組成相等，則均勻度高。但取樣點要有足夠的量。均勻度是統計值。均勻度變化見圖5-12。

ab

C

d

圖5-12混合均勻度示意圖

③剪切作用

剪切作用是利用剪切力促使物料組分均一的混合過程。見圖5-9。在剪切力作用下，物料塊本身體積沒有變化，只是截面變小，向傾斜方向伸長，并使表面積增大和擴大了物料分布區域，而達到混合。特別適用于塑性物料，因其粘度大，流動性差。

剪切的混合效果與剪切速率的大小和剪切力的方向有關。

剪切速率越大，對混合作用越為有利。

剪切力對物料的作用方向，最好是能不斷作90度角的改變。如雙輥塑煉等圖5-9塑性物料在剪切作用下的變形

混煉操作有攪拌、P

混合和塑煉。s

A

壓縮、剪切和分配:

人

D

BB

B

置換稱之為混煉三要素。

如圖5-10。整個混煉分P

SS

散操作是由這三要素多

方面反復地進行才完成

的。s

在聚合物混合過程D

中，混合機理包括“剪

切”、“分流、合并和圖5-10混煉三要素

置換”擠壓（壓縮）”、P-壓力S-剪切D-置換

“拉伸”、“集聚”諸

作用。Back

（2）氣力輸送裝置

（A）負壓式氣力輸送裝置如圖5-3，適用于單機供料

原理是風機將料斗內抽成

真空，使物料通過接料器上料

管吸到料斗內，上料時間由時

間繼電器控制。延長時間一到

即切斷電源，風機停止工作，

料斗內壓力回升至大氣壓力，圖5-3DY250A上料機

靠自身重量打開放料活門，將

物料加入成型機料斗內。（B）正壓式氣力輸送裝置如圖5-4和圖5-5

1圖5-4正壓力輸送裝置

1-直送管2-送料彎管3-料斗4-閘門5-文丘里管6-高壓風機圖5-5文丘里擠壓機構

16/63

C）脈沖式密相輸送裝置

如圖5-6圖5-6脈沖式密相輸送流程

1一原料2一氣動密封板3一料斗

一氣體分配器5一脈沖發生器和電磁

6一輸送管道內的氣體7一輸送管道

內的物料8一空精Back

5.3原料的混合

混合的目的是將原料各組分相互分散以獲得成分均勻物料的過程原料混合后的均勻程度顯然將直接影響制品質量，混合是關鍵問混合過程分析和混合物的鑒定是一個十分復雜的問題。一個混合

物通常由兩種或更多可鑒別組分組成。

凡是只使各組分作空間無規分布的稱為簡單混合（見圖5-7）如果還要求組分聚集體尺寸減小的則稱為分散混合（見圖5-8）。在塑料配制過程中，大多數為分散混合。

●0●0●0

剪切等作用●●●

●●●0

●●●

混合前混合后

圖5-7混合過程兩物料所占空間位置變化示意圖

固體物質

或顆粒機械分散

分散體系

溶解氣化凝結

凝聚分散

原子或分

子分散沉積

沉積物

圖5-8分散作用示意圖Back

5.3.1混合作用機理

混合、捏合、塑煉是屬于塑料配制中常用的混合過程一般不容易被區分。

一般來講：

混合是指粉狀固體物的混合

捏合是指液體與粉狀（纖維狀）固體物料的浸漬與混合塑煉是指塑性物料與液體或固體物料的混合。

前兩者是在低于聚合物流動溫度和緩和的剪切力作用下進行的。

而塑煉是在高于聚合物流動溫度和高剪切力作用下進

行的。混合和分散過程被認為是一個層流又能變形

的流體，物料產生層狀剪切形變。

混合一般是靠擴散、對流和剪切作用來實現的。

（B）按氣流中固相濃度分類

氣力輸送中常用混合比μ表示氣流中的固相濃度。

G物

G

式中：

G物——單位時間內輸送物料的量（kg/h）；

G氣——單位時間內通過輸料管的空氣量

（kg/h）。

根據混合比的大小，氣力輸送可分為：

1）稀相輸送：混合比在25以下（一般μ＝0.1-5）。在稀相輸送中，固體顆粒呈懸浮狀態。塑料加工廠的集中或獨立的氣力輸送裝置應用稀相輸送較多。

2）密相輸送混合比大于25。在密相輸送中顆粒呈集團狀態。

密相輸送的特點是低風量和高混合比，物料在管內呈柱塞狀運動，密相輸送在塑料加工廠一般可用作塑料粉料的輸送，如PVC樹脂的輸送

5.2.2材料的輸送

隨著塑料工業的發展，材料的輸送已采用氣力輸送。

（1）氣力輸送的分類

（A）按氣流壓強分類

（a）負壓式專為一個或幾個取料點把料抽到指定的投料點

輸送物料的管道處于負壓狀態下工作。

氣源真空度不超過10kPa的稱為低真空式。主要用于近距離、

小輸送量的粉料的輸送。

氣源真空度在10～50kPa間的稱為高真空式，主要用于粒料的

輸送，吸引距離不超過50～100m。

目前塑料加工廠的氣力輸送裝置大都采用負壓式。

（b）正壓式把物料從一處運到他處或高處

輸送物料的管道處于正壓狀態下工作。有低壓式和高壓式二

種。一般都是低壓式，氣源表壓力不超過50kPa，適用于粉料或粒

料的近距離輸送。

9/63

（1）沸騰干燥

塑料粒子懸浮在

熱空氣流中進行干燥，

顆粒表面均勻地接觸

熱空氣流，使水氣不

斷被熱空氣帶走，增

大了粒子表面水氣壓

力與熱空氣中水氣分

壓兩者的壓差，增大5

了傳熱與傳質兩者的圖5-1

沸騰干燥裝置示意圖

推動力，具有高效節1一風管2-沸騰床箱體3一熱風整流筒

能快速功能。見圖5-14一電加熱器5一高心風機6一袋式過濾器

（2）減濕熱空氣流干燥3

目的也是增大粒子表2

面水氣壓力與熱空氣中水

氣分壓兩者的壓差。由于

熱空氣的濕度降低，兩者

的壓差增大。料斗式干燥

器見圖5-2

（3）遠紅外線輻射加熱圖5-2

料斗式干燥器

1一物料分散器2一空氣出口3一空氣進口

大多工程塑料在整個遠4一電加熱器5一鼓風機

紅外波段有很寬的吸收帶，

宜用此法，速度快，效率高。

（4）回轉（轉鼓）真空干

燥Back

方法：

聚酯PET合成路線：直縮法、酯交換法、環氧乙烷法。BHET（對苯二甲酸二乙二醇酯）合成酯交換法：對苯二甲酸二甲酯（DMT）與乙二醇（EG）直接酯化法：對苯二甲酸（TPA）與EG直接酯化。

1、尼龍-6：由己類酰胺水解聚合，另外還有陰陽離子聚合。尼龍-66：己二酸，己二胺質子催化聚合。

2、聚丙烯腈：通常由丙烯腈自由基引發劑引發聚合而成，一步法可溶解單體和聚合物的溶劑（NaSCN水溶液，氫氧化鋅水溶液，二甲基亞，聚合物可直接紡絲），兩步法可溶解單體不能溶解聚合物的溶劑（合成絮狀聚合物后再溶解紡絲）。

3、聚乙烯醇：由乙酸乙酯聚合成聚乙酸乙烯酯，醇解成聚乙烯醇。

4、聚氯乙烯：由單體VC在自由基型引發劑引發下經懸浮聚合法合成

5、聚丙烯：見前面

24、寫出七大合成橡膠的名稱，簡稱及聚和方法？

丁苯橡膠SBR，順丁橡膠BR，異戊橡膠IR，丁基橡膠IIR，乙丙橡膠EPDM，氯丁橡膠CR，丁腈橡膠NBR。

丁苯橡膠SBR聚合方法：氧化還原引發體系低溫乳液聚合，丁二烯一苯乙烯陰離子共聚反應生產溶液聚合丁苯橡膠。

順丁橡膠BR:丁二烯經配位聚合得到順式-1，4-含量在96～98％的聚丁二烯，稱為順丁橡膠，產量占合成橡膠的第二位。

異戊橡膠IR:異戊二烯經配位聚合得高順式1，4-聚異戊二烯橡膠，簡稱異戊橡膠，其結構與天然橡膠一樣，又稱合成天然橡膠。聚合工藝與BR相似，采用溶液聚合，引發體系有三類：Ziegler-Natta型：非均相引發劑，烷基鋰型：主要是丁基鋰，稀土型。丁基橡膠IIR:由主要單體異丁烯和少量輔助單體異二烯經陽離子聚合而成，聚合溫度在-100℃左右。有溶液聚合和淤漿聚合兩種，工業上主要采用淤漿法。以氯代甲烷作溶劑。用液態乙烯作冷卻劑。

乙丙橡膠EPDM:由乙烯和丙烯經配位聚合而成，常加少量的非共軛二烯烴作第三單體。采用Ziegler-Natta催化劑（V-A1），合成工藝有以下兩種：溶液法：用己烷作溶劑：懸浮法：用液態丙烯作懸浮劑。第三單體：雙環戊二烯、亞乙烯降冰片烯、1，4-己二烯。

氯丁橡膠CR:氯丁二烯經自由基乳液聚合成CR。

丁腈橡膠NBR:由丁二烯和丙烯腈經自由基乳液聚合而成

3/63第五章成型物料的配制

5.1概述5.5溶液

5.2聚合物干燥與輸送5.5.1溶液的組成與作用

5.2.1材料的干燥5.5.2聚合物的溶解

5.2.2材料的輸送5.5.3溶液的配制

5.3原料的混合5.6分散體

5.3.1混合作用機理5.6.1成型用的分散體和分類

5.3.2混合程度的評價5.6.2溶膠塑料的組成與作用

5.2.3混合設備的簡介5.6.3溶膠塑料的制備

5.4粉粒料的配制

5.4.1粉粒料的組成

5.4.2粉粒料的配制

5.4.3粉粒料的工藝性能Back

5.1概述

為了改善成型工藝性能、制品的使用性能或降低成本等，聚合物成型用的原料大多數都不是單一的聚合物，要添加許多助劑或添加劑。

根據聚合物成型過程的需要，要將聚合物與助劑配制成粉料、粒料、溶液或分散體。

（1）粉料和粒料在生產上使用得比較多，它們的區別不在組成而在混合、塑化和細分的程度不同。千粉料→塑化→粒料.

（2）溶液：PVA水溶液、醋酸纖維溶液等。

（3）分散體：聚氯乙烯溶膠塑料或聚氯乙烯糊”。

不飽和聚酯樹脂原料：不飽和二元酸：順丁烯二酸或其酸酐（馬來酸酐）：飽和二元酸：鄰苯二甲酸酐、間苯或對苯二甲酸等：二

元醇：丙二醇、二乙二醇等。不飽和聚酯樹脂的固化過程：1固化劑自由基引發劑：BPO、過氧化甲乙酮等；活化劑（促進劑）：

環烷酸鈷、二甲基苯胺等（室溫）。2凝膠和固化。

22、工程塑料有哪些？說明其聚合方法。

一通用工程塑料：聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚苯醚（PPO）、聚對苯二甲酸酯類（PBT，PET）。聚酰胺的合成方法：（1）二元胺和二元酸的縮聚（2）-氨基酸的縮聚（3）環狀內酰胺的開環聚合

聚碳酸酯（PC）的合成方法：（1）酯交換法雙酚A與碳酸二苯酯在高溫、高真空條件下熔融縮聚；（2）光氣法（主要方法）光

氣和雙酚A在常溫、常壓下進行界面縮聚。

聚甲醛（POM）的合成化學：1甲醛的聚合；高純度的無水甲醛可以進行陰離子或陽離子聚合，工業上采用陰離子聚合，對單體甲

醛純度要求高。2三聚甲醛的聚合三聚甲醛是碳氧原子構成的六元雜環，在陽離子型引發劑引發下可開環聚合。聚合工藝主要

采用本體聚合和溶液聚合。

聚苯醚（PPO）合成與生產工藝2，6-二甲基苯酚與氧發生氧化-偶合反應；溶液縮聚法：以吡啶、苯、氯苯為反應介質；沉淀縮聚

法：將溶劑和沉淀劑混合作為反應介質。

聚對苯二甲酸酯類：直接酯化法和酯交換法

23、合成纖維的主要品種有哪些？聚合方法如何？

合成纖維包括：聚酯（滌綸）：約占合成纖維總產量的60％：聚酰胺（錦綸）：占20％；聚丙烯腈（腈綸）：占13％：聚乙烯醇（維綸）；聚丙烯（丙綸）；聚氯乙烯（氯綸）等。

微懸浮聚合：微懸浮聚合分兩個階段：均化階段和聚合階段。均化是將油溶性引發劑、乳化劑、水、單體等借助均勻分散設備，使之形成均勻乳液：聚合是將均化好的細小單體液滴按懸浮聚合方式進行升溫聚合。特點：含固量高，穩定性高，設備投資大，能耗大。

20、出酚醛樹脂、氨基樹脂的主要單體及聚合反應。

一酚醛樹脂原料：酚類：主要是苯酚；醛類：以甲醛為主。縮聚反應兩步：1羥甲基化反應：Ⅱ縮合反應。強酸催化：反應快，熱塑性酚醛樹脂（酸法樹脂）。堿催化：反應快，生成多羥甲基衍生物，受熱后可固化，熱固性酚醛樹脂（堿法樹脂）氨基樹脂原料：氨基化合物：脲（H2N-CO-NH2）最重要，三聚氰胺次之；醛類化合物：甲醛水溶液。縮聚反應兩步：1羥甲基化反應：Ⅱ縮合反應。間歇法生產，以六亞甲基四胺為催化劑，縮聚后得氨基樹脂水溶液，經處理后得電玉粉、玻纖模壓料。

21、寫出環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂的主要單體、固化劑及固化機理。

一環氧樹脂原料：雙酚A、環氧氯丙烷，NaOH為催化劑。反應分兩步進行：I開環加成；I脫除HCI形成環氧基團。環氧樹脂固化機理：1催化固化機理（1）路易氏酸作用下為陽離子聚合機理（BF3）（2）路易氏堿作用下為陰離子聚合機理（叔胺）：2固化劑參與固化反應的固化機理（1）胺類與環氧樹脂的固化反應，伯胺基含有兩個活潑氫，可與兩個環氧基反應。（2）酸酐與環氧樹脂的固化反應（酯化反應）。環氧樹脂固化劑：（1）胺類固化劑（活性大，可室溫固化），（2）酸酐固化劑

率達90％以上加入。

二步法（又稱后浸漬法）：苯乙烯、水、分散劑、引發劑→聚合→洗滌→離心脫水→干燥→篩分→料倉）水、發泡劑、分散劑→浸漬→洗滌→脫水干燥→包裝

丙烯腈-苯乙烯共聚樹脂采用方法：本體法、懸浮法制得，其中本體法占絕對優勢。本體法：聚合熱的移除單靠夾套冷卻遠遠不夠，最有效的移熱方法是不斷加入冷的單體，讓部分單體和溶劑蒸發也是移熱的好措施。可采用單釜滿料聚合工藝、單釜不滿料聚合工藝、雙釜串聯滿料聚合工藝。

ABS樹脂采用方法：乳液聚合法、本體聚合法、本體-懸浮法、乳液-懸浮法及乳液-本體法。

19、氯乙烯的生產方法有哪些？生產工藝及其產品各有何特點？畫出方框流程圖。

一聚氯乙烯生產方法：自由基懸浮聚合（主要方法），乳液聚合，微懸浮聚合，本體聚合。

PVC懸浮聚合法工藝：工藝條件控制：反應溫度波動土0.2℃。單體：純度＞99.98％；反應介質：去離子水；主分散劑：纖維素醚、聚乙烯醇、明膠；助分散劑：表面活性劑：引發劑：多用復合引發劑。聚合溫度50～60℃。其他助劑：鏈終止劑、鏈轉移劑、抗魚眼劑、防粘釜劑等。

本體聚合：本體聚合用液態氯乙烯（VC）作懸浮劑，PVC不溶于VC，在攪拌下生成顆粒，成粒機理與懸浮聚合法相似。（1）預聚合采用立式不銹鋼熱壓釜，容積8～25m3，聚合溫度62～75℃，轉化率7～12％，反應時間30min。（2）聚合反應釜現采用立式聚合釜，容積12～50m3，反應時間3～9小時。優點：不需要經過干燥工序，設備生產能力大，生產成本低，產品性能好，三廢少。缺點：未反應的單體難以充分脫除，會產生10％的大顆粒，須經篩分、研磨為合格品。

乳液聚合：用于生產PVC糊樹脂，制作人造革、泡沫塑料、搪塑制品。

氰酸酯的二聚反應（2）異氰酸酯的三聚反應（3）異氰酸酯的線型聚合反應（4）異氰酸酯的脫二氧化碳縮聚反應：3.二元（或多元）異氰酸酯和二元（或多元）醇：（1）一步法，由異氰酸酯和醇直接反應，如雙組分的聚氨酯粘合劑，聚氨酯泡沫塑料也可由一步法直接合成（2）兩步法（預聚體法），第一步：合成預聚體，二元醇和過量的二元異氰酸酯反應，生成兩端皆為-NCO基團的加成物。第二步：預聚體進行擴鏈反應和交聯反應。（3）擴鏈反應：（4）交聯反應。

聚氨酯最主要的用途是什么？簡述其生產工藝。

生產聚氨酯泡沫塑料

①一步法：各種原料一次混合催化發泡。各種物料在反應過程中同時發生鏈增長、擴鏈、交聯及發泡等反應。

優點：工藝流程簡單，投資少，制品性能好，大量用于軟泡生產；

缺點：工藝難度大，不易控制。

②預聚體法（兩步法）：將聚醚（或為聚酯）多元醇與異氰酸酯先反應生產兩端帶有-NCO基團的預聚體，再加入催化劑、發泡劑、泡沫穩定劑等組分，進一步反應和發泡。

優點：易控制，成品率高，主要用于硬泡、半硬泡的生產。

缺點：工藝過程多、生產過程復雜，較老的生產工藝。

16、PE的主要品種有哪些？各有什么特點？生產方法如何？簡述工藝流程（寫典型工藝）。影響PE性能的因素有哪些？

一①主要品種有：（1）高壓低密度聚乙烯（LDPE）0.915～0.930g/cm3；（2）線型低密度和中等密度聚乙烯（LLDPE）0.915～0.94g/cm3；（3）高密度聚乙烯（HDPE）0.96～0.97g/cm3。此外，還有超高分子量聚乙烯、改性聚乙烯（交聯、氯化、氯磺化、

接枝）等品種。

②其品種特點：（1）LDPE:支鏈多，結晶度低，密度低：用途：薄膜（農膜、包裝膜）、涂層、注塑產品等：方法：本體聚合（2）HDPE:支鏈少，結晶度高，密度高；用途：注塑、吹塑、擠出；方法：配位聚合，淤漿法、溶液法和氣相法。（3）LLDPE:由共聚單體引入短支鏈，結晶度低，密度低；用途：薄膜、注塑、滾塑、擠塑：

③方法：氣相法（本體聚合），溶液法，淤液法。

影響PE性能的因素：密度是影響聚乙烯性能的主要因素，密度增加，對氣體的屏蔽性、硬度、耐磨性、拉伸強度、剛性、耐熱性、耐化學腐蝕性及表面光潔度等性能提高；降低密度則柔韌性、耐應力破裂性、透明性及伸長性提高，冷流性和收縮率降低。此外，聚乙烯的分子量及其分布對其性能也產生重要影響。

17、PP的生產方法有哪些？簡述工藝流程

一PP有等規、間規、無規三種立體異構物，工業生產的PP要求等規PP含量在95％以上。采用配位聚合。生產方法：溶劑淤漿法，間歇液相本體PP。間歇液相本體聚合法：單釜間歇操作，反應釜容積多為12m3；原料丙烯主要來自煉廠氣，純度＞99.5％；催化劑采用Z-N催化劑體系，用高純度H2調節PP分子量。反應條件：操作壓力3.3～3.5MPa，溫度75～80℃，時間3～6h，轉化率70％左右。反應達到“干鍋”狀態時，回收未反應的丙烯，回收壓力1.0～1.2MPa。從反應釜出來的物料進入閃蒸釜，通N2置換丙烯，通空氣使催化劑脫活，得到粉狀的PP。采用液相預聚合、液相均聚和氣相共聚相結合的方法：液相均聚反應一般都采用兩

組串聯的環管反應器，每組反應器由四根管子組成。預聚合后催化劑淤漿先進第一組環管反應器，另加丙烯和H2；再送到第二組環管反應器，另加丙烯和H2:淤漿質量分數保持在55％左右。反應溫度40～70℃，壓力3～3.5MPa。聚合物淤漿從第二組反應器底部出來，經過一條加熱管（閃蒸線），使單體全部汽化，進入旋風式閃蒸罐分離。

18、聚苯乙烯類樹脂主要有哪些？分別采用什么方法生產？畫出方框流程圖。

一聚苯乙烯類樹枝主要有：通用型PS；可發性PS:苯乙烯-丙烯腈共聚樹脂；高抗沖PS:苯乙烯-馬來酸酐共聚樹脂；苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚樹脂；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚樹脂（ABS）。

1通用型采用方法：本體聚合法，溶液本體法（改良本體法）和懸浮聚合法。

本體法：聚合條件：預聚溫度80～120℃，轉化率2050％；聚合溫度120～180℃，轉化率5595％；物料停留時間：48小時。溶劑用量為2％～30％。后處理：送入閃蒸器脫除可揮發組分。閃蒸罐閃蒸器＞轉膜蒸發器＞脫揮發擠出機

懸浮聚合法：油相：苯乙烯、共聚單體、引發劑、鏈轉移劑等：水相：去離子水、分散劑（無機分散劑）。引發劑：多采用混合引發劑；主分散劑：常用磷酸三鈣（磷酸鈉＋氯化鈣）；助分散劑：表面活性劑如石油磺酸鈣等。反應溫度80～140℃；時間5～24h，一般8～9h。與本體法相比，懸浮法產品透明度較差，質量不如本體法穩定，自動化程度較低，運轉成本較高，且有大量污水排出。因此，懸浮法生產GPPS已逐漸被淘汰，現主要用于苯乙烯共聚物及可發性PS（EPS）的生產。

高抗沖聚苯乙烯采用方法：本體法、本體-懸浮法等，多用本體法，工序如下：橡膠→溶解→本體預聚→本體聚合→擠出造粒→產品

發泡聚苯乙烯采用方法：用戊烷或戊烷混合物作發泡劑，采用懸浮聚合法，制備工藝有一步浸漬法和兩步浸漬法之分。一步法：將單體、引發劑、分散劑、水、發泡劑和其他助劑一起加入反應釜內，聚合得到含發泡劑的珠粒樹脂，發泡劑一般應在聚合轉化

氰酸酯的二聚反應（2）異氰酸酯的三聚反應（3）異氰酸酯的線型聚合反應（4）異氰酸酯的脫二氧化碳縮聚反應：3.二元（或多元）異氰酸酯和二元（或多元）醇：（1）一步法，由異氰酸酯和醇直接反應，如雙組分的聚氨酯粘合劑，聚氨酯泡沫塑料也可由一步法直接合成（2）兩步法（預聚體法），第一步：合成預聚體，二元醇和過量的二元異氰酸酯反應，生成兩端皆為-NCO基團的加成物。第二步：預聚體進行擴鏈反應和交聯反應。（3）擴鏈反應；（4）交聯反應。

聚氨酯最主要的用途是什么？簡述其生產工藝。

生產聚氨酯泡沫塑料

①一步法：各種原料一次混合催化發泡。各種物料在反應過程中同時發生鏈增長、擴鏈、交聯及發泡等反應。

優點：工藝流程簡單，投資少，制品性能好，大量用于軟泡生產；

缺點：工藝難度大，不易控制。

②預聚體法（兩步法）：將聚醚（或為聚酯）多元醇與異氰酸酯先反應生產兩端帶有-NCO基團的預聚體，再加入催化劑、發泡劑泡沫穩定劑等組分，進一步反應和發泡。

優點：易控制，成品率高，主要用于硬泡、半硬泡的生產。

缺點：工藝過程多、生產過程復雜，較老的生產工藝。

16、PE的主要品種有哪些？各有什么特點？生產方法如何？簡述工藝流程（寫典型工藝）。影響PE性能的因素有哪些？

一①主要品種有：（1）高壓低密度聚乙烯（LDPE）0.915～0.930g/cm3；（2）線型低密度和中等密度聚乙烯（LLDPE）0.915～0.94g/cm3:（3）高密度聚乙烯（HDPE）0.96～0.97g/cm3。此外，還有超高分子量聚乙烯、改性聚乙烯（交聯、氯化、氯磺化、

應而脫除，聚合物溶液可直接用作產品。缺點是溶劑可能有毒、易燃，提高了成本，增加了縮聚物分離、精制、溶劑回收等工序，生產高分子量產品時須將溶劑蒸出后進行熔融縮聚。適用于單體或縮聚物熔融后易分解的產品生產。

界面聚合的特點：優點是反應條件緩和，反應時不可逆的，對兩種單體的配比要求不嚴格。缺點是必須使用高活性單體，需要大量溶劑，產品不易精制。適用于氣液相、液-液相界面縮聚和芳香族酰氯生產芳酰胺等特種性能聚合物。

固相縮聚的特點：優點是反應溫度低于熔融縮聚溫度，反應條件緩和。缺點是原料需充分混合，要求達一定細度，反應速度低，小分子不易擴散脫除。適用于提高已生產的縮聚物的分子量以及難溶的芳族聚合物的生產。

13、簡述影響線型縮聚高聚物分子量的影響因素。

—①線型高分子量縮聚物生產過程中單體轉化率的高低對產品的平均分子量產生重要影響；

②縮聚物生產過程中兩種二元官能團單體的摩爾比應嚴格相等，而加入適量的一元官能團單體以控制產品的平均分子量；

③縮聚反應生成的小分子化合物須及時用物理方法或化學方法除去，其殘存量對聚合度產生明顯影響。

14、具有反應活性的低聚物可分為哪兩類？各舉兩例。

一具有反應活性的低聚物有（1）反應性官能團為可發生縮聚反應的合成樹脂：酚醛樹脂、氨基樹脂、醇酸樹脂、有機硅樹脂等。（2）反應性官能團為不能發生縮聚反應的合成樹脂：不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、端羥基聚醚或聚酯等。

15、生產聚氨酯的主要原料有哪些？簡述聚氨酯的合成原理。

一聚氨酯（PUR）:塑料、橡膠、合成纖維、涂料、粘合劑。是世界五大塑料之一，主要產品是泡沫塑料，占78％。生產聚氨酯原料有異氰酸酯，多元醇化合物（包括聚醚多元醇，聚酯多元醇，其他類型的多元醇）擴鏈劑，催化劑及其它助劑。

聚氨酯的合成原理：1.異氰酸酯的化學反應：（1）異氰酸酯與含活潑氫化合物間的反應；2.異氰酸酯的自聚反應：（1）芳香族異

①陽離子聚合反應工業應用：聚異丁烯：聚乙烯亞胺；聚甲醛。此外還可以合成端基為某功能團的聚合物，具有功能性懸掛基團的聚合物，嵌段共聚物，大單體。實施方法：乙烯基單體或某些雜環單體在陽離子引發劑作用下生成相應陽離子進行聚合的反應陰離子聚合反應工業應用：合成分子量甚為狹窄的聚合物；合成利用先后加入不同種類單體進行陰離子聚合的方法合成AB型，ABA型以及多嵌段、星形、梳形等不同形式的嵌段共聚物；利用在聚合反應結束時需要加入終止劑這一點，合成某些具有適當功能團端基的聚合物。實施方法：有兩種情況，一是聚合引發劑和單體分子之間有兩個電子轉移而生成一個鍵；二是單電子轉移而不生成鍵，首先生成自由基離子，然后二聚成為雙離子。

配位聚合反應工業應用：合成樹脂中HDPE、聚丙烯及其共聚物；合成橡膠中順丁橡膠（BR）、順式聚異成二烯（合成天然橡膠）以及乙烯-丙烯-二烯烴三元共聚物（乙丙橡膠）。實施方法：乙烯和a-烯烴的配位聚合、1，3-烯烴配位聚合。②原因：離子聚合與配位聚合都使用相應的催化劑進行催化聚合反應，由于有些催化劑對HO的作用是靈敏的。或由于反應過程中生成的碳正離子增長鏈（～～CX）、碳負離子增長鏈（～～C-M＋）、陰離子配位鍵對HO的作用是靈敏的，所以不能采用HO為反應介質。因此與游離基聚合不同，不能采用以H0為反應介質的懸浮聚合生產方法和乳液聚合生產方法進行生產。而采用無反應介質的本體聚合方法或有反應介質存在的溶液聚合方法。

12、工業上用于生產線型縮聚高聚物的方法有哪些？各有何特點？

熔融縮聚特點：優點是生產工藝過程簡單生產成本低，可連續法生產直接紡絲，聚合設備的生產能力高。缺點是反應溫度高，要求單體和縮聚物在反應溫度下不分解，單體配比要求嚴格，反應物料粘度高，小分子不易脫除，局部過熱可能產生副反應，對聚合設備密封性要求高。廣泛用于大品種縮聚物。

溶液縮聚特點：優點是溶劑存在下可降低反應溫度避免單體和產物分解，反應平穩易控制，可與產生的小分子共沸或與之反

濃度范圍叫做爆炸極限。

4、簡述乙烯在高聚物合成方面的重要性。

一乙烯可以合成各種單體，從而得到各種合成樹脂與合成橡膠

例如：

CH2＝CH2-聚乙烯CH2＝CH2＋CH3-CH＝CH2-乙丙橡膠

CH2＝CH2＋C12＋02-CH2C1-CH2C1-CH2＝CHC1-聚氯乙烯

CH2＝CH2＋CH3C00H＋02-CH2＝CH-00CCH3-聚乙酸乙烯酯一聚乙烯醇一維綸樹脂

5、如何選擇自由基聚合的引發劑？

一首先，根據聚合操作方式和反應溫度條件，選擇適當分解速度的引發劑。

第二，根據引發劑的分解速度隨溫度的不同而變化，所以要根據反應溫度選擇合適的引發劑。

第三，根據分解速度常數選擇引發劑。

第四，根據分解活化能（E）選擇引發劑。

第五，根據引發劑的半衰期選擇引發劑。

6、在自由基聚合生產中，主要采用什么方法控制產品的平均分子量？

一控制平均分子量的手段：（1）嚴格控制引發劑的用量，一般僅為千分之幾；（2）嚴格控制反應溫度和其他反應條件；（3）選擇適當的分子量調節劑并嚴格控制其用量。

在實際生產中，由于聚合物品種不同，采用的控制手段各有所側重，根據主要影響因素來選擇控制手段。

7、自由基聚合反應的實施方法有哪幾種？分別能生產哪些主要的高聚物品種？

自由基聚合反應的實施方法有哪幾種？分別能生產哪些主要的高聚物的品種？

一高分子聚合反應實施方法有自由基聚合（本體聚合、乳液聚合、懸浮聚合、溶液聚合）：離子與配位聚合（本體聚合、溶液聚合）。本體聚合生產的主要品種：LDPE、PS、PMMA等。懸浮聚合生產的主要品種：PVC、EPS、AS、ABS、PMMA、PTFE等。乳液聚合主要產品：合成樹脂如PVC、聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯等，合成橡膠如SBR、NBR、CR。溶液聚合：主要用于直接用聚合物溶液的場合（粘合劑、涂料、分散劑）及合成纖維。如聚丙烯酸酯，聚丙烯酰胺，PANPSPVCPVAc

8、比較懸浮聚合和乳液聚合、本體聚合的優缺點。

一懸浮聚合的特點：優點：用水作為連續相，聚合反應熱易除去；操作安全；反應體系粘度較低；溫度易控制；分離較容易；產品純度較乳液聚合的高。缺點：分散體系不穩定，間歇法生產。

乳液聚合的特點：優點：聚合反應熱清除較容易；反應體系粘度低；分散體系的穩定性優良，可連續操作；產品乳液可直接用作涂料、粘合劑、表面處理劑。缺點：分離過程較復雜，產生大量廢水，直接干燥能耗大；聚合物雜質含量較高。

本體聚合的特點：優點：無反應介質，工藝過程簡單。缺點：聚合反應熱的散發困難，反應溫度難以控制，一般先進行預聚合，排除部分反應熱；反應后期粘度大，單體反應不易進行完全。

9、破乳方法有哪些？乳液聚合工業生產中采用什么方法破乳？

一破乳方法：加電解質；改變PH值；冷凍破乳；機械破乳；稀釋破乳。工業生產中采用破乳的主要方法是在乳膠中加入電解質并且改變pH值。

11、離子聚合與配位聚合反應在工業上有哪些應用？聚合實施方法有哪些？為什么不能采用懸浮聚合和乳液聚合生產？

①陽離子聚合反應工業應用：聚異丁烯：聚乙烯亞胺；聚甲醛。此外還可以合成端基為某功能團的聚合物，具有功能性懸掛基團的聚合物，嵌段共聚物，大單體。實施方法：乙烯基單體或某些雜環單體在陽離子引發劑作用下生成相應陽離子進行聚合的反應陰離子聚合反應工業應用：合成分子量甚為狹窄的聚合物：合成利用先后加入不同種類單體進行陰離子聚合的方法合成AB型，ABA型以及多嵌段、星形、梳形等不同形式的嵌段共聚物；利用在聚合反應結束時需要加入終止劑這一點，合成某些具有適當功能團端基的聚合物。實施方法：有兩種情況，一是聚合引發劑和單體分子之間有兩個電子轉移而生成一個鍵；二是單電子轉移而不生成鍵，首先生成自由基離子，然后二聚成為雙離子。

配位聚合反應工業應用：合成樹脂中HDPE、聚丙烯及其共聚物；合成橡膠中順丁橡膠（BR）、順式聚異成二烯（合成天然橡膠）以及乙烯-丙烯-二烯烴三元共聚物（乙丙橡膠）。實施方法：乙烯和a-烯的配位聚合、1，3-烯烴配位聚合。②原因：離子聚合與配位聚合都使用相應的催化劑進行催化聚合反應，由于有些催化劑對HO的作用是靈敏的。或由于反應過程中生成的碳正離子增長鏈（～～CX）、碳負離子增長鏈（～～C-M＋）、陰離子配位鍵對HO的作用是靈敏的，所以不能采用HO為反應介質。因此與游離基聚合不同，不能采用以H0為反應介質的懸浮聚合生產方法和乳液聚合生產方法進行生產。而采用無反應介質的本體聚合方法或有反應介質存在的溶液聚合方法。

12、工業上用于生產線型縮聚高聚物的方法有哪些？各有何特點？

熔融縮聚特點：優點是生產工藝過程簡單生產成本低，可連續法生產直接紡絲，聚合設備的生產能力高。缺點是反應溫度高，要求單體和縮聚物在反應溫度下不分解，單體配比要求嚴格，反應物料粘度高，小分子不易脫除，局部過熱可能產生副反應，對聚合設備密封性要求高。廣泛用于大品種縮聚物。

溶液縮聚特點：優點是溶劑存在下可降低反應溫度避免單體和產物分解，反應平穩易控制，可與產生的小分子共沸或與之反

釜中攪拌則合成樹脂呈粉狀固體析出。合成橡膠的高粘度溶液，不能用第二種溶劑以分離合成橡膠，其分離方法是將高粘度橡膠溶液噴入沸騰的熱水中，同時進行強烈攪拌，未反應的單體和溶劑與一部分水蒸氣被蒸出，合成橡膠則以直徑10-20mm左右的橡膠析出，且懸浮于水中。經過濾、洗滌得到膠粒。

②后處理過程的差異：

合成樹脂后處理方框圖：

潮濕的粉狀合成樹脂＞干燥＞干燥粉狀合成樹脂＞包裝＞粉狀合成樹脂商品。

潮濕的粉狀合成樹脂＞干燥。干燥的粉狀合成樹脂＞加穩定劑＞混煉＞造粒＞粒狀塑料＞均勻化＞包裝＞粒狀塑料制品。

合成橡膠后處理方框圖＞潮濕的粒狀合成橡膠＞干燥＞壓塊＞包裝＞合成橡膠制品

3、高分子合成工業的“三廢”是如何產生的？怎樣處理？什么是“爆炸極限”？

①高分子合成工業所用的主要原料一單體和有機溶劑，許多是有毒的，甚至是劇毒物質。由于回收上的損失或設備的泄漏會產生有害或有臭味的廢氣、粉塵污染空氣和環境。聚合物分離和洗滌排除的廢水中可能有催化劑殘渣、溶解的有機物質和混入的有機物質以及懸浮的固體微粒。這些廢水如果不經過處理排入河流中，將污染水質。此外，生產設備中的結垢聚合物和某些副產物會形成殘渣，因此高分子合成工業與其他化學工業相似，存在著廢氣、粉塵、廢水和廢渣等三廢問題。

②對于三廢的處理，首先在進行工廠設計時應當考慮將其消除在生產過程中，不得已時則考慮它的利用，盡可能減少三廢的排放量。必須進行排放時，應當了解三廢中所含各種物質的種類和數量，有針對性地進行回收利用和處理，最后再排放到綜合廢水處理場所。不能用清水沖淡廢水的方法來降低廢水中有害物質的濃度。

③一種可燃氣體、可燃液體的蒸汽或有機固體和空氣混合時，當達到一定的濃度范圍，遇火花就會引起激烈爆炸。可發生爆炸的

核-殼聚合：兩種單體進行共聚合時，如果一種單體首先進行乳液聚合，然后加入第二種單體再次進行乳液聚合，則前一種單體聚合形成乳膠粒子的核心，好似種子，后一種單體則形成乳膠粒子的外殼。

金屬茂催化劑：由過渡金屬鋯（Zr）與兩個環成二烯基或環成二烯取代基及兩個氯原子（或甲基）形成的有機金屬絡合物和助催化劑甲基鋁氯烷組成。

Phillips催化劑活化處理：400～800℃溫度下，于干燥空氣中進行活化，使鉻原子處于Cr＋6狀態

熔融指數：熱塑性塑料在一定溫度和壓力下，熔體在10分鐘內通過標準毛細管的重量值，以（g/min）為單位。

聚合反應的操作方式：間歇聚合：分批生產，適于小批量生產；連續聚合：自動化程度高，質量穩定，適合大批量生產。聚合反應器：管式、塔式、釜式、特殊形式：反應熱排除方式：夾套冷卻、內冷管冷卻、反應物料部分閃蒸、反應介質預冷、回流冷凝器冷卻等。

1、聚合反應釜中攪拌器的形式有哪些？適用范圍如何？

①常用攪拌器的形式有平槳式、旋槳式、渦輪式、錨式以及螺帶式等；

②渦輪式和旋槳式攪拌器適于低粘度流體的攪拌；平獎式和錨式攪拌器適于高粘度流體的攪拌：螺帶式攪拌器具有刮反應器壁的作用，特別適用于粘度很高流動性差的合成橡膠溶液聚合反應釜的攪拌。

2、簡述合成樹脂與合成橡膠生產過程的主要區別。

一合成橡膠生產中所用的聚合方法主要限于自由基聚合反應的乳液聚合法和離子與配位聚合反應的溶液聚合法兩種。而合成樹脂的聚合方法則是多種的。合成樹脂與合成橡膠由于在性質上的不同，生產上的差別主要表現在分離過程和后處理過程差異很大：①分離過程的差異：合成樹脂，通常是將合成樹脂溶液逐漸加入第二種非溶劑中，而此溶劑和原來的溶劑是可以混溶的，在沉淀

名詞解釋

Ziegler-Natta催化劑：中文譯名“齊格勒-納塔”催化劑，由三乙基鋁與四氯化鈦組成，是一種優良的定向聚合催化劑催化劑又稱觸媒，可以組合成Ziegler-Natta觸媒的化合物種類相當多，Ziegler-Natta觸媒可由下列的化合物組合而成：周期表中第IV到第VIII族的過渡金屬化合物，和周期表中第I到第III族的金屬所組成的有機金屬化合物。其中過渡金屬化合物為觸媒，而有機金屬化合物為助觸媒。

爆炸極限：可燃物質與空氣或氧氣必須在一定濃度范圍內均勻混合，形成預混氣，遇火源才會發生爆炸，這個濃度范圍成為爆炸極限，或爆炸濃度極限

逐步加成反應：某些單體的官能團可按逐步反應的機理相互加成而獲得聚合物，但又不會析出小分子副產物，這種反應稱為逐步加成聚合反應。

界面縮聚：兩種單體分別溶解在水及與水不相混溶的有機溶劑中，在常溫常壓下，在水和有機溶劑的界面進行縮聚反應的方法。

工程塑料：是指被用做工業零件或外殼材料的工業用塑料，是強度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優的塑料。

表面活性劑：是指具有固定的親水親油基團，在溶液的表面能定向排列，并能使表面張力顯著下降的物質

乳化劑：能降低互不相溶的液體間的界面張力，使之形成乳濁液的物質。乳化劑是乳濁液的穩定劑，是一類表面活性劑

HBL值：用來衡量表面活性劑分子中的親水部分和親油部分對其性質所作貢獻大小的物理量。

種子乳液聚合：單體原則上僅在已生成的微粒上聚合，而不形成新的微粒，即僅增加原來微粒的體積，而不增加反應體系中微粒的數目。

2、塑料注射成型過程中型腔內壓力變化如圖所示

（1）解釋實線中四個階段的壓力變化曲線，說明其對應的注射階段。（2）0-t1階段中哪個參數對制品質量影響最大，如何影響？

（3）t2～t3階段對制品如何影響？

P％

P

01213

時間

圖3-4模塑過程中塑料壓力的變化

A型腔內最大壓力A一澆1凍結時的壓力

一脫模時殘余壓力一時間

（10×2＝20 分）

生產聚氯乙烯軟膜，請設計三種可行的生產工藝方法，用方框圖表示工析不同成型方法所得的塑料薄膜的特點。

五、分析題

1、某工廠要生

藝過程，并分

2、某橡膠材料的相對分子質量分布曲線如下圖所示，若將其分別進行開煉機塑煉和密煉機塑煉，塑煉后該材料的相對分子質量分布曲線將如何變化？請在下圖中畫出示意圖，解釋原因，并討論各個外界因素對塑煉效果的影響。

與M

3、拉伸取向的非晶態聚合物沿拉伸方向的拉伸強度和斷裂伸長率隨取向度的提高如何變化？（

A、提高、提高B、降低、降低

C、提高、降低

D、降低、提高

4、塑性物料的混合過程主要是靠（）作用來完成的。

A、對流B、剪切C、捏合D、塑煉

5、擠出成型工藝過程與注射成型工藝過程最大的區別是（

A、擠出成型有牽引裝置、冷卻裝置和切割裝置，而注射成型沒有

B、擠出成型模具不用預熱，注射模具要預熱

C、擠出成型適用于熱塑性塑料，注射成型適用于熱固性塑料

D、擠出成型過程是連續的，注射成型過程是間歇的

6、中空制品要求不高時，適合選用哪種成型方法？（）

A、擠出吹塑B、注射吹塑C、拉伸吹塑D、多層吹塑

7、開煉機混煉時生膠脫輥成袋囊形，哪項措施可使其回到包輥狀態？（）

A、減小剪切速率B、減小輥距

C、減小分子量D、升高溫度

8、硫黃硫化體系中（）是事實上的硫化劑

A、硫黃B、促進劑C、活性劑D、多硫化物

9、聚合物在T-T溫度間以較大外力和較長作用時間下產生（）

A、普彈形變B、高彈形變C、塑性形變D、粘性形變

10、以下哪些因素會使聚合物的離模膨脹效應變得嚴重？（）

A、粘度大B、應力減小C、彈性模量大

D、分子量分布寬

三、簡答題（5×4＝20分）

1、說明牛頓流體發生壓力流動、收斂流動和拉伸流動時受力情況和流速分布特點。

2、采用傳遞模塑和模壓成型生產熱固性塑料制品時，為什么前者的成型溫度可以小于后者，而成型壓力又需要大于后者？

3、簡述炭黑對橡膠的補強機理。

4、纖維紡絲有哪幾種方法，成形過程各有何特點？

四、論述題（10×2＝20分）

1、塑料熔體在擠出機內有幾種流動形式，說明產生原因及對生產率的影響。分析影響擠出機生產效率的主要因素有哪些？并預計擠出機可能的發展方向。

一、填空題（1×20＝20分）

1、聚合物具有一些特有的加工性質，是指聚合物在溫度和壓力作

用下形變和在模具中模制成型的能力。是指聚合物在一個或兩個

方向上受到壓延或拉伸時變形的能力。

2、衡量物料混合效果需從和

兩方面來考慮。

3、圖1中A組直線稱為，B組直線稱為

4、聚合物流動過程中最常見的彈性行為是和

5、圖2中的橡膠硫化曲線可以分為四個階段，其中A區是，C區

是A

B

C

D

/止00美B

到季議

A

擠出壓力（P），公斤/厘米硫化時間

圖1圖2

6、根據物料在擠出機中沿螺桿前移時的變化特征，圖3中的Ⅱ段稱為

通常該段的螺槽容積是圖3

7、纖維紡絲過程中的傳遞過程是很重要的，所以液體細流的冷卻固化的本質是

和的過程。

8、炭黑在橡膠中的均勻分散過程分如下幾個階段，第一階段是，第

二階段是，第三階段是生膠力化學降解過程。

9、熱成型方法有幾十種，其中圖4所示的是，需要將片材在

溫度加熱軟化。圖4

10、柱塞式注射機成型聚丙烯制品時，為使料筒的加熱效率等于0.8，需要在料筒前端安置，如果聚丙烯預熱溫度50℃，注射料溫230℃，注射機的料筒

最高溫度應控制度。

二、選擇題（2×10＝20分）

1、通常情況下，下列哪些因素會使聚合物的粘度增大（）

A、溫度升高B、壓力增大

C、剪切速率增加

D、分子量分布增寬

2、聚合物加工過程采用中等冷卻速度時，控制介質溫度（）

A、接近T

maxB、低于T2很多

C、高于Tm

D、T2以上附近

第六章其它成型設備及原理

一、填空題

1、液壓機的主要技術參數有等。

2、平板硫化機對制品的主要作用是模壓和硫化，它是借助和

使制品成型。

3、一步擠出拉伸吹塑中空成型要采用兩種模具，即與

4、吹脹裝置主要包括等四部分。

5、中空吹塑的兩個基本工藝階段是：和

6、回吸成型法制品的主要特點是：

7、貼體包裝是屬于

8、橡膠在硫化過程中，其硫化歷程可分為四個階段：

9、橡膠制品生產的基本工藝流程包括：六個

主要工序。

10、熱成型設備的組成主要有

二、簡答題

1、常用吹塑成型方法有哪幾種，各自有何特點？

2、用于吹塑的機頭有哪幾種？分別適用于什么情況？

3、影響擠出吹塑成型的主要因素是什么？

4、擠出吹塑工藝過程包括？

5、什么是中空吹塑？中空吹塑制品有什么特點？

6、對吹脹模具的要求

7、簡述熱成型的工藝過程，與注射成型相比，熱成型有何優缺點？8、熱成型有哪些基本方法？

9、什么是橡膠加工，包括哪幾個加工工序？

10、簡要介紹塑料液壓機和塑料層壓機的特點以及壓制原理。

六、讀圖題

1、如圖1所示為雙分型面注射模，寫出圖中1～16的名稱。

98

3

21

10111213

14B

A1516

圖1

2、如圖2所示為注射模塑設備，試寫出圖中1～10的名稱。注射機按照結構特點可分為哪兩大類，各有什么特點？

26

35

料筒8

液壓泵液壓電器系統10

9

后模板

注射機的結構

圖2

3、如圖3所示為帶有側向抽芯的注射模，試寫出圖中1～17的名稱。

87

6

53

2

9101112

1314151617

圖3

4、如4圖所示為自動脫螺紋直角式注射模，請寫出編號為1-8結構的名稱并簡述自動脫螺紋直角式注射模的結構特點及工作過程。BI

2圖4

5、如圖5所示為帶側向抽芯的注射模，請寫出編號為1～10結構的名稱，簡述帶側向抽芯的注射模的結構特點及工作過程。

86

53

2

91011121314151617

圖5

第五章壓延成型原理及設備

一、填空題

1、壓延成型是對和

進行成型加工的主要方法之一。

2、壓延成型具有、

的特點。

3、壓延生產線由三大部分組成。

4、壓延機的技術參數很多，主要有等。

5、四輥壓延機的主體是由所組成。

6、評價壓延機剛性好壞與抗變形能力大小的一個重指標是

7、輥筒調距裝置的主要衡量標準是

8、壓延制品的精度主要是的精度。

9、剝離裝置也稱為引離裝置，主要作用是

10、多輥壓延機是指四輥以上的壓延機，采用多輥的上的是

11、壓延卷取分為和

兩類。

12、供料系統的功能是

13、牽引輥筒的線速度比壓延輥略大，目的是

14、壓延前輔機主要包括

15、壓延后輔機主要包括

二、簡答題

1、壓延成型的原理是什么？有何工藝特點？

2、壓延成型輥筒的排列方式有哪幾種？輥筒排列的原則是什么？3、影響壓延產品質量的因素有哪些？

4、同產壓延機規格型號為SY-4-1000B說明含義。

5、壓延機的主要結構組成有哪些。

6、壓延成型后工序設備有哪些，各有什么作用？

7、什么是壓延效應？

8、壓延成型的工藝流程是什么？

13、分流道設計時應注意哪些問題？

14、簡述模具型腔設計原則

15、注射完畢需要保壓，其目的時什么？

16、注射成型機冷卻裝置分布于何處？有何作用？

17、模具上設置定位圈的作用是什么？

18、分析在注射成形時，增大背壓有何正面何負面影響？

19、如何控制注射成型機的料筒溫度？

20、如何選擇注射成型壓力？

21、模具加熱及其冷卻的方法有哪些？

22、簡述注塑成型的循環過程。

23、若注射制品出現注射不滿的現象時，請找出其可能出現的五個原因。24、怎樣選擇注射機料筒的溫度。

25、注射成型過程對注射機應具備的功能要求

26、注射成型前原料的準備包括哪些內容？

39、PP的等規度越高，其結晶度就越大。（）

40、油泵是液壓傳動的動力來源，它是將液壓能轉變為機械能的裝置。（）

41、只有熱塑性塑料可以注射成型，而熱固性塑料則不能。（）

42、原料干燥的溫度和時間是影響干燥效果的主要因素。（）

43、注射制品中嵌入的金屬件一般都須加熱。（）

44、注射機料筒的溫度控制應在Tr（或Tm）至Td。（）

45、隨著注射模的模溫增加，制品的結晶或密度升高，內應力增大。（）

五、簡答題

1、注射機的分類及其工作原理

2、注射成型機的規格及主要技術參數

3、液壓系統在塑料注射成型機中的作用是什么？

4、注射機的注射系統有何作用，由哪些部分組成？

5、簡要介紹注射機的加壓和驅動裝置作用和類型

6、注射機常見的鎖模系統分別有哪些，各有什么特點。

7、溫度調節系統的作用是什么？

8、單分型面和雙分型面注射模的區別是什么？

9、什么情況下需要注射模有斜導柱的側向抽芯？

10、帶有活動側型芯等鑲件的注射模的優缺點是什么？

11、模具設計時，對所設計模具與所選用的注射機必須進行哪些方面的校核（從工藝參數、合模部分參數方面來考慮）？

12、澆注系統的作用是什么？注射模澆注系統由哪些部分組成？

37、注射螺桿的傳動形式依螺桿速度的變化情況可分為和

兩大類。

四、判斷題

1、注塑機的螺桿形式和結構與擠出機的螺桿完全相同。（）

2、合模力是指注射機合模機構對模具所能施力的夾緊力。（）

3、分型面的位置有垂直于開模方向、平行于開模方向及傾斜于開模方向幾種。（）4、殘余壓力為零時脫模最容易。（）

5、注射成型的三大工藝條件是溫度、壓力和速度。（）

6、只有熱塑性塑料可以注射成型，而熱固性塑料則不能。（）

7、隨著注射模的模溫增加，制品的結晶或密度升高，內應力增大。（）

8、一般操作中塑化壓力的確定應保證制品的質量優良的前提下越低越好。（）

9、一個注射成型周期所需時間應由沖模時間、保壓時間和預塑時間所組成。（）10、螺桿式注射機噴嘴的溫度一定比料筒溫度高。（）

11、注塑成型機的操作方式有全自動、半自動、點動、調整四種。（）

12、合模裝置按工作原理分為液壓式和肘桿式。（）

13、注射開模頂出過程要求模板的移動速度是慢一快一慢。（）

14、注塑成型時，影響制品結晶度的主要因素是模具溫度。（）

15、在注射模具中，推板脫模的模具無需復位桿。（）

16、小型注塑模通常表現為剛度不足。（）

17、一般聚合物結晶度越高，其玻璃化溫度就越低，制品流動性越差而力學性能越好。（）

18、螺桿式注射機機筒的清洗通常是直接換料清洗的。（）

19、螺桿式注射機噴嘴的溫度一定比料筒溫度高。（）

20、注射成型時，冷卻時間的長短影響生產效率的高低。（）

21、注射機液壓系統的油溫常控制在300C以下。（）

22、順序閥是方向控制閥中的一種。（）

23、注射成型的溫度、壓力和速率是三大工藝條件。（）

24、注射機中常用的油泵是柱塞泵和齒輪泵。（）

25、注射模具的安裝方式主要是用壓板固定，有時也螺釘直接固定。（）

26、注射模的主流道設計成襯套形式是為了在機加工時方便。（）

27、注射模具采用冷卻水冷卻時，為提高產品質量，應加大入水與出水的溫度差。（）28、注射成型時，塑料熔體的流動壓力損失與流道長度、型腔深度及熔體表觀粘度均成正比。（）

29、為制得高度透明塑件，可以通過提高模溫來達到目的。（）

30、當模腔內壓力為負值時，制品脫模最容易。（）

31、采用螺桿式注射機式，螺桿頂部熔料在螺桿旋轉后退時所受到的壓力稱為塑化壓力，也稱為背壓。（）

32、分型面的位置有垂直于開模方向、平行于開模方向及傾斜于開模方向幾種。（）33、殘余壓力為零時脫模最容易。（）

34、工藝流程是從加料開始，道開模取出制品為止的過程。（）

35、注射成型的三大工藝條件是溫度、壓力和速度。（）

36、單向閥屬于壓力控制閥。（）

37、注射機常用葉片泵和齒輪泵。（）

38、柱塞式注射機料筒的清洗必須拆卸清洗。（）

第四章注射成型設備習題

一、名詞解釋

1、注射量2、注射壓力

3、注射裝置

4、塑化能力5、鎖模力

6、液壓控制系統7、合模裝置8、分流道

9、模板間距

10、冷料穴

11、流動比12、無流道澆注系統

13、熱流道注射模14、側向分型抽芯機構

15、抽芯距16、起始抽芯力

17、定距分型拉緊機械

18、聯合推出機構19、二級推出機構20、雙推出機構

二、選擇題

1、注塑大型工程塑料件時，往往采用（）。

A.移動螺桿式精密注塑機

B.移動螺桿式普通注塑機

C.柱塞式注塑機

2、注射開模頂出過程要求模板的移動速度是（）。

A.慢快慢

B.慢快快

C.快慢快

D.快快慢

3、注塑成型機的操作方式有（）

A.全自動半自動手動調整

B.全自動半自動點動調整

C.全自動半自動點動調整

D.全自動手動調整

4、注射機的注射速度是指（）

A.螺桿或柱塞單位時間內移動的距離

B.注射機單位時間內的最大注射量

C.沖模時注射機的作功能力

D.注塑機單位時間內塑化物料的量

5、注射機的主油路系統主要由什么組成，是系統壓力和流量的調節系統（）A.換向閥和行程閥

B.電動機和泵

C.壓力閥和流量閥

D.比例閥和換向閥

6、模具頂出機構按其動作順序可分為（）

A.機械頂出、流動頂出及氣動頂出

B.直向軸向頂出、螺紋旋轉和側向抽芯脫模劑構

C.頂桿頂出、頂管頂出及推板頂出

D.一次頂出、二次頂出、延遲動作頂出

7、注塑成型時，影響制品結晶度的主要因素時（）

A.模具溫度

B.料筒溫度

C.噴嘴溫度

D.注射時間

8、注射模采用（）澆口時，一定要采用順序分型機構。

A.針點式

B.直接式

C.圓環形

D.邊緣澆口

9、注射制品表觀出現黃焦斑，產生的原因可能是（）

A.模具溫度太低

B.模具排氣不良

C.物料塑化不均、溫度低

D.制品冷卻時間太短

10、注射成型時，結晶性塑料制品的透明度與模溫的關系是（）A.模具溫度低透明性好

B.模具溫度低透明性差

C.模具溫度高透明性好

D.模具溫度中等透明性差

11、殘余壓力P為（）時，制品脫模最容易。

A.P＞0

B.P＜0

C.P＝0

D.P＝注射壓力

12、注射成型時，模具溫度與制品透明性性能有關的是（）

A.模具溫度高透明性大

B.模具溫度高透明性小

C.模具溫度低透明性小

D.模具溫度中等透明性大

13、XZ-80代表的意義是注射機的最大公稱注射量為（）

A.80m3

B. 80cm

C.80g

D.80kg

14、注塑制品出現縮孔的原因可能是（）

A.模具溫度低塑化不良

B.注射速度過快

C.塑件壁厚不均

D.制件冷卻過久

15、注射成型時的溫度條件是指（）

A.料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度。

B.螺桿溫度、料筒溫度和物料溫度。

C.料筒溫度、噴嘴溫度和物料溫度。

D.螺桿溫度、噴嘴溫度和模具溫度。

三、填空題

1、注射成型的一個工作循環包括：

2、在口模和螺桿頭之間有一過渡區，為使料流經過這一區域時改變流動方向、阻止未融物料和雜質通過口模，經常在該過渡區設置和

3、注射機按塑化的方式可分為和

注射機。

4、SZ68/40注射成型機，其中68表示，40表示

5、注射壓力是指在注射成型機中，熔融塑料注入模腔時_螺桿或柱塞_端面處作用于

單位面積上的力。

6、注射速度是指注射時螺桿或柱塞的單位為

7、塑化能力是注射機塑化裝置在小時內所能

的能力。

8、合模裝置的基本持存在一定程度上規定了所用模具的

要求，相對運動程度及安裝條件。

9、注射系統的功能可簡述為使塑料、使熔料

、熔料的保壓及補縮。

10、自鎖式噴嘴主要用于類塑料及熔體粘度較

的塑料。

11、合模系統的合模機構可分為式、

式、式。

12、模具澆注系統通常由四部分組成即、分流道、

及冷料井。

13、注射成型工藝過程包括成型前的準備、和

三個階段。

14、注射成型時的溫度條件是指溫度、噴嘴溫度和

溫度。

15、塑料品種很多，可分為通用塑料、和

16、注射成型的三大工藝條件中，壓力包括壓力和

壓力。

17、塑料的塑化包括溶劑塑化和塑化，注塑成型的塑化主要是指“塑料在料

筒內經加熱達到狀態”。

18、反映熱塑性塑料流動性好壞常用指數，反映熱固性塑料流動性好壞常

用指數。

19、注射模主要由和

兩大部分組成。

20、在不對稱分布的多型腔注射模中，需通過調整尺寸和

尺寸，

以使各型腔充模能同時完成。

21、注塑制品的后處理包括處理和

處理。

22、注射成型時，模腔內的壓力有較大的變化，壓力出現最大值只能在階

段，壓力出現負值只能在階段。

23、螺桿式注射機的主要塑化部件包括和噴嘴等。

24、塑料的結晶只能產生于和

溫度范圍內。

25、工藝流程就是從投入開始，通過一定生產設備，按順序連續加工直到

產生的全過程。

26、注射機的操作方式有點動、手動、半自動和全自動，裝模具適宜采用生產時可以采用全自動、半自動和

27、在注射模的多腔模中，分流道的布置有和

兩類。

28、注射成型周期包括和其它時間。

29、注射成型時，為避免熔體破裂現象，可或采用

澆口。

30、注射模的冷卻水孔數目應盡量的，尺寸應盡量的

31、注射機中，常用的油泵有葉片泵、和

三種。

32、在注射合模中，模板的運動速度是從到

33、在注射成型常用的脫模劑有和硅油三種

34、注塑模腔充滿后，保壓的作用是及

35、注射成型過程中的壓力包括和

兩種。

36、PE分子鏈的支化度越低，分子鏈越，因而結晶度越

3

5、如圖2所示為支管式機頭結構，試寫出圖中1～5的名稱。

32

1

5

6、如圖2所示為衣架式機頭結構，請寫出圖中1-6的名稱。

45

6

2

3

6

235

8

9

110

2、如1圖所示為管材擠出工藝示意圖，請寫出圖1中1、2、3、6、8、10、13、14的名稱，并簡述管材擠出的工藝過程。

15141312

1110

水冷水

壓縮空氣

3、如圖1所示為吹塑薄膜生產線，試根據圖所示擠出設備，寫出1～7的名稱。

5

3

26

7

壓縮空氣

4、如圖1所示為擠板工藝示意圖，試寫出圖中1-8的名稱并簡述擠板的工藝過程。

三、簡答題

1、普通螺桿在結構上為何分段，分為幾段？各段的作用如何？

2、提高固體輸送率的主要途徑有哪些？

3、擠出成型的特點

4、雙螺桿擠出的特點

5、薄膜吹塑成型優缺點

6、擠出時，漸變螺桿和突變螺桿具有不同的加工特點。已知：PVC軟化點75～165℃；尼龍的熔融溫度范圍則較窄，約10℃，它們應分別選用何種螺桿進行加工？簡要說明理由。

7、試簡述螺桿的主要參數有哪些？

8、簡述擠出機機頭中多孔板和過濾網的作用。

9、試敘述管材擠出成型的工藝過程及其工藝控制要素有哪些？

四、讀圖題

1、如圖1所示為雙螺桿擠出機示意圖，請寫出編號為1～10結構的名稱，簡述單螺桿擠出機與雙螺桿擠出機的異同。

D.壓縮比的獲得最常用的方法是等距變深螺槽

8、下列關于螺桿螺旋角說法不正確的是（）

A.螺旋角增大，擠出機的生產能力下降

B.螺旋角等于30度的適合細粉狀料

C.最常用的螺旋角度是17.7度

D.螺旋角等于15度的適合方塊料

9、下列關于螺桿結構參數說法不正確的是（）

A.螺棱寬太小會使漏流增加，導致產量降低

B.螺棱寬太打會增加螺棱上的動力消耗，有局部過熱的危險

C.螺桿與料筒的間隙減小，不利于物料的熔融和混合

D.螺桿與料筒的間隙太小，易引起物料出現熱力學降解

10、下列關于加料段的說法錯誤的是（）

A.加料段的作用是加熱和輸送物料

B.加料段物料始終保持固體狀態

C.加料段通常采用等深變距的螺桿

D.擠出結晶性塑料加料段要長

11、下列關于壓縮段的說法錯誤的是（）

A.壓縮段的作用是壓縮與剪切作用

B.壓縮段物料全部是粘流狀態

C.壓縮段一般采用等距變深的螺桿

D.無定形塑料的壓縮段比較長

12、結晶性塑料一般采用螺桿（）

A.漸變形螺桿

B.突變形螺桿

C.波紋型螺桿

D.屏障形螺桿

13、為提高螺桿存在的熔融效率低、塑化混合不均勻等缺點，常采用的措施不包括（）A.采用高效螺桿

B.加大螺桿的長徑比

C.減小均化段螺槽深度

D.提高螺桿的轉速

14、擠出成型的工藝流程是（）

A.原料的準備、擠出物定型與冷卻、擠出成型、干燥、預熱、制品的牽引與卷取B.原料的準備、擠出物定型與冷卻、干燥、預熱、擠出成型、制品的牽引與卷取C.原料的準備、預熱、干燥、擠出成型、擠出物定型與冷卻、制品的牽引與卷取D.原料的準備、擠出物定型與冷卻、制品的牽引與卷取、擠出成型、預熱、干燥15、對擠出生產率影響不大的是（）

A.正流

B.逆流

C.橫流

D.漏流

16、下列關于溫度與擠出成型關系的說法正確的是（）

A.溫度升高，制品形狀穩定性好，所以應該盡量采用高溫擠出

B.溫度降低，物料粘度降低，有利于塑化，，所以應該采用低溫擠出

C.溫度太低，制品收縮增大，所以應該盡量采用高溫擠出

D.溫度太高，制品發黃，出現氣泡，所以應該降低擠出溫度

17、擠出成型過程中，制品橫截面是靠哪個部件得到的？（）

A.機頭

B.口模

C.料筒

D.分流梭

18、擠出成型模具被稱為（）

A.牽引裝置

B.擠出成型零部件

C.口模

D.擠出機機頭

19、輔機的組成部分一般不包括（）

A.定型裝置

B.卷取裝置

C.加熱裝置

D.牽引裝置

20、軟管的生產過程與硬管不同之處在于（）

A.定徑方式不一樣

B.冷卻方式不一樣

C.成型主機不一樣

D.擠出口模不一樣

21、大口徑管多采用的定徑方法為（）

A.外壓定徑法

B.內壓定徑法

C.真空定徑法

D.蒸汽輔助定徑

22、管材的截面尺寸與下列哪個因素無關（）

A.機頭口模

B.定徑套直徑

C.牽引速度

D.冷卻水溫度

23、下列關于吹膜擠出吹脹比說法不正確的是（）

A.吹脹比是用來衡量吹脹的程度

B.吹脹比是管坯吹脹后的管膜的直徑與擠出機螺桿的直徑的比值

C.吹脹比的大小表示擠出管坯直徑的變化

D.吹脹比表明了粘流態下大分子受到橫向拉伸作用力的大小

24、下列關于薄膜的吹脹與牽引下列說法錯誤的是（）

A.生產不同折徑不同厚度的薄膜，可以通過調整吹脹比和牽引比來控制B.吹脹比太大，橫向強度太低

C.吹脹比太小，膜管不穩定

D.牽引比太小，膜管容易被拉斷

25、板材擠出成型的輔機連接順序正確的是（）

A.三輥壓光機、冷卻導輥、切邊裝置、牽引裝置、切割裝置

B.三輥壓光機、冷卻導輥、切割裝置、切邊裝置、牽引裝置

C.冷卻導輥、切割裝置、三輥壓光機、切邊裝置、牽引裝置、

D.冷卻導輥、切邊裝置、牽引裝置、三輥壓光機、切割裝置

26、關于板材擠出三輥壓光機的說法，下列錯誤的是（）

A.壓光機的作用是將擠出的板材壓光和降溫

B.壓光機的滾筒對尺寸精度與光潔度沒有要求

C.壓光機滾筒間隙可以調整

D.壓光機與機頭的距離應盡量靠近

27、關于三輥壓光機溫度的控制，下列說法正確的是（）

A.上輥溫度最高

B.中輥溫度最高

C.下輥溫度最高

D.三輥溫度一致

28、口模應有一定長度的平直部分的原因是（）

A.保證物料的穩定以及消除熔接痕

B.增大料流的壓力

C.節約材料，降低成本

D.制造工藝的要求

29、下列不屬于機頭的設計原則的是（）

A.內腔呈流線型

B.機頭壓力大小分布均勻

C.足夠的壓縮比

D.正確的斷面形狀

30、下列不屬于新型高效螺桿的是（）

A.屏障形螺桿

B.銷釘型螺桿

C.波紋螺桿

D.突變型螺桿

二、填空題

1、擠出機主機主要由、傳動系統、

等組成。

2、擠出機的擠壓系統主要包括以及配

套功能元件，其中是擠壓系統最關鍵的部件。

3、在口模和螺桿頭之間的過渡區域經常設置和

，其作用是使料流

由變為

4、螺桿的壓縮比是指螺桿第一個螺槽構成的容積和

最后一個

螺槽構成的容積之比。

5、雙螺桿擠出機按螺桿旋轉的方向不同可分為和

兩種。

6、均化段長度與生產率密切相關，減短均化段長度，則擠出生產效率7、擠出成型中物料溫度的來源包括

8、吹膜成型依次經過的輔機為

9、在其它條件一定時，增大螺桿的長徑比，等于增加螺桿的

10、軟管的生產過程與硬管不同之處在于不同。

高分子材料成型加工設備習題

6、滿足開煉機正常工作必須的兩個條件是什么？

7、橢圓形轉子密煉機的工作原理

第三章擠出成型設備

一、選擇題

1、擠出機的螺桿分為（）

A.加料段、熔融段、均化段

B.加料段、融化段、擠出段

C.熔融段、均化段、擠出段

D.融化段、熔融段、擠出段

2、熔體在擠出機螺桿的均化段的流動有四種形式，分別為（）A.正流、負流、橫流、豎流

B.正流、逆流、橫流、漏流

C.正流、負流、橫流、漏流

D.正流、逆流、橫流、豎流

3、下列關于擠出成型基本概念錯誤的是（）

A.擠出的型材具有恒定的斷面形狀

B.螺桿式擠出成型工藝過程是間歇成型

C.擠出成型亦稱擠塑或擠出模塑

D.擠出成型既可成型熱塑性塑料，又可成型部分熱固性塑料4、螺桿的作用不包括（）

A.輸送物料

B.傳熱塑化物料

C.計量物料

D.混合均化物料

5、為提高物料輸送能力，常采取的措施不包括（）

A.冷卻螺桿，使螺桿的溫度略低于料筒

B.提高螺桿的轉速

C.在料筒內壁開設縱向溝槽

D.升高料筒的溫度

6、增大螺桿的長徑比不可以達到的目的（）

A.改善塑料的溫度分布

B.降低擠出機的功率消耗

C.減少擠出時的逆流和漏流

D.使物料混合更均勻

7、下列關于壓縮比的說法不正確的是（）

A.粉料的壓縮比應大于粒狀塑料的壓縮比

B.薄壁制品的壓縮比應小于厚壁制品的壓縮比

C.壓縮比太大，螺桿本身的機械強度下降

第一章緒論

一、簡答題

1、在現代聚合物成型加工工業中，影響聚合物制品生產的三大重要因素是什么？2、聚合物成型機械的定義及分類？

3、聚合物加工設備發展的主要趨勢和特點？

第二章高分子材料混合及設備

一、填空題

1、預處理設備包括以及

2、常見的篩析方法和

3、三輥研磨機主要用于的研磨。

4、密煉機可按轉子轉速分成和

5、高速捏合機的主要部件包括和。

6、增大開煉機的或減小

都會使速度梯度增加，提高物料的剪切塑

化效果。

7、開煉機的主要部件包括和

8、密煉機的主要部件包括和

9、密煉機常用轉子的基本類型包括和

10、開煉機的混煉功率應是和

之和。

二、簡答題

1、預熱和干燥的目的是什么？有哪些方式？

2、研磨機分為哪幾類？各包括哪些常用設備？

3、哪些機械通常用于塑料的初混合？哪些機械通常用于混煉？

4、說出三輥研磨機的工作原理

5、開煉機的工作原理

2、如圖2所示為帶有側向抽芯的注射模，試寫出圖中1-17的名稱。

87

6

53

2

1

9101112

1314151617

圖2

答：1-楔緊塊2-斜導柱3-側型芯滑塊4-型芯5-型芯固定板6-動模墊板7-墊塊8-動模座板9-推板10-推桿固定板11-推桿12-拉料桿13-導柱14-動模板15-澆口套16-定模座板17-定位圈

一、選擇題（共20分）

1、熔體在擠出機螺桿的均化段的流動有四種形式，分別為（B）。

A正流、負流、橫流、豎流B正流、逆流、橫流、漏流

C正流、負流、橫流、漏流D正流、逆流、橫流、豎流

2、衡量熱塑性塑料流動好壞的是（A）。

A熔體指數B拉稀擱置數

C分子量大小和分布D熔體溫度的高低

3、擠出成型模具被稱為（D）。

A牽引裝置

B擠出成型零部件

C口模

D擠出機機頭

4、注塑成型機的操作方式有（A）。

A全自動半自動手動調整B全自動半自動點動調整

C全自動半自動點動調整D全自動手動調整

5、注射機的主油路系統主要由什么組成，是系統壓力和流量的調節系統（C）。A換向閥和行程閥B電動機和泵

C壓力閥和流量閥D比例閥和換向閥

6、模具頂出機構按其動作順序可分為（D）

A機械頂出、流動頂出及氣動頂出

B直向軸向頂出、螺紋旋轉和側向抽芯脫模劑構

C頂桿頂出、頂管頂出及推板頂出

D一次頂出、二次頂出、延遲動作頂出

7、注射模采用（A）澆口時，一定要采用順序分型機構。

A針點式B直接式C圓環形D邊緣澆口

8、下列不屬于機頭的設計原則的是（B）。

A內腔呈流線型

B機頭壓力大小分布均勻

C足夠的壓縮比

D正確的斷面形狀

9、吹膜成型依次經過的輔機，正確的是（B）。

A牽引夾輥、人字板、均衡張緊輥、收卷輥

B人字板、牽引夾輥、均衡張緊輥、收卷輥

C均衡張緊輥、牽引夾輥、人字板、收卷輥

D牽引夾輥、人字板、收卷輥、均衡張緊輥

10、大口徑管多采用（B）定徑方法。

A外壓定徑法

B內壓定徑法

C真空定徑法

D蒸汽輔助定徑

二、填空題（共30分）

1、預處理設備包括篩析設備

預熱、干燥設備以及研磨設備。

2、高速捏合機的主要部件包括混合鍋

葉輪

傳動裝置

和卸料裝置。

3、注射成型時，模腔內的壓力有較大的變化，壓力出現最大值只能在保壓階段，壓力出現負值只能在冷卻

階段。

4、在口模和螺桿頭之間的過渡區域經常設置分流板和過濾網，其作用是使料流由螺旋運動變為直線運動

5、模具澆注系統通常由四部分組成即主流道

、分流道、

澆口

及冷料井。

6、在不對稱分布的多型腔注射模中，需通過調整分流道尺寸和澆口尺寸，以使各型腔充模能同時完成。

7、SZ-68/40注射成型機，其中68表示注射量，40表示鎖模力

8、評價壓延機剛性好壞與抗變形能力大小的一個重指標是長徑比。

9、注射模的冷卻水孔數目應盡量的多，尺寸應盡量的大。

10、吹脹裝置主要包括吹氣機構、模具、冷卻系統以及排氣系統等四部分。

11、液壓機的主要技術參數有最大總壓力、工作油液壓力、最大回程力和升壓時間等。

三、判斷題（每題2分，共10分）（對打V，錯打×）

1、注塑機的螺桿形式和結構與擠出機的螺桿完全相同。（錯）

2、一套擠出成型設備通常是由主機、機頭、輔機、加熱系統組成。（錯）

3、分型面的位置有垂直于開模方向、平行于開模方向及傾斜于開模方向幾種。（對）4、在注射模具中，推板脫模的模具無需復位桿。（對）

5、壓制成型廣泛應用于橡膠和熱固性塑料的成型加工中。（對）

四、簡答題（每題4分，共20分）

1、哪些機械通常用于塑料的初混合？哪些機械通常用于混煉？

答：常用的初混設備包括：冷混機、捏合機、高速捏合機、連續混合機

常用的混煉設備包括：開煉機、密煉機。

2、擠出成型的特點

答：（1）連續化生產，產品都是連續的

（2）生產效率高，如一臺200擠出機700kg/小時，德國500擠出機20t/小時。（3）應用范圍廣，能生產管材、棒材、板材、薄膜、單絲、電線、電纜、異型材，以

及中空制品等。

（4）投資少，收效快；

（5）結構簡單，易操作

3、單分型面和雙分型面注射模的區別是什么？

答：單分型面注射模具又稱為兩板式注射模，只有一個分型面。單分型面模具開模以后，

塑件連同澆注系統凝料留在動模一側，并從同一分型面取出。

雙分型面注射模具又稱為三板式注射模，有兩個分型在。與單分型面相比，在動模和定

模之間增加了一個可以定距移動的流道板，塑件和澆注系統凝料從兩個不同的分型面取出。

4、注射成型機冷卻裝置分布于何處？有何作用？

答：（1）防止注射壓力卸除后，已進入模腔的熔融塑料在尚未冷凝前流回澆道；（2）模內熔融塑料冷卻時，能向模腔內再擠填少量塑料，以補償其體積的收縮，保

證制件完整性，密實性和外觀質量。

5、模具上設置定位圈的作用是什么？

答：（1）保證模具進料口中心與注射機噴嘴中心一致吻合：

（2）對模具澆口套起壓緊作用，防止沖模時因模腔壓力作用使澆口套后移。

五、讀圖題（共20分）

1、如圖1所示為注射模塑設備，試寫出圖中1～10的名稱。

注射機按照結構特點可分為哪兩大類，各有什么特點？

26

58

料筒

液壓泵液壓電器系統10

9

后模板

注射機的結構

圖1

答：1一液壓電機和齒輪、2一料斗、3一加熱器、4-噴嘴、5一模具、6一拉桿、7一合

模裝置、8一頂桿、9一動模板、10一定模板

可分為柱塞式注射機和移動螺稈式注射機的作用原理大致相同，所不問的是前者用柱

塞施加壓力，而后者則用螺桿，二者結構特點基本相同，都是由注射系統、鎖模系統、液壓

系統及注射模具等幾部分組成。

《高分子材料成型加工設備》試卷（二）第3頁共4頁

其次如混煉時間過長，加藥順序不合理，混煉不均，也能造成膠料硫化后物理機械性能不合格。采取措施首先加強精工細作，貫徹三檢制度，防止錯配漏配藥料。但是對質量較差的膠料，則必須進行補充加工或摻用于合格膠料中使用。

30.膠料為什么會產生焦燒膠料產生焦燒的原因概括起來有這么幾條：配方設計不合理，例如硫化劑，促進劑用量太多；裝膠容量過大，煉膠煉膠操作不當，如煉膠煉膠機溫度過高，下片后又未進行充分冷卻，過早的加硫磺或分散煉膠煉膠不勻，造成硫化劑和促進劑的高度集中：未經薄通散熱打卷存放，打卷過大或存放時間過長等等，都會造成膠料焦燒。

31.如何防止膠料焦燒防止焦燒主要是針對產生焦燒原因相應采取措施。（1）防止產生焦燒，如嚴格控制混煉溫度，尤其是加硫溫度，改進冷卻條件，按工藝規程規定順序加料，加強膠料管理等。（2）調整配方中的硫化體系，適當添加防焦劑。

32.處理焦燒程度較重的膠料，為什么要加入1-1.5％硬脂酸或油類對于一般焦燒程度較輕的膠料，在開煉機上薄通（輥距1-1.5mm，輥溫45℃以下）4-6次，停放24小時，摻入好料中使用。摻用量控制在20％以下。但對于焦燒程度較重的膠料，膠料中硫化鍵較多，加入1-1.5％硬脂配后使膠料膨潤，加快交聯結構的破壞，這種膠即使處理好后，在好膠料中摻用比例也不宜高于10％。當然，對于一些焦燒程度嚴重膠料，除加硬脂酸外，適當加2-3％油類軟化劑，以助膨潤，處理后只能降級使用。至于焦燒更嚴重的膠料，不能直接處理使用，只好供做再生膠原料。

33.膠料為什么要存放在鐵板鐵板上鐵板塑、混煉膠煉膠很軟，如果隨意放在地面上，砂石，泥土，木屑等雜物易粘在膠料上，不易被煉膠發現，混進后會嚴重降低制品質量，特別是對一些薄制品更是致命要害，如果金屬雜物混入，則會造成機器設備事故。所以膠料必須存放在特制的鐵板鐵板上，按指定的地點存放。鐵板

34.為什么混煉膠煉膠的可塑度有時變化很大煉膠混煉膠煉膠的可塑度變化，影響因素很多，主要有：（1）塑煉膠煉膠的取樣不統一：（2）混煉時煉膠煉膠塑煉膠煉膠加壓不當；（3）軟化劑數量不正確；（4）原材料變動，特別是生膠和炭黑的變動，解決上述毛病煉膠主要措施就是嚴格執行工藝規程，隨時注意原材料變更的技術通知。

35.混煉膠煉膠從密煉機排出后，為什么要進行薄通倒煉煉膠密煉機排出膠料溫度一般在125℃以上，而加硫磺溫度應在100℃以下，為了迅速將膠料的溫度降下來，所以就需要反復對膠料進行倒煉，然后進行加硫磺、加促進劑的作業。

36.使用不溶性硫磺的膠料，在加工過程中應注意哪些問題不溶性硫磺是不穩定的，它能轉化為一般的可溶性硫磺。在室溫下轉化較慢，但隨溫度升高而加快，至110℃以上時，便能在10-20分鐘以內轉化為普通硫磺。因此這種硫磺應在盡可能低的溫度下貯存。在配料加工過程中，也要小心保持較低的溫度（在100℃以下）以防止其轉化為普通硫磺。不溶性硫磺由于它在橡膠中的不溶性，往往難于均勻分散，在工藝上也應充分注意。不溶性硫磺只用以代替一般的可溶性硫磺，不改變硫化過程和硫化膠的性能。因此，如果工藝過程中溫度過高，或者較高溫度下長時間存放，那么使用它就沒有意義。

37.膠片冷卻裝置使用的油酸鈉為什么要循環膠片冷卻裝置冷水槽中使用的隔離劑油酸鈉由于連續作業，壓片機下來的膠片不斷將熱量留在油酸鈉中，會使其溫度迅速上升而達不到冷卻膠片的目的。為了降低其溫度，就需要進行循環冷卻，只有這樣才能更有效的發揮膠片冷卻裝置的冷卻效果和隔離效果。

38.膠片冷卻裝置使用機械滾刀為什么比電熱滾刀好膠片冷卻裝置開始曾試用電熱滾刀，結構復雜，維護困難，刀口處膠料易早期硫化，不安全，后改用機械滾刀，維護檢修方便，保證了產品質量和安全生產。

和配合劑很快混合均勻。從理論上講，壓力越大越好，但因受設備等方面的限制，實際上壓力不可能無限制的大，一般說來，風壓以6Kg/cm2左右為好。

19.為什么開放式煉膠煉膠機兩個輥要有一定的速比煉膠開放式煉膠煉膠機設計速比的目的在于加強剪切作用，對膠料產生機械磨擦和分子鏈斷裂，促煉膠進配合劑的分散。另外前滾速度慢，還有利于操作，有利于安全生產。

20.密煉機為什么會產生夾鉈現象密煉機夾鉈的原因一般說來有三個方面：（1）設備本身有毛病，如：上頂拴漏風等，（2）風壓不足，（3）操作不當，如加軟化劑時不注意，往往會使上頂栓和密煉機腔壁上粘上膠料，如不及時清理，久而久之就會夾鉈。

21.混煉膠煉膠片為什么會壓散煉膠混煉時由于不慎，往往會壓散，造成的原因很多，主要是：（1）違反工藝規程規定的加藥順序或加藥過急；（2）混煉時混煉室溫度過底；（3）配方中填充劑用量過大等，均有可能。由于混煉不好，而將膠料壓散。壓散后的膠料要加同膠號塑煉膠煉膠或母膠，待壓合排出后，再作技術處理。煉膠

22.為什么要規定加藥順序加藥順序的目的在于提高煉膠煉膠效率，保證混煉膠煉膠料的質量。一般說來其加藥順序為：（1）煉膠煉膠加塑煉膠煉膠軟化，便于和配合劑混合。（2）加入小藥：氧化鋅、硬脂酸、促進劑、防老劑等，這些都是膠煉膠料重要成份，首先加入便于它們能均勻地分散在膠料中。（3）炭黑或其它填充劑如陶土、碳酸鈣等。（4）液體軟化劑，膠料膨潤使炭黑和膠易于混合。若不按這加藥順序進行（特殊要求的配方除外），就會嚴重影響混煉膠煉膠料質量。煉膠

23.為什么同一種配方中有幾種生膠并用隨著橡膠工業原料的發展，合成橡膠品種日益增多，為了改進膠料和提高硫化膠的物理機械性能，改進膠料的加工性能，降低橡膠制品的成本，目前常在同一種配方中有幾種生膠并用。

24.膠料為什么會產生可塑度過高或過低產生這種情況主要原因是塑煉膠煉膠可塑度不適當：混煉時間過長或過短：混煉溫度不當：并煉膠用膠未摻合好：增塑劑多加了或少加；炭黑少加多加或品種用錯等均會產生。改進辦法是適當掌握塑煉膠煉膠的可塑度，控制好混煉時間和溫度，并用膠需混煉均勻，配合劑應稱量準確和加強檢查等。

25.混煉膠煉膠料為什么產生比重過大過小煉膠造成的原因有配合劑稱量不準，漏配和錯配。炭黑，氧化鋅，碳酸鈣多于規定用量而生膠、油類增塑劑等少于規定用量，均會出現膠料比重超過規定的情況。反之，結果亦相反。另外進行膠料混煉時，粉劑飛揚過多或粘于容器壁上（如小藥盒上），加料未能倒干凈，均能造成膠料比重過大或過小，改進辦法就是核對配合時稱量有沒有差錯，加強操作，防止粉劑飛揚和注意膠料混煉均勻

26.混煉膠煉膠料硬度為什么會產生過高，過低煉膠造成膠料硬度高低主要原因是配合劑稱量不準確，如硫化劑、補強劑、促進劑的稱量高于配方用量，造成硫化膠硬度超高；相反如橡膠、增塑劑稱量多于配方規定用量或補強劑、硫化劑、促進劑的稱量少于配方規定用量，也必然造成硫化膠料硬度偏低。其改進措施和克服可塑度波動因素相同。另外，加硫磺后，如搗煉不均，也會造成硬度波動（局部過大或過小）

27.膠料為什么會產生硫化起點慢產生膠料硫化起點慢的主要原因是由于促進劑的稱量少于規定用量，或者混煉漏加氧化鋅或硬脂酸：其次炭黑品種搞錯，有時也會造成遲延膠料的硫化速度。改進措施是加強三檢，稱量藥料準確等。

28.膠料為什么會產生欠硫膠料產生欠硫主要是促進劑、硫化劑和氧化鋅等漏配或少配所致，但是混煉操作不當，粉劑飛揚過多，也會導致膠料欠硫。改進措施是：除應做到稱量準確，加強三檢，不漏配或錯配藥料外，還應該加強混煉工藝操作，并防止粉劑的大量飛揚散失。

29.混煉膠煉膠料的物理機械性能為什么不一致煉膠配合劑稱量不準，主要是補強劑硫化劑和促進劑漏配和錯配，都會嚴重影響混煉膠煉膠料硫煉膠化后的物理機械性能。

膠的耐磨耗性。低結構炭黑的優點是扯斷強力高，伸長率大，定伸強力低，硬度小，膠料柔軟，生熱也較小，但是耐磨性能比同粒度高結構炭黑差。

9.炭黑為什么會影響膠料焦燒性能炭黑的結構對膠料焦燒時間影響：結構性高焦燒時間短；炭黑的粒徑越小焦燒時間越短。炭黑粒子表面性能對焦燒影響：主要指炭黑表面含氧量，含氧量高，PH值低，呈酸性，如槽黑，焦燒時間較長。炭黑的用量對焦燒時間影響：用量大能明顯地縮短焦燒時間就是因為炭黑增多生成結合橡膠多有促進焦燒的傾向。炭黑在不同硫化體系中對膠料門尼焦燒時間的影響各不相同。

10.什么是一段混煉，什么是二段混煉一段混煉是把塑煉膠煉膠和各種配合劑（對于一些不易分散或用量較少的配合劑可預先制成母煉膠膠）按工藝規程要求逐一加入，即在密煉機內做母煉膠煉膠混煉，然后在壓片機上加入硫磺或其它硫化劑以及煉膠一些不宜在密煉機內加入的超促進劑。簡言之，一段混煉就是不在中間停放而一次完成的混煉。二段混煉即是先將除硫化劑和超促進劑以外的各種配合劑與生膠均勻混合，制成母膠，下片冷卻停放一定時間，然后在密煉機或開煉機上進行補充加工加入硫化劑。

11.膠片為什么要冷卻方可存放壓片機切取下來的膠片溫度很高，如若不立即進行冷卻，很容易產生早期硫化，還會粘膠，給下工藝造成麻煩。我廠由壓片機下來，經膠片冷卻裝置浸隔離劑、吹干、切片，就是為此目的。一般冷廠卻要求是將膠片溫度冷卻到45℃以下，膠料停放時間不宜過長，否則會引起膠料噴霜

12.為什么要控制加硫磺溫度在100℃以下這是因混煉膠煉膠料在加硫磺與促進劑時，如果溫度超過100℃，就很容易造成膠料的早期硫化煉膠（即焦燒）。另外，在高溫下硫磺溶介在橡膠內，冷卻后硫磺凝集在膠料表面，造成噴霜，而且會造成硫磺分散不勻。13.混煉膠煉膠片為什么要停放一定時間方可使用煉膠混煉膠煉膠膠片經冷卻后存放的目的有四個：（1）使膠料恢復疲勞，松馳混煉時所受的機械應煉膠力：（2）減少膠料的收縮：（3）使配合劑在停放過程中繼續擴散，促進均勻分散：（4）使橡膠與炭黑之間進一步生成結合橡膠，提高補強效果。

14.為什么要嚴格執行分段加藥和加壓時間加藥順序和加壓時間是影響混煉質量的重要因素。分段加藥可提高混煉效率，增加其均勻性，而且某些藥料的投加順序還有其特殊規定，如：液體軟化劑不得與炭黑同時投加，以免結團。因此必須嚴格執行分段加藥。加壓時間過短橡膠與藥料得不到充分磨擦捏煉，而造成混煉不勻；如加壓時間過長而使混煉室溫度太高，影響質量，還會降低效率。因此，必須嚴格執行加壓時間。

15.裝膠容量對混、塑煉膠煉膠質量有什么影響煉膠裝膠容量是指密煉機實際混煉容量，它往往只占密煉機混煉室總容量的50-60％。如果容量太大，混煉無充分空隙，不能進行充分的攪拌，造成混煉不勻；溫升高，易造成膠料自硫；還會造成電機超負荷。容量太小，轉子間無足夠的磨擦阻力，出現空轉，同樣造成混煉不均，使混煉膠煉膠的質量受到影響，煉膠同時也降低設備利用率。

16.膠料混煉時，液體軟化劑為什么要最后加膠料在混煉時，如果先加入液體軟化劑，就會使生膠過分膨脹而影響膠分子和填充劑之間的機械磨擦作用，降低膠料混煉速度，同時也會造成粉劑分散不均，甚至結團。所以混煉時液體軟化劑一般都是最后加入。

17.為什么混煉膠煉膠料放置時間長了會“自硫”煉膠混煉膠煉膠料放置期間產生“自硫＂的原因主要是：（1）使用的硫化劑，促進劑太多：（2）煉膠裝膠容量大，煉膠煉膠機溫度過高，膠片冷卻不夠；（3）或過早加硫，藥料分散不均造成促進劑和硫磺局部煉膠集中；（4）停放不當，即停放場所溫度過高，空氣不流通等。

18.為什么密煉機混煉膠煉膠料要有一定的風壓煉膠混煉時，密煉機混煉室內除有生膠及藥料外，還有相當一部分空隙存在，如果壓力不足，生膠和藥料就得不到足夠的磨擦捏煉，從而造成混煉不均；而加大壓力后，膠料就會上下左右受到強大的磨擦捏煉，使生膠

12.影響塑煉的原因有哪些？試對其作定性闡明。

機械力：越大則塑煉越快；

氧：加速塑煉；

溫度：越高則越快；

化學塑解劑：大大加速塑煉；

靜電與臭氧：加速。

13混煉操作開始前，需進行哪些準備工作？

多種原材料與配合劑的質量檢查：配合劑的檢查包括純度、粒度及其分布、機械雜質、灰分及揮發分、酸堿度等；生膠的檢查包括化學成分、門尼粘度、物理機械性能。

對某些配合劑盡心補充加工：固體配合劑的粉碎、干燥和篩選；低熔點固體配合劑的融化和過濾；液體配合劑的加溫和過濾；粉狀配合劑旳干燥和篩選。

油膏與母煉膠的制造：為防止粉狀物料的分散、損失及環境污染，有時候將某些配合劑、增進劑等事先以較大比例與液體軟化劑混合制成膏狀使用；而母煉膠是某些配合劑與生膠單獨混合制成的物料。稱量配合操作：即按配方規定的原材料品種和用量比例，以合適旳衡器進行稱量搭配。

14什么是壓延效應？其原因是什么？

壓延效應是指壓延后的膠片在平行和垂直于壓延方向上出現性能各向異性旳現象。

原因：橡膠大分子鏈的拉伸取向；形狀不對稱的配合劑粒子沿壓

延方向旳取向。

15減少壓延效應的措施有哪些？

配方設計：盡量不用幾何形狀不對稱的配合劑。

壓延工藝方面：合適提高壓延機輥筒表面的溫度；提高壓延半成品的停放溫度；減少壓延速度；合適增長膠料的可塑度；將熱煉后的膠料調轉90向壓延機供膠。

16冷喂料壓出有什么長處？

（1）冷喂料壓出對壓力的敏感性小，盡管機頭壓力增長或口型阻力增大，但壓出速率減少不大。

（2）由于不需熱煉工序，減少了質量影響原因，從而壓出物愈加均勻mayiwenku.com

（3）膠料的熱歷程短，因此壓出溫度較高也不易發生初期硫化。（4）應用范圍廣，靈活性大，可合用于天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠等。

（5）冷喂料擠出機的投資和生產費用較低

1. 橡膠為什么要塑煉 橡膠塑煉目的在于使橡膠在機械、熱、化學等作用下切短大分子鏈，使橡膠暫時失去其彈性而使可塑性增大，以滿足制造過程中的工藝要求。如:使配合劑易于混入，便于壓延壓出，模壓花紋清楚，形狀穩定，增加壓型、注壓膠料的流動性，使膠料易于滲入纖維，并能提高膠料溶介性及粘著性。當然一些低粘度、恒粘度橡膠有時也不一定塑煉，國產標準顆粒膠，標準馬來西亞橡膠（SMR）。

2. 哪些因素影響橡膠在密煉機中塑煉 密煉機塑煉生膠是屬于高溫塑煉，溫度最低在 120℃以上，一般是在 155℃-165℃間。生膠 在密煉機腔內受高溫和強機械作用，產生劇烈氧化，能在較短的時間里獲得理想可塑度。因此影響密煉機進行生膠塑煉因素主要有: （1）設備技術性能，如轉速等， （2）工藝條件，如時間、溫度、風壓及容量等。

3. 為什么各種橡膠的塑煉特性都不一樣 橡膠的塑煉與其化學組成，分子結構，分子量及分子量分布有著密切聯系。天然橡膠和合成橡膠由于結構和性能上的不同特點，一般說來天然膠塑煉比較容易，合成膠塑煉比較困難。就合成膠而言異戊膠，氯丁膠近于天然膠，丁苯膠，丁基膠次之，丁腈膠最困難。

4. 為什么用生膠可塑性作為塑煉膠 煉膠的主要質量標準 煉膠 生膠的可塑性是關系到制品整個制造過程進行的難易，直接影響到硫化膠的物理機械性能及制品使用性能的重要性質。若生膠可塑性過高，會使硫化膠的物理機械性能降低。而生膠可塑度過低，則會造成下工藝加工的困難，使膠料不易混煉均勻，壓延，壓出時半成品表面不光滑，收縮率大，不易掌握半成品尺寸 尺寸，在尺寸壓延時膠料也難于擦進織物中，造成掛膠簾布掉皮等現象，大大降低布層間附著力。可塑性不均則會造成膠料的工藝性能和物 理機械性能不一致，甚至影響制品使用性能不一致。因此正確掌握生膠可塑性是一個不可忽視的問題。5. 混煉的目的是什么 混煉就是按照膠料配方規定的配合劑的比例，將生膠和各種配合劑通過橡膠設備混合在一起，并使各種配合劑均勻地分散在生膠之中。膠料進行混煉的目的就是要獲得物理機械性能指標均勻一致，符合配方規定的膠料性能指標，以利于下工藝操作和保證成品質量要求。

6. 配合劑為什么會結團 造成配合劑結團原因有：生膠塑煉不充分，輥距過大，輥溫過高，裝膠容量過大，粉類配合劑中 含有粗粒子或結團物，凝膠等造成。改進的辦法就是針對具體情況采取:充分塑煉，適當調小輥距，降低輥溫，注意加料方法；粉劑進行烘干和篩選混煉時切割要適當。

7. 膠料中炭黑用量過多為什么會產生“稀釋效應”所謂“稀釋效應”就是由于在膠料配方中，炭黑的用量過多，橡膠在數量上相對地減少，導致炭黑粒子間的緊密接觸，而不能在膠料中很好的分散，這即是“稀釋效應”。這樣因為有許多大顆粒炭黑粒團的存在，橡膠分子無法穿透到炭黑粒團里面去，橡膠與炭黑相互作用減少，強力下降而達不到預期的補強效果。8. 炭黑的結構性對膠料的性能有什么影響 炭黑是由烴類化合物經熱分解而生成的。當原料為天然氣（其組分以脂肪烴為主）時，則形成碳的六元環；當原料為重油（芳香烴含量較高）時，因已含有碳的六元環，則進一步脫氫縮合形成多環式芳香族化合物，從而生成碳原子的六角形網狀結構層面，這種層面3-5個重疊則成為晶子。炭黑的球形粒子就是由幾組沒有一定標準定向的這種晶子所組成的無定形結晶體。晶子周圍含有不飽和的自由鍵，這種 鍵使炭黑粒子彼此凝聚，形成多少不等的分支小鏈，此即稱做炭黑的結構。炭黑的結構因制法不同而異，一般爐法炭黑的結構高于槽法炭黑，乙炔炭黑的結構最高，此外，炭黑的結構還受原料的影響，原料的芳香烴含量高，則炭黑的結構就高，收率也高；反之，則結構低，收 率亦低。炭黑粒子直徑愈小，結構也愈高。在同一粒徑范圍內，結構愈高，壓出愈易，而且壓出品表面光滑，收縮小。炭黑的結構可由吸油值大小來衡量，在粒徑相同的情況下，吸油值大表示結構高，反之則表示結構低。高結構的炭黑在合成膠中難于分散，但是柔軟的合成膠需要模數較高的炭黑來提高它的強力，細 粒子高結構炭黑能夠提高胎面

值。在該過程中的化學反應只是影響疲勞過程的一種原因。

力化學理論：認為橡膠的老化過程是在里的作用下的一種化學反應過程，重要是在力作用下的活化氧化過程。

10.相容性怎樣影響橡膠共混物的形態構造？

熱力學相容性是聚合物之間均勻混合的重要推進力。兩種聚合物的相容性越好就越輕易互相擴散而到達均勻的混合，過渡區也就廣闊，相界面越模糊，相疇越小，兩相之間的結合力也越大。

有兩種極端狀況：一是兩種聚合物完全不相容，兩種聚合物鏈段之間互相擴散的傾向極小，相界面很明顯，其成果是混合較差，相之間結合力很弱，共混物性能不好。第二種極端狀況是兩種聚合物完全相容或相容性極好，這時兩種聚合物可互相完全溶解而成為均相體系或相疇極小的微分散體系。這兩種極端狀況都不利于共混改性。一般而言，我們所需要的是兩種聚合物有適中的相容性，從而制得相疇大小合適、相之間結合力較強的復相構造的共混產物。

11.橡膠配方設計有什么原則？

總旳目旳是優質高產，物美價廉。

使產品性能滿足使用的規定或給定的指標；在保證滿足使用性能或給定的指標的狀況下，盡量節省原材料和減少成本；或者在不提高產品成本的狀況下提高產品的質量；要使膠料適合于混煉、壓延、擠出、硫化等工藝操作以及有助于提高設備的運用率；要考慮產品各部位不一樣膠料的整體配合，使各部件膠料在硫化速度和硫化膠性能上到達協調；在保證質量的前提下，應盡量地簡化配方。

生膠或橡膠制品在熱和氧兩種原因的共同作用下發生的老化成為熱氧老化。

溫度：越高則老化越快；

氧的濃度：在一定范圍內隨氧濃度旳升高而變化，超過一定濃度后無關。

金屬離子：少許變價金屬離子的存在會大大加速熱氧老化。8.常用熱氧老化防老劑的作用機理是什么（舉三類分別闡明）。

鏈終止型防老劑：其作用重要是與鏈增長自由基R·或RO反應，以終止鏈增長過程來減緩氧化反應。

破壞氫化過氧化物性防老劑：機理是破壞氫過氧化物，使它們不生成活性游離基，延緩自動催化的引起過程，一般不單獨使用，而是

CIKL

與酚類等抗氧劑并用，稱為輔助防老劑。

金屬離子鈍化劑：重要是酰胺類、醛胺縮合物等，他們能與酚類和胺類防老劑有效地并用。重要是銅克制劑和鐵克制劑，可有效減少金屬離子旳濃度。

9.什么是橡膠的疲勞老化？其老化機理目前重要有哪兩種？其要點是什么？

指在多次變形條件下，使橡膠大分子發生斷裂或者氧化，成果使橡膠的物性及其他性能變差，最終完全喪失使用價值，這種現象稱為疲勞老化。

老化機理重要有機械破壞理論：認為橡膠的疲勞老化是有所施加到橡膠上的機械應力使其構造及性能產生變化，以至最終喪失使用價

稱為焦燒。

防止焦燒旳最直接措施是在配方中加入防焦劑。

4.試以大分子鏈滑動學說闡明炭黑的補強機理（15分）。

橡膠大分子能在炭黑表面上滑動，從而消除掉外來的一部分能量。炭黑粒子表面的活性不一樣，有少數強的活性點以及一系列能量不一樣的吸附點。吸附在炭黑表面上的橡膠鏈可以有多種不一樣的結合能量，有多數弱的范德華力的吸附以及少許強的化學吸附。吸附的橡膠鏈段在應力作用下會滑動伸長，發生形變，使外力對其做功，能量分散、消耗，而橡膠高分子長鏈不會發生斷裂，相稱于強度增長。5.什么是橡膠的老化？老化過程中期分子構造發生了哪些變化？（15分）mayiwenku.com

橡膠或橡膠制品在加工、貯存和使用的過程中，由于受內、外原因的綜合作用（如熱、氧、臭氧、金屬離子、電離輻射、光、機械力等）使性能逐漸下降，以至于最終喪失使用價值，這種現象稱為橡膠的老化。

分子鏈降解、分子鏈之間交聯、主鏈或側鏈發生改性。

6.舉例闡明橡膠老化的防護措施：

物理防護法：盡量防止橡膠與老化原因互相作用的措施。如：在橡膠中加入石蠟，橡塑共混，電鍍，涂上涂料等。化學防護法：通過化學反應延緩橡膠老化反應繼續進行。如：加入化學防老劑。

7.什么是橡膠的熱氧老化？影響熱氧老化的外部原因重要有哪些？并作定性闡明。

橡膠工藝學試題庫

一、填空題

1.生膠即尚未被交聯的橡膠，由線形大分子或者帶支鏈的線性大分子構成。

2.生膠隨溫度的變化有三態，即玻璃態、高彈態和粘流態

3.橡膠按來源與用途可分為天然橡膠和合成橡膠兩大類。

4.合成橡膠分為通用合成橡膠和特種合成橡膠兩大類。

5.天然橡膠大分子鏈構造單元是異戊二烯

6.產量最大的一種合成橡膠是工苯橡膠，其構造單元是苯乙烯和工二烯。

7.生產合成橡膠常用的聚合措施是溶液聚合或乳液聚合

8.二元乙丙橡膠是完全飽和的橡膠，只能用過氧化物交聯；三元乙丙橡膠主鏈完全飽和，但具有一定不飽和的側鏈。

9.硫化是指橡膠的線型大分子鏈通過化學交聯而構成三維網狀構造的化學變化過程

10.橡膠硫化體系的三個部分是硫化劑、活化劑、增進劑

11.橡膠硫化的歷程可分為四個階段：焦燒階段、熱硫化階段、平坦硫化階段、過硫化階段。

12.增進劑可以減少硫化溫度、縮短硫化時間、減少硫磺用量，又能改善硫化膠旳物理性能。

13.橡膠中常用的填料按作用可分為補強劑和填充劑兩大類。最重要旳補強劑是炭黑

14.炭黑按制造措施可分為爐法炭黑、槽法炭黑、熱裂解炭黑、新工藝炭黑。

15.白炭黑的化學成分是二氧化硅，可分為氣相法和沉淀法兩大類，其補強效果次于炭黑。

16.橡膠發生老化的重要原因有熱氧老化、光氧老化、臭氧老化和疲勞老化。

17.橡膠的增塑實際上就是增塑劑低分子與橡膠高分子聚合物形成分子分散的溶液，增塑劑可看作是橡膠的稀釋劑

18.橡膠中常用的增塑劑有石油系增塑劑、煤焦油系增塑劑、松焦油系增塑劑、脂肪油系增塑劑、合成增塑劑。

19.橡膠共混物的形態構造可分為均相構造、單相持續構造、兩相聯絡構造。

20.橡膠的配方設計就是根據產品的性能規定和工藝條件，合理地選用原材料，制定多種原材料用量和配比關系。

21.橡膠工業中常用的混煉措施分為兩種：間歇式混煉和持續式混煉22.硫化可分為室溫硫化和熱硫化；后者分為直接硫化和間接硫化。二、名詞解釋

1.塑煉：通過機械力、熱、氧或加入某些化學物質等方式，使橡膠由強韌旳高彈態轉變為柔軟的塑性態的過程。

2.混煉：通過合適的加工將配合劑與生膠均勻混合在一起，制成質量均一的混合物，完畢這一加工操作的工藝過程稱為混煉。

4.壓出：是使膠料通過擠出機機筒壁和螺桿間的作用，持續地制成

多種不一樣形狀半成品的工藝過程。

5.正硫化：在工業上又稱為最宜硫化，是橡膠制品性能到達最佳值時旳硫化狀態。

2.

三、簡答題

1.什么是液體橡膠？與一般橡膠相比有什么優缺陷？（15分）

指室溫下為粘稠狀可流動的液體，經合適的化學反應后可形成三維網狀構造，成為具有與一般橡膠類似性能的材料。

長處：易于實現機械化、自動化、持續化生產，不需用溶劑、水等分散介質便看實現液體狀態下的加工。

缺陷：擴鏈后的強度及耐撓曲性不如固體橡膠，加工需另建系統，既有設備不合用，材料成本高。

2.橡膠硫化后構造和性能發生那些明顯變化（試指出至少五方面）？（15分）

線型構造轉變為體型構造；加熱不再流動；不再溶于良溶劑中；模量和硬度提高；力學性能提高；耐老化性能和化學穩定性提高。3.什么是焦燒？防止焦燒的最直接措施是什么？（15分）

橡膠在加工過程中要通過塑煉、混煉、壓延等工序，經受多種溫度下不一樣步間熱的作用。在加工工序或膠料停放過程中，也許出現初期硫化現象，即膠料塑性下降、彈性增長、無法進行加工的現象，

各段作用：

加料段（L1）--對物料預熱、壓實和輸運。

壓縮段（L）--使物料進一步壓實和塑化，向黏流態轉變。均化段（L:）-使物料進一步均化和塑化，并使之定量、定壓、定溫擠出。

物料性質決定各段長短：結晶且硬質的物料加料段長；熔融溫度寬的物料壓縮段長；易降解熱敏性強的物料計均化段短。加料段

壓縮段

計量段

LP185

圖2-1典型的三段式螺桿的結構圖知乎＠UserName

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6.4壓延過程中的輥筒溫度和速度

大多數壓延成型的高分子物料易粘附在高溫、高轉速的輥筒上。

為保證壓延成型的順利進行，四輥S型的壓延機應如何控制輥筒的溫度和速度？

溫度：T3＞T4＞T2＞T

2速度：

V3ZV4＞V2＞V14知乎＠UserName

6.5壓延過程中的速度設定

壓延后還需引離、冷卻、卷曲：引離制品，并產生適當定向作用。

v卷曲 ＞ v冷卻 ＞ v引離 ＞ v輥筒

·后續步驟速度逐漸增大

·作用：有利于制品從輥筒剝離；使制品拉緊，不會因自身重力而發生下垂，保證壓延過程順利進行；在前進方向上產生一定延伸及定向作用。知乎＠UserName

3.10撓度及補償辦法

撓度值大小與橫壓力、輥筒的材質、輥筒的長徑比相關。

輥筒材質的剛性越大，撓度越小；

輥筒直徑越大，撓度越小；

長徑比越小，撓度越小。

撓度的存在導致膠片中間厚，兩邊薄。

橫壓力作用下輥筒發生彈性彎

乎＠UserName

3.10撓度及補償辦法

撓度值大小與橫壓力、輥筒的材質、輥筒的長徑比相關。

輥筒材質的剛性越大，撓度越小；

輥筒直徑越大，撓度越小；

長徑比越小，撓度越小。

撓度的存在導致膠片中間厚，兩邊薄。知乎＠UserName

橫壓力作用下輥筒發生彈性彎曲

5.4壓延效應

影響壓延效應的因素：

物料溫度：溫度上升，壓延效應下降。

輥筒轉速和速比：轉速及速比上升，壓延效應上升。3膠料的厚度：厚度上升，壓延效應下降。

物料的性質：各向異性的配合劑，壓延效應上升。

冷卻速度：緩慢冷卻，取向分子鏈松弛，壓延效應下降。

解決方法：選擇等向性的填料；提高溫度；減小剪切速率；緩慢冷卻；增加膠料的可塑性。知乎＠UserName

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2.2輥筒

壓延成型的主要部件，直接與物料接觸并對其施壓和加熱，制品的質量很大程度上受輥筒控制；與開煉機輥筒類似：

1足夠的剛度和強度

良好的導熱性

3表面應有足夠的硬度、耐磨性和耐腐蝕性4用于半成品或成品生產，所以要求更精密，表面粗糙度更低，需達到0.4～0.8um知乎＠UserName

3.4橫壓力的影響因素11

P＝2uoRLG-R

橫壓力的影響因素：

物料的性質：物料粘度越大，橫壓力越大。

輥筒溫度：溫度越低，橫壓力越大。

3）

壓延制品的厚度：壓延前厚度越大，橫壓力越大。4輥筒間距：輥距越小，橫壓力越大。

輥筒的速度：輥速越大，橫壓力越大。

輥筒的工作面：工作面越大，橫壓越serNB281

3.5物料在壓延輥筒間隙的壓力分布壓延中物料受輥筒的擠壓，受壓力的作用區域叫做鉗住區。R

壓延過程中，A～D區域為鉗住區；R

加壓的起始點稱為始鉗住點（A）2H2

加壓的終止點稱為終鉗住點（D）壓力最大處稱為最大壓力點（B）鉗住區

BC

兩輥筒中心稱為中心鉗住點（C）。知乎＠UserName

P272

4.2模壓成型的工藝參數

③模壓時間

指閉模加壓到固化脫模為止

的時間。20mm

16mm

·影響模壓時間長短的因素：12mm

8mm

1）物料的種類（固化速度）；6mm

4mm

2）制品的形狀、厚度；成型溫度/℃

3）工藝條件：T（影響較大）、P；4）是否預熱、預壓。知乎＠Ume

4.2模壓成型的工藝參數

①模壓壓力

·指模壓時，模具對物料所施加的壓力；

作用：

1）促進物料流動，充滿型腔以提高成型效率；

2）增大制品的密實度；

3）克服釋放的低分子物及物料中揮發分所產生的壓力，從而避免制品出現氣泡、腫脹或脫層；

4）閉合模具，使得模腔保持固定的尺寸和形狀。

知乎＠Usme

1.1概述

壓延成型：將接近粘流溫度的物料通過一系列相向旋轉的平行輥筒間隙，使其受到擠壓和延展作用形成具有一定厚度和寬度、表面光潔的薄膜或片狀制品的連續成型工藝。

壓延機是橡膠制品的基本設備之一，也是塑煉薄膜或片材成型的主要設備，屬于重型高度機械。

1成型前的準備

2）預壓

將松散的物料預先用冷壓

法壓制成質量一定、特定

形狀的坯料。

目的：

提高加料操作的便利性和準確性；

降低成型時的壓縮率，減小模具的填料室；便于轉運，避免粉塵飛揚；

加快傳熱速度，縮短預熱和固化時間；減小制品出現氣泡的可能性。知乎＠Usprgme

4.4注射壓力與料溫的關系注射壓力選取原則：著色焦化

分解線

料溫缺料線溢料線

溢料變形

充模不足表面不良線

成型困難P251

注射壓力知乎＠UserName

3螺桿塑化柱塞注射式注射機：

螺桿塑化原料，柱塞完成注射；

特點：

1塑化質量和效率較高；

1一螺桿；2一機筒；3一單向閥；4—噴嘴；5一柱塞2

注射壓力損失少；

Structural FoamBPF

3

結構龐大，精度要求高；

4單向閥易引起物料滯留分解；

5料筒清洗不方便。

知乎＠UserName

擠出成型的調整

·擠出成型是連續成型工藝，關鍵是初期的調整。

調整的主要內容：

工藝條件：溫度（料筒各段、口模及冷卻的溫度）

速度（螺桿的轉速及牽引速度）

設備裝置：口模尺寸

同心度

3質量初檢：圓度、表面光澤度、顏色均勻性等

·擠出制品的質量取決于工藝條件的調整，關鍵是材料在擠出過程能否良好的塑化。知乎＠User20

2螺桿式注射機：2

1一噴嘴；2一機筒；3一螺桿；4一料斗

特點：

塑化均勻性好，塑化能力強；

2壓力損失小；

3結構緊湊，料筒清洗方便；

4加工制造要求高。知乎＠UserName

1固體物料輸送速率tantanp

Q1＝ n2Dh1（D-h1）ntan φ ＋tan φ

提高固體物料輸運速率的方法：

①提升D（大型螺桿加工困難，擠出機加大）X

②提升h1（螺桿根徑減小，易扭斷）X

③提升n（扭矩增大，且熔化段停留時間下降）X

④提高螺桿表面光潔度

⑤料筒上開設縱向凹槽

⑥冷卻加料段螺桿知乎＠UserName

多選題

1分設置

如何避免加工過程中的熔體破裂現象？P口模處使用圓角的方式進行平滑的過渡

B提高加工溫度

C選用分子量較大的物料

選用分子量分布較窄的物料知乎＠UserName

5塑煉的目的使生膠的可塑性增大，以便混煉時配合1劑的混入和均勻分散。

改善膠料的流動性，便于壓延、擠出操2作，使膠坯形狀和尺寸穩定。

塑性

流動性3增大膠料黏著性，方便成型操作。

粘合性使生膠的可塑性均勻一致，從而使得膠

4料質量均一。

改善膠料的充模性，使模型制品的花紋5飽滿清晰。

知乎＠Userl

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＄3.三重積分中的變量變換279

655.空間的變換及曲線坐標（279）656.例（280）657.曲線坐標下的體積表示法

（282）658.補充說明（284）659.幾何推演（285）660.例（287）661.三重積分

中的變量變換（293）662.例（294）663.立體的吸引力及在內點上的位勢（298）

＄4.場論初步...300

664.純量及向量（300）665.純量場及向量場（301）666.梯度（302）667.向量

通過曲面的流量（303）668.高斯-奧斯特洛格拉得斯基公式·散度（305）669.

向量的環流量·斯托克斯公式·旋度（305）670.特殊的場（307）671.向量分析

的逆問題（310）672.應用（311）

＄5.多重積分...315

673.兩立體間的引力及位勢問題（315）674.n維立體的體積·n重積分（317）

675.n重積分中的變量變換（318）676.例（321）

第十九章傅里葉級數.....341

1.導言..。341

677.周期量與調和分析（341）678.歐拉-傅里葉確定系數法（343）679.正交函

數系（345）680.三角插值法（349）

2.函數的傅里葉級數展開式..351

681.問題的提出·狄利克雷積分（351）682.第一基本引理（353）683.局部化定

理（355）684.迪尼與利普希茨的傅里葉級數收斂性的判別法（355）685.第二基

本引理（358）686.狄利克雷-若爾當判別法（360）687.非周期函數的情形（361）

688.任意區間的情形（362）689.只含余弦或正弦的展開式（363）690.例（366）

.viii·目錄

691.InI（x）的展開式（378）

3.補充381

692.系數遞減的級數（381）693.三角級數借助于復變量解析函數的求和法（386）

694.例（388）695.傅里葉級數的復數形式（392）696.共軛級數（395）697.多

重傅里葉級數（397）

4.傅里葉級數的收斂特性.....。399

698.對于基本引理的幾點補充（399）699.傅里葉級數一致收斂性的判別法（401）

700.傅里葉級數在不連續點附近的性質；特殊情形（404）701.任意函數的情形

（408）702.傅里葉級數的奇異性質·預先的說明（410）703.奇異性質的作法（412）

＄5.與函數可微分性相關的余項估值.........414

704.函數與其導數的傅里葉系數間之關系（414）705.在有界函數情形時部分和

的估值（415）706.函數有k階有界導數時余項的估值（416）707.函數有有界

變差的k階導數的情形（418）708.函數及其導數的不連續性對于傅里葉系數的

無窮小階的影響（420）709.在區間［0，π］上給出函數時的情形（423）710.分離

奇異性質法（425）

＄6.傅里葉積分....432

711.傅里葉積分作為傅里葉級數的極限情形（432）712.預先的說明（434）713.

充分判別法（435）714.基本假設的變形（437）715.傅里葉公式的各種形式（439）

716.傅里葉變換（440）717.傅里葉變換的若干性質（442）718.例題與補充（443）

719.二元函數的情形（449）

＄7.應用....................450

720.用行星的平均近點角所作出的它的偏近點角的表示式（450）721.弦振動的

問題（452）722在有限長桿上的熱傳導問題（456）723無窮長桿的情形（459）

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＄2.二重積分的計算106

594.在矩形區域的情況下化二重積分為逐次積分（106）595.例（109）596.在

曲邊區域的情況下化二重積分為逐次積分（116）597.例（118）598.力學應用

（129）599.例（131）

3.格林公式....137

600.格林公式的推演（137）601.應用格林公式到曲線積分的研究（140）602.例

題及補充（141）

4.二重積分中的變量變換.......143

603.平面區域的變換（143）604.例（146）605.曲線坐標中面積的表示法（150）

606.補充說明（152）607.幾何推演（154）608.例（155）609.二重積分中的變

量變換（163）610.與單積分的相似處，在定向區域上的積分（164）611.例（165）

＄5.反常二重積分....171

612.展布在無界區域上的積分（171）613.反常二重積分的絕對收斂性定理（173）

614.化二重積分為逐次積分（175）615.無界函數的積分（177）616.反常積分中

的變量變換（178）617.例（179）

第十七章曲面面積·曲面積分...............193

＄1.雙側曲面...................193

618.曲面的側（193）619.例（194）620.曲面和空間的定向（196）621.法線方

向余弦公式中符號的選擇（197）622.分片光滑曲面的情形（198）

2.曲面面積..............。..199

623.施瓦茨的例子（199）624.曲面面積的定義（201）625.附注（201）626.曲

面面積的存在及其計算（203）627.用內接多面形的接近法（207）628.面積定義

的特殊情況（208）629.例（209）

3.第一型曲面積分.......222

630.第一型曲面積分的定義（222）631.化為尋常的二重積分（222）632.第一型

目錄·vii·

曲面積分在力學上的應用（224）633.例（226）

＄4.第二型曲面積分..231

634.第二型曲面積分的定義（231）635.最簡單的特殊情形（233）636.一般情形

（235）637.證明的細節（237）638.用曲面積分表立體體積（238）639.斯托克斯

公式（241）640.例（243）641.斯托克斯公式在研究空間曲線積分上的應用（248）

第十八章三重積分及多重積分......250

＄1.三重積分及其計算..。250

642.立體質量計算的問題（250）643.三重積分及其存在的條件（251）644.可積

函數與三重積分的性質（252）645.展布在平行六面體上的三重積分的計算（254）

646.在任何區域上的三重積分的計算（255）647.反常三重積分（257）648.例

（257）649.力學應用（263）650.例（264）

＄2.高斯-奧斯特洛格拉得斯基公式..271

651.高斯-奧斯特洛格拉得斯基公式（271）652.高斯-奧斯特洛格拉得斯基公式

應用于曲面積分的研究（273）653.高斯積分（274）654.例（276）

3.三重積分中的變量變換...279

655.空間的變換及曲線坐標（279）656.例（280）657.曲線坐標下的體積表示法

（282）658.補充說明（284）659.幾何推演（285）660.例（287）661.三重積分

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第十五章曲線積分·斯蒂爾切斯積分.......1

§1.第一型曲線積分1

543.第一型曲線積分的定義（1）544.約化為普通定積分（3）545.例（5）

＄2.第二型曲線積分8

546.第二型曲線積分的定義（8）547.第二型曲線積分的存在與計算（10）548.

閉路的情形·平面的定向（12）549.例（14）550.用取在折線上的積分的逼近法

（17）551.用曲線積分計算面積（18）552.例（20）553.兩不同型曲線積分間的

聯系（23）554.物理問題（25）

＄3.曲線積分與道路無關的條件29

555.與全微分相關問題的提出（29）556.與道路無關積分的微分法（30）557.用

原函數來計算曲線積分（32）558.恰當微分的判別與在矩形區域的情況下原函數

的求法（33）559.推廣到任意區域的情形（34）560.最終結果（37）561.沿閉路

的積分（37）562.非單連通區域或有奇點的情形（38）563.高斯積分（42）564.

三維的情形（44）565.例（46）566.物理問題的應用（50）

4.有界變差函數...52

567.有界變差函數的定義（52）568.有界變差函數類（54）569.有界變差函數

的性質（56）570.有界變差函數的判定法（59）571.連續的有界變差函數（61）

572.可求長曲線（63）

5.斯蒂爾切斯積分65

573.斯蒂爾切斯積分的定義（65）574.斯蒂爾切斯積分存在的一般條件（66）575

斯蒂爾切斯積分存在的若干種情況（67）576.斯蒂爾切斯積分的性質（70）577.

·vi·目錄

分部積分法（71）578.化斯蒂爾切斯積分為黎曼積分（72）579.斯蒂爾切斯積分

的計算（74）580.例（77）581.斯蒂爾切斯積分的幾何說明（82）582.中值定

理，估計值（83）583.斯蒂爾切斯積分記號下面的極限過程（85）584.例題及補

充（87）585.化第二型曲線積分為斯蒂爾切斯積分（91）第十六章二重積分93

1.二重積分的定義及簡單性質93

586.柱形長條體積的問題（93）587.化二重積分為逐次積分（94）588.二重積分

的定義（96）589.二重積分存在的條件（97）590.可積函數類（98）591.下積分

及上積分作為極限（100）592.可積函數與二重積分的性質（101）593.積分當作

區域的可加函數，對區域的微分法（103）

這四個閻王爺，考試

全部涉及，Haworth，

Fischer投影

式，不同構相

之間的轉換務

必熟悉

葡萄糖，甲殼素，

木質素，殼聚糖

3Natural Polymers: Cellulose

糖又稱作碳水化合物（carbohydrates），多羥基醛或多羥基酮是自然

界存在的一類重要的天然產物，是生命活動所必需的一類物質，和核酸、蛋白質、脂質一起稱為生命活動所必需的四大類化合物。按照其聚合程度可分為單糖、低聚糖（寡糖）和多糖等。

H-c0CHO

HO

CH2OH

H-C-OHH

OHc＝o

OH

HO-C-HHO

HOH

HO-C-H

葡萄糖H-C-OH

H-C-OHOH

H-C-OH

H-C-OHH-

OHC6H1206

CH2OH

果糖

CH2OHCH2OH

4Natural Polymers: Cellulose

單糖的立體化學

CH.OH

HH

OH

OH

CHOOH

＜

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4Natural Polymers: Cellulose

單糖的立體化學

CH，OH

早H

OHH

OH

CHOOH

HOH

OH

HOH

HOH

HCHOH

OHH

OH

CHOHOH

H

OHH

HOH

Fisher式Haworth式

成環狀結構后，多了一個手性碳-端基碳

5Natural Polymers: Cellulose

絕對構型

離端基碳最遠的手性碳原子的構型

羥基向右D型/羥基向左L型

CHOCHO

HOHHOHCH2OH

H

HOHHOHH

H

o

HOH

CHOH

HOHHOHOHH

OH

HwOH

H-OHOH

OH

HOHH

OHH

OH

CH2OHCH2OH

D型L型

Fisher式Haworth式

端基碳（anomeric carbon）的相對構型

6Natural Polymers: Cellulose

α型 / β型 （Haworth式）

CH，OHH

CH，OH

H

HOOHH

CHOHOHHOHH

OH

HHH

CH，OH

OHH

HH

H H

OHOH

HOHHOH

HOH

HOH

B-da-L

a-D

B-L

醚鍵兩邊碳上大取代基同向時為，反向時為α

C1相對于C5的構型，因此β-D-糖和α-L-糖的端基碳原子的構型是一樣的。

吡糖YERSS

Natural六員環）/呋喃糖（furanose，五員環），

inaTelecom517

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格里戈里·米哈伊洛維奇·菲赫金哥爾茨的《微積分學教程》是一部卓越的科

學與教育著作，曾多次再版，并被翻譯成多種文字.《教程》包含實際材料之豐富，諸

多一般定理在幾何學、代數學、力學、物理學和技術領域的各種應用之眾多，在同類

教材中尚無出其右者.很多現代著名數學家都提到，正是.M.菲赫金哥爾茨的《教

程》使他們在大學時代培養起了對數學分析的興趣和熱愛，讓他們能夠第一次清晰

地理解這門課程.

從《教程》第一版問世至今已有50年，其內容卻并未過時，現在仍被綜合大學

以及技術和師范院校的學生像以前那樣作為數學分析和高等數學的基本教材之一使

用.不僅如此，盡管出現了新的一批優秀教材，但自T.M.菲赫金哥爾茨的《教程》

問世起，其讀者群就一直不斷擴大，現在還包括許多數理特長中學（譯注：在俄羅斯

除了類似中國的以外語、音樂為特長的中學，還有以數學與物理學為重點培養方向

的中學，其教學大綱包括更多更深的數學與物理學內容，學生則要經過特別的選拔.）

的學生和參加工程師數學進修培訓課程的學員

《教程》所獨有的一些特點是其需求量大的原因.《教程》所包括的主要理論內

容是在20世紀初最后形成的現代數學分析的經典部分（不含測度論和一般集合論）

數學分析的這一部分在綜合大學的一、二年級講授，也（全部或大部分）包括在所有

技術和師范院校的教學大綱中.《教程》第一卷包括實變一元與多元微分學及其基

本應用，第二卷研究黎曼積分理論與級數理論，第三卷研究多重積分、曲線積分、曲

面積分、斯蒂爾吉斯積分、傅里葉級數與傅里葉變換

《教程》的主要特點之一是含有大量例題與應用實例，正如前文所說，通常這些

內容非常有趣，其中的一部分在其他俄文文獻中是根本沒有的

·iv·編者的話

另外一個重要特點是材料的敘述通俗、詳細和準確.盡管《教程》的篇幅巨大，

但這并不妨礙對本書的掌握.恰恰相反，這使作者有可能把足夠多的注意力放在新

定義的論證和問題的提法，基本定理的詳盡而細致的證明，以及能使讀者更容易理

解本課程的其他方面上，每個教師都知道，同時做到敘述的清晰性和嚴格性一般是

很困難的（后者的欠缺將導致數學事實的扭曲）.格里戈里·米哈伊洛維奇·菲赫金

哥爾茨的非凡的教學才能使他在整個《教程》中給出了解決上述問題的大量實例，這

與其他一些因素一起，使《教程》成為初登講臺的教師的不可替代的范例和高等數學

教學法專家們的研究對象.

《教程》還有一個特點是極少使用集合論的任何內容（包括記號），同時保持了

敘述的全部嚴格性整體上，就像50年前那樣，這個方法使很大一部分讀者更容易

初步掌握本課程.

在我們向讀者推出的T.M.菲赫金哥爾茨的新版《教程》中，改正了在前幾版

中發現的一些印刷錯誤.此外，新版在讀者可能產生某些不便的地方增補了（為數不

多的）一些簡短的注釋，例如，當作者所使用的術語或說法與現在最通用的表述有所

不同時，就會給出注釋.新版的編輯對注釋的內容承擔全部責任

編者對B.M.馬卡羅夫教授表示深深的謝意，他閱讀了所有注釋的內容并提出

了很多有價值的意見.還要感謝國立圣彼得堡大學數學力學系數學分析教研室的所

有工作人員，他們與本文作者一起討論了與《教程》前幾版的內容和新版的設想有關

的各種問題

編輯部預先感謝所有那些希望通過自己的意見來協助進一步提高出版質量的讀

者.

Polypeptide

42Protein

蛋自質c、HN、0、 N s元素組成，特種蛋自質還含有銅、鐵、磷、第、鋒、誤等元

組成自質的單體為氦基酸，貨自質水解到各種（氦基酸的混合物。

僅有大約20種氦基酸是維持生命存在所師必不可少的。在這20種氦基酸中，有種可以在人體中合成，其余種從食物中獲得。

不同的組合方式使蛋自質具有眾多不同的種類，從而也具有不同的性能。Hg-C-CO0HHaN-C十C-NH一C—CO0H

H

董目質是由天然產生的不同種類 L-a-氦基酸 枝鍵（—Co—NH-結合生成的共聚物，這些鏈膠鍵

政進 巴做林對醫u誕 （peptidelinkages）

O

◇

44Structure of the Protein

B-sheet

Primary structureSecondary structure

→

Amino acida-helix

Y

SubunitB-sheet

quarternary structuretertiary structure

a-helix

多肽鏈中氨基酸特征序列稱為一級結構（primary structure）

鏈結構單元之間的分子內和分子間作用力（如氫鍵使蛋白質分子鏈段產生了特殊的固定的空間構像也就是蛋白質的二級結構secondary structure

三級結構（tertiary structure）是指蛋白質分子處于它的天然折疊狀態的三維構象。具有二條或二條以上獨立三級結構的多肽鏈組成的蛋白質，其多肽鏈間通過次級鍵相互組合面形成的空間結構稱為蛋白質的四級結構（quarternarystructure）。

45Secondary structure

蛋白質多肽鏈的二級結構描述a-helix

B-sheet

其構象或形狀，主要有兩種形

式：

a-螺旋結構蛋白質分子的肽

鏈不是伸直展開的，而是盤繞

曲折成為螺旋形。

β-片層結構也稱折疊結構，

由相鄰兩條肽鏈或一條肽鏈內

兩個氨基酸殘基間的碳基和亞9

氨基形成氫鍵所構成的結構

對于螺旋結構，氫鍵存在于單

個分子鏈中，而對于折疊結構

氫鍵存在于相鄰的鏈間

hina telecomHD5G68.4

K/s93％

14:46

P:0/1dX:0.0

dY:0.0

Xv: 0.0

Yv: 0.0

Prs: 0.87

Size: 179.5

Tertiary Structure of the Protein

三級結構是在二

級結構的基礎上進一

步盤繞，折疊形成的

三級結構主要是靠氨

基酸側鏈之間的疏水

相互作用，氫鍵，范

德華力和靜電作用維

持的。

纖維狀蛋白（Fibrous protein）是一種長形、呈絲狀的蛋白質粒子，僅存在于動物體內。

球狀蛋白質（Globularprotein）一般呈球狀，結構緊密，溶于水。膜蛋白（Membrane protein）是指能夠結合到細胞的膜上的蛋白質的總稱。而細胞中一半以上的蛋白質可以與膜以不同形式結合。

35Chitosan

殼聚糖的化學名稱為：8-（1，4）-聚-2-胺基-D-葡萄糖

殼聚糖（Chitosan）是甲殼素（Chitin脫乙酰基后的產物，是甲殼素最基本、最重要的衍生物。

殼聚糖具有較強的剛性結構和強烈的分子間氫鍵作用，具有穩定的結晶結構因此具有較好的耐溶劑性和耐化學腐蝕性。

殼聚糖分子結構單元中含有氨基因此具有較好的生理活性和吸

附性

殼聚糖分子的活性基團為氨基而不是乙酰基因而化學性質和溶

解性較甲殼素有所改善，可溶干稀酸、甲酸、乙酸但也不溶于

水和絕大多數有機溶劑。由于氨基和羥基比較活潑殼聚糖的化

學性質較甲殼素活潑，可以發生多種化學反應，比如烷基化、酰基化反應等等。

2023/2/1335

36Application of Chitin and Chitosan

殼聚糖具有較強的吸附性，可用于香煙過濾嘴和絮凝劑等

殼聚糖由于具備良好的成膜性和抑菌性，因此被應用在以下領域

醫用材料：醫用纖維和膜功能材料。

保鮮劑：殼聚糖具有明顯的保鮮、防腐作用。

此處試卷分值不到3％

（談談swzgfzcl在生活中

的應用）

33Chitin

甲殼素化學名為聚N-乙酰-D葡萄糖胺或（1，4）-2-乙酰氨基-2-脫氧-β-D-葡萄聚糖

分子式為（C3H13NO5），屬于氨基多糖是又有的具有明顯堿性的天然多糖。甲殼素廣泛存在于低等植物及甲殼動物的外殼中，其每年生物合成資源最高達100

億噸，是自然界含量僅次干纖維素的第二大天然高分子材料，同時，也是地球上數量最大的含氮有機化合物

清洗，去除無機鹽和蛋白質Chitin

漂白、晾干

蝦蟹殼hydrolysis

HCHOHH

O＝C

HOHH

NH

HO●

HCHOH

oChitin: x＜＜y；

HChitosan: x＞ y

Chitosan

27Application of the Cellulose

纖維素通過水解可用于生產微晶纖維素和葡萄糖漿；

通過接枝共聚等性可得到具有各種新功能的材料，如抗酶抗菌材料離子交換材料、膜材料、高吸水性材料等；

通過化學和生物技術，將有可能生產出食品、燃料及多種基本有機合成原料。ANACHEM

Supalo

ALF434

Tf增加

Tm增加

55、增塑可使聚合物的T降低、Tf降低

Tm降低_、η

降低

、柔順性

提高流

動性提高。

58、大多數聚合物熔體屬假塑性流體，其n值為＜1

表明它們具有剪切變稀特性。

59、根據時溫等效原理，可以在較高溫度下，較短時間內觀察刀的力學松弛現象，也可以在低溫度下，

長時間內觀

察到。

60、可以用時溫等效原理研究聚合物的粘彈性，是因為高聚物的分子運動是一個與時間和溫度有關的松弛過程。

五、判斷題（每題1分，共15分）

1、作為超音速飛機座艙的材料——有機玻璃，必須經過雙軸取向，改善其力學性能。（√）

2、為獲得既有強度又有彈性的粘膠絲，在紡絲過程須經過牽伸工序。（√）

3、溶液的粘度隨溫度的升高而下降，高分子溶液的特性粘數在不良溶劑中隨溫度升高而升高。（√）

7、增加外力作用頻率與縮短觀察時間是等效的。（√）

9、t-y曲線上任一點的斜率dt/dy定義為該點的表現粘度（×）

10、高聚物熔體的剪切粘度在牛頓區都相等。（√）

13、交聯高聚物的應力松弛現象，就是隨時間的延長，應力逐漸衰減到零的現象。（×）

14、聚合物在橡膠態時，粘彈性表現最為明顯。（×）

15、在室溫下，塑料的松弛時間比橡膠短。（×）

16、除去外力后，線性聚合物的蠕變能完全回復。（×）

17、晶態聚合物處于Tg以上時，鏈段就能運動，處于T以上時，整個分子鏈也能運動。（×）

18、高聚物在室溫下受到外力作用而發生變形，當去掉外力后形變沒有完全復原，這是因為整個分子鏈發生了相對移動的結果。（√）

19、作為塑料，其使用溫度都在玻璃化溫度以下；作為輪胎用的橡膠，其使用溫度都在玻璃化溫度以上。（√）

20、大多數聚合物熔體在任何條件下都是假塑性的，不符合牛頓定律。

24、同一個力學松弛現象，既可以在較高的溫度、較短的時間內觀察到，也可以在較低的溫度、較長的時間內觀察到。（√25、高聚物在應力松弛過程中，無論線形還是交聯聚合物的應力都不能松弛到零。（×）

26、Kelvin模型可用來模擬非交聯高聚物的蠕變過程。（×）27、應變隨時間變化跟不上應力隨時間變化的動態力學現象稱為蠕變。（×）

30、橡膠形變時有熱效應，在拉伸時放熱，而在壓縮時吸熱

（√）

31、根據時溫等效原理，降低溫度相當于延長時間，所以外力

作用速度減慢，聚合物的T就越低。（√）

32、在應力松弛實驗中，胡克固體的應力為常數，牛頓流體的

應力隨時間而逐步衰減。（×）

33、聚合物在橡膠態時的運動單元是鏈段。（√

35、WLF方程適用于非晶態聚合物的各種松弛過程。（√）

36、熱塑性塑料的使用溫度都在T以下，橡膠的使用溫度都

在Tg以上。（√）

37、Boltzmann疊加原理不適用于結晶聚合物。（√）

其真實粘度。

30、聚合物相對分子質量越大，則熔體粘度越大；對

相同相對分子質量的聚合物而言，相對分子質量分布越寬，則熔體的零切粘度越大

31、聚合物熔體的彈性響應包括有可回復的形變法向

應力效應與擠出物脹大

32、PVC與HDPE相比，其T較高柔順性

較差

at較大、流動性較差

37、聚合物靜態粘彈性現象主要表現在蠕變和應力

松弛

38、理想彈性體的應力取決于應變理想粘性體的應力

取決于應變速度

41、 Maxwell模型是一個粘壺和一個彈簧串聯而成，適

用于模擬線性聚合物的應力松弛過程；Kevlin模

型是一個粘壺和一個彈簧并聯而成，適用于模擬交聯

聚合物的蠕變過程。

42、松弛時間為松弛過程完成63.2％（或1-1/e）所需的時間，溫度越高，高分子鏈運動的松弛時間越短

44、根據時溫等效原理，將曲線從高溫移至低溫，則曲線應在時間軸上右移。

45、聚合物的松弛行為包括應力松弛蠕變

滯

后現象和力學損耗

46、高分子鏈的柔順性增加，聚合物的Tg減少、Tm減

9、根據時溫等效原理，當溫度從高溫向低溫變化時，其移動因子aT大于1。

14、對于相同分子量，不同分子量分布的聚合物流體，在低剪切速率下，分子量分布寬

的粘度高，在高剪切速率下，

分子量分布窄的粘度高。

16、松弛時間t的物理意義是松弛過程完成63.2％所需要的時間，t值越小，表明材料的彈性越

18、在交變應力（變）的作用下，應變滯后

于應力一

個相角δ的現象稱為滯后，δ的范圍在0～1π/2，δ的值

越小，表明材料的彈性越好

20、假塑性流體的粘度隨應變速率的增大而_減小

I＝kp，用冪律方程表示時，n小于1。

8、聚合物熔體的彈性響應包括有熔體的可回復形變包軸效應

不穩定流動

無管

虹吸效應與擠出脹大效應等。

21、 kelvin模型是模擬交聯聚合物的蠕變

過程的線性粘彈性

模型，其基本運動方程為

E

28、聚合物流體一般屬于假塑性流體粘度隨著剪切速

率的增大而減小，用冪律方程表示時，則n小于1

（大于、小于、等于）。

29、通常假塑型流體的表觀粘度

小于（

（大于、小于、等于）

少Tf減少

Tb增加、結晶能力增加、溶解能力增加粘

度增加

結晶速率增加。

47、隨著聚合物的柔順性增加，鏈段長度減小、剛性比

值減小、無擾尺寸

減小、極限特征比減小。

48、增加溫度，聚合物的粘度減小、柔順性增加

T減小、蠕變增加。

49、取向可使聚合物在取向方向可使聚合物的結晶度增

加、高分子液晶相的流體在取向方向上的粘度減小

流動性減小

50、隨著聚合物的相對分子質量增加T（臨界相對分子質量之前）增加、Tf增加Im增加、粘度增加

熔融指數減小、結晶速率減小、熔解性

減

小、可加工性減小柔順性

增加

51、分子作用力增加，聚合物的Tg增加、Tf增加

粘度增加、柔順性減小、內耗增加

52、適度交聯可使聚合物的Tg增加、T增加、流動

性減小、結晶度減小、應力松弛

減小、蠕

變減小。

54、鏈段長度增加表明聚合物的剛性增加

、應力松弛

減小、蠕變減小、流動性減小、Tg增加

C、聚合物熔體粘度很大

65、粘彈性表現最為明顯的溫度是（B）

A、＜TgB、Tg附近

C、T附近

66、塑料的使用溫度是（A）。

A、＜ TgB、

Tg～＜Tt

C、 Tg ～Td

68、當相對分子質量增加時，以下哪種性能減小或下降（B）A、抗張強度B、可加工性

C、熔點

69、以下哪個因素增加時，Tg增加（B）

A、增塑劑含量增加B、交聯度增加

C、主鏈上雜原子數增加

70、高分子的柔順性增加，以下哪個方面增加（A）

A、結晶能力B、Tm

C、Tg

75、下列哪個過程的熵變增加（A）

A、結晶熔化B、橡膠拉伸

C、交聯

76、共聚物的Tg一般總是于兩均聚物的的玻璃化溫

度（C）

A、低B、高

C、介于兩者之間

77、高聚物處于橡膠態時，其彈性模量（C）。

A隨著形變增大而增大B、隨著形變的增大而減

小C、與形變無關

78、采用Tg為參考溫度進行時溫轉換疊加時，溫度高于T的曲線，lgαr（C）。

A、負，曲線向左移B、正，曲線向右移

C、

負，曲線向右移

79、蠕變與應力松弛速度（B）

A、與溫度無關B、隨溫度升高而增大

C、隨溫度升高而減小

80、有T的高聚物是（C）

A、PTFEB、UHMWPE

C、PC

81、指數方程中，在非牛頓性指數時，聚合物熔

體為假塑性流體（C）

A、n＝1B、n1

C、n＜1

82、由二個聚合物組成的共聚體系，如果完全相容，則體系的Tg將產生下述變化（B）。

A、相向移動B、只有一個Tg且介于二者之

間C、反向移動

83、WLF方程是根據自由體積理論推導出來的，它。（B）

A、適用于晶態聚合物松弛過程B、適用于非晶態

聚合物松弛過程

C、適用于所有聚合物松弛過程

86、在溫度范圍內，玻璃態聚合物才具有典型的應力-

應變曲線。（A）

A、Tb＜T＜ToB、Tg＜ T＜Tf

C、Tg＜T＜Tm

87、下列高聚物拉伸強度較低的是（B）

A、線形聚乙烯B、支化聚乙烯

C、聚酰胺-6

四、填空題（每空1分，共20分）

1、理想高彈性的主要特點是形變量大、彈性模量小

彈性模量隨溫度上升而增大力學松弛特性和形變過程有

明顯熱效應

2.粘彈性現象有蠕變應力松弛滯后現象。（力學損

耗）

聚合物材料的蠕變過程的形變包括_普彈形變、_高彈形變和粘性形變。

7、松馳時間的定義為松馳過程完成63.2％所需的時

間，t越長表示彈（彈/粘）性越強；損耗角δ的定義是在交變應力的作用下，應變落后（滯后）于應力的相位差，δ越大表示粘（彈/粘）性越強。

C、Tg～Tb增加

53、以下哪個過程泊松比減少（C）

A、硬PVC中加入增塑劑B、硬PVC中加入SBS共混C、橡膠硫化的硫含量增加

57、以下哪種過程與鏈段運動無關（C）

A、屈服B、粘流

C.

流動曲線中的拉伸流動區

58、某一聚合物薄膜，當溫度升至一定溫度時就發生收縮，這是由于（A）。

A、大分子解取向B、內應力釋放

C、導熱不良

59、應力松弛可用哪種模型來描述（A）。

A、理想彈簧與理想粘壺串聯B.

理想彈簧與理想粘壺

并聯C、四元件模型

61、高聚物滯后現象的發生是什么原因（A）。

A、運動時受到內摩擦力的作用B、高聚物的惰性很大

C、高聚物的彈性太大

62、PVC中時，Tg和T均向低溫方向移動（C）A、填充劑B、穩定劑

C、增塑劑

64、以下哪種現象可用聚合物存在鏈段運動來解釋（B）A、聚合物泡在溶劑中溶脹B、聚合物受力可發

生彈性形變

（A）交聯高聚物的蠕變過程；（B）交聯高聚物的應力松弛過程；

（C）線形高聚物的應力松弛過程；（D）線形高聚物的蠕變過程

38、處在粘流態的聚合物，能夠運動的單元有：（C）

（A）鏈節；（B）側基；（C）鏈段；（D）整個分子；（E）支鏈

40、聚合物的粘流活化能越大，則其熔體粘度：（B

（A）越大；（B）對溫度越敏感；（C）對剪切速率越敏感

41、結晶度增加，以下哪種性能增加（B）。

A、透明性B.

抗張強度C、沖擊強

度

42、WLF方程不能用于（B）。

A、測粘度B、測結晶度

C、測松弛

時間

42、四元件模型用于模擬（B）

A、應力松弛B、蠕變

C、內耗

48、對交聯高聚物，以下的力學松弛行為哪一條正確（A）A、蠕變能回復到零B、應力松弛時應力能衰減到零

C、可用四元件模型模擬

51、剛性增加時，以下哪條不正確（A）

A、Tb增加B、T增加

溫等效原理研究聚合物的粘彈性，是因為_A_。

a.高聚物的

分子運動是一個與溫度、時間有關的松弛過程；

b.高聚物的分子處于不同的狀態；

c.高聚物是由具有一定分布的不同分子量的分子組成

的。

32、高分子材

料的應力松弛程度與_C_有關。

a.外力大小；b.外力頻率；

c.形變量。

33、同一種聚合物的三種不同熔體粘度，其大小順序為：（C＞（B）＞（A）

（A）無窮剪切粘度；（B）表觀粘度；（C）零切粘度

34、將下列三種聚合物用同樣的外力拉伸到一定長度后，保持各自的應變不變，經過相當長的時間后測定其應力，則其大小順序為：（A）＞（C）＞（B）

（A）理想彈性體；（B）線形聚合物；（C）交聯聚合物

35、剪切粘度隨剪切速率的增大而減小的流體屬于：（A）

（A）假塑性流體；（B）脹塑性流體；（C）賓漢流體

36、在聚合物的粘流溫度以上，描述表觀粘度與溫度之間關系的方程式是：（B）

（A）Arrhenius（阿倫尼烏斯）方程；（B）WLF方程；（C）Arami方程

37、Voigt模型可以用來描述：（A）

A體膨脹計B.差示掃描量熱法

C.動態機械分析

儀D.X射線衍射儀

9、下列聚合物中剛性因子最大的是：（B）

A.聚乙烯B.聚丙烯腈

C.聚氯乙烯

D.

聚丙烯

11、3.4次方冪律適用于（C）。

A、縮聚物B、低相對分子質量加聚物

C、高相對

分子質量加聚物

12、已知［n］＝KM，判斷以下哪一條正確（

A、Mn＝MnB、Mn＝Mw

C、 Mn＝Mn＝ Mz＝Mw

13、高聚物為假塑性流體，其粘度隨剪切速率的增加而（B）。

A、增加B、減少

C、不變

16、下列材料哪種更易從模頭擠出（A）

A、假塑性材料B、脹塑性材料

C、牛頓流體

17、在設計制造外徑為5cm管材的模頭時，應選擇哪種內徑的模頭（A）

A、小于5cmB、5cm

C、大于5cm

18、聚合物擠出成型時，產生熔體破裂的原因是（A）

A、熔體彈性應變回復不均勻B、熔體粘度過小

C、大分子鏈取向程度低

19、高聚物滯后現象的發生是什么原因（A）

A、運動時受到內摩擦力的作用B、高聚物的惰性很大

C、高聚物的彈性太大

20、以下哪種現象可用聚合物存在鏈段運動來解釋（B）A、聚合物泡在溶劑中溶脹B、聚合物受力可發

生彈性形變

C、聚合物熔體粘度很大

21、粘彈性表現最為明顯的溫度是（B）

A、＜TgB、Tg附近

C、T附近

22、聚合物熔體的爬桿效應是因為（B）。

A、普彈形變B、高彈形變

C、粘流

23、3.4次方冪律是反映以下什么與相對分子質量的關系（B）

A、溶液粘度B、零剪切粘度

C、玻璃化轉變溫度

24、以下哪個過程與鏈段運動無關（C）

A、玻璃化轉變B、巴拉斯效應

C、Tb（脆化點）

25、對于假塑性流體，隨著剪切速率的增加，其表觀粘度（C）。

A、先增后降B、增加

C、減少

26、下列聚合物的內耗大小排列順序正確的為（C）

A、 SBR＞NBR＞BRB、NBR＞BR＞SBR

C、NBR＞SBR＞BR

28、大多數聚合物流體屬于

（C）

A、膨脹型流體（切＝K＂，n＞1）B、牛頓流體（＝K

n＝1）C、假塑性流體（＝K，n＜1）D、賓哈流體

＝，＋K）

29、在注射成型中能最有效改善聚甲醛熔體流動性的方法是CA、增大分子量；B、提高加工溫度；

C、提高

注射速率

30、橡膠產生彈性的原因是拉伸過程中B

a.內能的變化；b.熵變；

c體積變化。

31、可以用時

1、Maxwell模型可以模擬：（A）

A.線形聚合物的應力松弛過程B交聯聚合物的應

力松馳過程

C.線形聚合物的蠕變過程D交聯聚合物的

蠕變過程

2、下列三類物質中具有粘彈性的是：（D）

A.硬固的塑料B.硫化橡膠C.聚合物流體

D.

以上三者均有

3、大多數聚合物流體屬于：（D

A.膨脹性流體（t ＝kyn，n＞1）B.膨脹性流體（tkyn， n＜1）

C.假塑性流體（t ＝ kyn，n＞1）D.假塑性流體（τkyn， n＜1）

4、能有效改善聚甲醛的加工流動性的方法有：（C）

A.增大分子量B.升高加工溫度C.提高擠出

機的螺桿轉速

5、下列方法中可以提高聚合物材料的拉伸強度的是：（B）A.提高支化程度B.提高結晶度

C.加入增塑劑

D.與橡膠共混

6、下列方法中可以降低熔點的是：（D）

A.主鏈上引入芳雜環B.降低結晶度

C.提高分子

量D.加入增塑劑

7、下列方法中不能測定玻璃化溫度的是：（D）

臨界剪切應力Tc），容易出現彈性湍流，導致流動不穩定，擠出物表面粗糙，失去光澤，類似于橘子皮。隨擠出速率進一步增大，先后出現波浪形、鯊魚皮形、竹節形、螺旋形畸變，最后導致完全無規則的熔體破裂。

擠出脹大現象是高分子液體具有彈性的典型表現。從彈性形變角度看，熔體在進入口模前的入口區受到強烈拉伸作用，發生彈性形變。這種形變雖然在口模內部流動時得到部分松弛，但由于高分子材料的松弛時間一般較長，直到口模出口處仍有部分保留，于是在擠出口模失去約束后，發生彈性恢復，使擠出物脹大。

無管虹吸效應該現象也與高分子液體的彈性行為有關。液體的這種彈性使之容易產生拉伸流動，拉伸液流的自由表面相當穩定，因而能夠產生穩定的連續拉伸形變，具有良好的紡絲和成膜能力。

24、何為擠出脹大現象？舉例說明減少脹大比的措施。①液體流出管口時，液流的直徑并不等于管子出口端直徑，對粘彈性聚合物熔體，液流直徑增大膨脹。

②擠出溫度升高，或擠出速度下降，或體系中加入填料而導致高分子熔體彈性形變減少時，擠出脹大現象明顯減輕，從而使脹大比減少。

三、選擇題（在下列各小題的備選答案中，請把你認為正確答案的題號填入題干的括號內。每題1.5分，共15分）

糙、失去光澤、粗細不均和扭曲，成為波浪形、竹節形或周期性螺旋形，在極端嚴重的情況下，甚至會斷裂成為形狀不規則的碎片或圓柱，即出現熔體破裂現象。聚丙烯（PP）在發泡成型過程中，常因擠出物發生“熔體破裂”而使發泡失敗。熔體破裂現象對發泡體的表觀質量和泡體結構影響巨大

22、高聚物熔體產生彈性效應的本質是什么？

高聚物熔體在外力作用下進行粘性流動，流動的同時會伴隨一定量的高彈形變，這部分高彈形變是可逆的，外力消失以后，高分子鏈又蜷曲起來，因而整個形變要恢復一部分。

23、高聚物熔體彈性效應有哪些表現？它們對高聚物制品的性能各有什么影響？

（入口效應法向應力效應，擠出脹大效應，不穩定流動和熔體破裂現象、無管虹吸效應

法向應力效應

高聚物在孔內流動時，由于切應力的作用，表現為法向應力效應，法向應力差產生的彈性形變在出口模后回復，因而擠出物脹大L/R較大（即管子較長）時。

粘性流體o11＝022，無彈性行為，出口流體縮小變細。

粘彈性流體o11-022＞0，出口流體膨脹，壓力差越大，膨脹比越大。

不穩定流動和熔體破裂現象實驗表明，高分子熔體從口模擠出時，當擠出速率（或剪切應力）超過某一臨界剪切速率（或

子的遷移，而是通過鏈段的相繼躍遷來實現的。形象地說，這種流動類似于蚯蚓的蠕動。因而其流動活化能與分子的長短無關。n＝A-e，由實驗結果可知當碳鏈不長時，Ea隨碳數的增加而增加，但當碳數＞30時，Ea不再增大，因此聚合物超過一定數值后，Ea與相對分子質量無關。

17.解釋為什么高速行駛中的汽車內胎易爆破

解：汽車高速行駛時，作用力頻率很高，Tg上升，從而使橡膠的Tg接近或高于室溫。內胎處于玻璃態自然易于爆破。

18、舉例說明和區分以下的聚合物熔體的流動類型：

1）層流和湍流；2）穩定與不穩定流動；3）等溫與非等溫流動；4）剪切流動與拉伸流動；5）壓力流動與拖曳流動。

1Re＜2000層流

Re＞4000湍流

2如正常操作的擠出機中，塑料熔體沿螺桿螺槽向前流動屬穩定流動

如在注射模塑的充模過程中，塑料熔體的流動屬于不穩定流動

3塑料成型的實際條件下，聚合物熔體的流動一般都呈現非等溫狀態.一是由于成型工藝有要求將流程各區域控制在不同的溫度下；二是粘性流動過程中有生熱和熱效應

4質點速度僅沿流動方向發生變化

質點速度僅沿著與流動方向垂直的方向發生變化

5如運轉滾筒表面對流體的剪切摩擦而產生流動。壓延

成型片材等即為拖曳流動

塑料熔體注射成型和擠塑成型等，在流道內的流動屬

于壓力梯度引起的剪切流動

19、何為不穩定流動？聚烯烴熔體不穩定流動的類型有

哪些？舉例說明提高流動穩定性的措施。

1凡流體在輸送通道中流動時，流動狀態都隨時間而變化

的流動。

2波浪形鯊魚皮形竹節形螺旋形不規則破碎形

3PMMA于170℃、同應力下發生不穩定流動，降低剪

切應力，提高流動穩定性

20、解釋聚合物熔體離模膨脹原因，簡述影響因素。

液體流出管口時，液流的直徑并不等于管子出口端直徑，

對粘彈性聚合物熔體，液流直徑增大膨脹。后一種現象稱為擠

出物脹大

影響因素：

1）口模長徑比L/D一定，剪切速率1→Le或B1。在發生熔體破裂的臨界剪切速率之前有個最大值Bmax，

而后B值！

2）在低于臨界下，溫度T→Le或d/D！。但Bmax隨T而1。

3）在低于發生熔體破裂的臨界剪切應力tc下，t↑，B↑，在高于tc時，B！

4）當恒定時，L/D1Le或B；在L/D超過某一數值時B為常數

5）離模膨脹隨熔體在口模內停留時間t呈指數關系減

小。因停留期間高分子的彈性變形得到逐漸恢復，使正

壓力有效減小

6）6）分子量Mn1一Le或B1；

分子量分布分布窄→Le或B1。

7）非牛頓性非牛頓指數n一Le或B1。

8）彈性模量E或剪切模量GE或G1-Le或B。

21、簡述影響熔體破裂的因素。試分析塑料熔體在注射充模流動過程中產生熔體破裂的原因及對制品質量的影響。

影響因素：

1）模頭流道流線化；

2）出口流道的橫截面積；

3）螺桿轉速；

4）口模定型區的溫度；

5）聚合物分子量和聚合物熔體粘度；

6）外潤滑劑。

聚合物在加工過程中流動會出現不穩定現象，其根源是高分子的長鏈在分子水平上纏結，導致高粘、慢松弛和高法向應力［1］，當剪切速率超過臨界剪切速率時，擠出物表面變得粗

橡膠快速拉伸會放熱；擠出脹大等。

減少橡膠的粘性：適度交聯。

大擠出成型中減少成型制品中的彈性成分：提高熔體溫度；降低擠出速率；增加口模長徑比；降低分子量，特別要減少分子量分布中的高分子量尾端。

12、對聚合物熔體的粘性流動曲線劃分區域，并標明區域名稱及對應的粘度名稱，解釋區域內現象的產生原因。

7o

第第二

牛頓區牛頓區

與假塑區

斜率7

lg

第一牛頓區：低剪切速率時，纏結與解纏結速率處于一個動態平衡，表觀粘度保持恒定，定為η0，稱零切粘度，類似牛頓流體。

冪律區（假塑區）：剪切速率升高到一定值，發生構象變化，解纏結速度快，再纏結速度慢，流體表觀粘度na隨剪切速率增加而減小，即剪切稀化，呈假塑性行為。為熔體成型區。

第二牛頓區：剪切速率很高時，纏結全部破壞，再纏結困難，纏結點幾乎不存在，表觀粘度再次維持恒定（達最低值），稱牛頓極限粘度1∞，又類似牛頓流體行為。

13.熔融指數與相對分子質量有什么關系，簡述之。

斜率7o

第一第二

牛頓區牛頓區

與假塑區

＝

斜率lg

第一牛頓區：低剪切速率時，纏結與解纏結速率處于一個動態平衡，表觀粘度保持恒定，定為η0，稱零切粘度，類似牛頓流體。

冪律區（假塑區）：剪切速率升高到一定值，發生構象變化，解纏結速度快，再纏結速度慢，流體表觀粘度a隨剪切速率增加而減小，即剪切稀化，呈假塑性行為。為熔體成型區。

第二牛頓區：剪切速率很高時，纏結全部破壞，再纏結困難，纏結點幾乎不存在，表觀粘度再次維持恒定（達最低值）稱牛頓極限粘度1∞，又類似牛頓流體行為。

11、為什么實際橡膠彈性中帶粘性，高聚物粘性熔體又帶彈性？列舉它們的具體表現形式。如何減少橡膠的粘性？在擠出成型中如何減小成型制品中的彈性成分？

實際橡膠彈性中帶粘性的原因：構象改變時需要克服摩擦力。高聚物粘性熔體又帶彈性的原因：分子鏈質心的遷移是通過鏈段的分段運動實現的，鏈段的運動會帶來構象的變化。

它們的具體表現形式：橡膠拉伸斷裂后有永久殘余應變

解：高聚物相對分子質量大小對其黏性流動影響極大。相對分子質量增加，使分子間的作用力增大，顯然會增加它的黏度，從而熔融指數（MI）就小。而且相對分子質量的緩慢增大，將導致表觀黏度的急劇增加和MI的迅速下降。表6-5可見，對LDPE，相對分子質量增加還不到三倍，但是它的表觀黏度卻已經增加了四、五個數量級，MI也就降低了四、五個數量級。

14、簡述聚合物熔體和溶液的普適流動曲線，說明n0和n∞的含義并以分子鏈纏結的觀點給以解釋

聚合物熔體和溶液的普適流動曲線將流體流動分為三個區域，第一牛頓區，假塑性區和第二牛頓區。從該曲線可以看出各區內剪切粘度與剪切速率的關系。

第一牛頓區：低剪切速率時，纏結與解纏結速率處于一個動態平衡，表觀粘度保持恒定，定為η0，稱零切粘度，類似牛頓流體。

剪切速率升高到一定值，發生構象變化，解纏結速度快，再纏結速度慢，流體表觀粘度a隨剪切速率增加而減小，即剪切稀化，呈假塑性行為。為熔體成型區。

剪切速率很高時，纏結全部破壞，再纏結困難，纏結點幾乎不存在，表觀粘度再次維持恒定（達最低值），稱牛頓極限粘度n∞，，又類似牛頓流體行為。

16.為什么高聚物的流動活化能與相對分子質量無關？

解：根據自由體積理論，高分子的流動不是簡單的整個分

4、解釋如下現象：1）聚合物的T開始時隨分子量增大而升高，當分子量達到一定值之后，T變為與分子量無關的常數；2）聚合物中加入單體、溶劑、增塑劑等低分子物時導致Tg下降。

6、兩個牽伸比相同的聚丙烯的紡絲過程中，A用冰水冷卻，B用333K的熱水冷卻。成絲后將這兩種聚丙烯絲放在363K的環境中，發現兩者的收縮率有很大不同。哪一種絲的收縮率高？說明理由。

7、提高聚合物的耐熱性的措施有哪些？其中哪些是通過改變聚合物的分子結構而實現的？

提高聚合物耐熱性的措施主要措施有：①提高分子中原子間的鍵能；②增加分子中的環結構和共軛程度；③增加分子鏈間的交聯程度；④增加分子的取向度和結晶度；⑤加入穩定劑。

8、試述影響聚合物粘流溫度的結構因素。

1.分子鏈越柔順，粘流溫度越低；而分子鏈越剛性，粘流溫度越高。

2.高分子的極性大，則粘流溫度高，分子間作用越大，則粘流溫度高。

3.分子量分布越寬，粘流溫度越低。

4相對分子質量愈大，位移運動愈不易進行，粘流溫度就要提高。

5.外力增大提高鏈段沿外力方向向前躍遷的幾率，使分子鏈的重心有效地發生位移，因此有外力對粘流溫度的影響，對

2、聚合物的結晶熔化過程與玻璃化轉變過程本質上有何不同？試從分子運動角度比較聚合物結構和外界條件對這兩個轉變過程影響的異同。

聚合物的結晶熔化過程是隨著溫度的升高，聚合物晶區的規整結構遭受破壞的過程。從熔點的熱力學定義出發，熔點的高低是由熔融熱△H與熔融熵△S決定的。一般的規律是，熔融熱△H越大，熔融熵△S越小，聚合物的熔點就越高。

聚合物的玻璃化轉變過程是隨溫度升高，分子鏈中鏈段運動開始，由此會導致一系列性質的突變。因此，分子鏈的柔性越好，鏈段開始運動所需要的能量越低，其玻璃化溫度就越低。

3、試述溫度和剪切速率對聚合物剪切粘度的影響。并討論不同柔性的聚合物的剪切粘度對溫度和剪切速率的依賴性差異。

答：（一）隨著溫度的升高，聚合物分子鍵的相互作用力減弱，粘度下降。但是各種聚合物熔體對溫度的敏感性不同。聚合物熔體的一個顯著特征是具有非牛頓行為，綺粘度隨剪切速率的增加而下降。（二）柔性高分子如PE、POM等它們的流動活化能較小，表觀粘度隨溫度變化不大，溫度升高100℃，表觀粘度也下降不了一個數量級，故在加工中調節流動性時，單靠改變溫度是不行的，需要改變剪切速率。否則，溫度提得過高會造成聚合物降解，從而降低制品的質量。

于選擇成型壓力是很有意義的。

6.延長外力作用的時間也有助于高分子鏈產生粘性流動，增加外力作用的時間就相當于降低粘流溫度。

9、按常識，溫度越高，橡皮越軟；而平衡高彈性的特點之一卻是溫度愈高，高彈平衡模量越高。這兩個事實有矛盾嗎？為什么？

不矛盾。

原因：1.溫度升高，高分子熱運動加劇，分子鏈趨于卷曲構象的傾向更大，回縮力更大，故高彈平衡模量越高；2.實際形變為非理想彈性形變，形變的發展需要一定是松弛時間，這個松弛過程在高溫時比較快，而低溫時較慢，松弛時間較長如圖。按常識觀察到的溫度越高，橡皮越軟就發生在非平衡態

E（t）低溫

高溫

即t＜tO.lgto

Igt

10、對聚合物熔體的粘性流動曲線劃分區域，并說明區域名稱及對應的粘度名稱，解釋區域內現象的產生原因。