高分子材料成型加工考试重点复习内容(2)

2019-05-24 18:14

b硫化活性剂,作用提高胶料中硫化促进剂的活性、减少硫化促进剂的用量、缩短硫化时间、可使交联键的数量增加、交联键中硫原子数减少、因而硫化胶的热稳定性能得到提高。

c防焦剂,作用是可防止或延迟胶料在加工和贮存时产生焦烧、提高胶料的操作安全性和贮存稳定性。 第四章制品设计和配方设计

试分析下列配方,要求:(1)指出各成分在配方中的作用;(2)判断制品基本性能,并说出相应的理由。 成分类型 成分类型 配方1 添加量 配方2 添加量 主体材料 增塑剂1 增塑剂2 辅助增塑剂1 热稳定剂1 热稳定剂2 润滑剂1 着色剂 基本性能 成分类型 主体材料 增塑剂1 增塑剂2 辅助增塑剂1 辅助增塑剂2 热稳定剂1 着色剂 PVC树脂(XS-4) 100 邻苯二甲酸二辛酯 10 邻苯二甲酸二丁酯 环氧脂肪酸辛酯 液体钡 硬脂酸镉 硬脂酸 二氧化钛 8 3 0.5 0.3 0.3 3 主体材料 热稳定剂1 热稳定剂2 热稳定剂3 辅助热稳定剂 润滑剂1 润滑剂2 阻燃剂 基本性能 PVC树脂(XS-5) 三盐基性硫酸铅 二盐基性亚磷酸铅 硬脂酸铅 亚磷酸三苯酯 硬脂酸正丁酯 石蜡 氧化锑 以做Upvc门窗型材 成分类型 主体材料 润滑剂2 硫化剂 主促进剂 辅助促进剂 活性剂1 活性剂2 抗氧化剂 补强填充剂 填充剂1 填充剂2 基本性能 配方4 丁晴橡胶 石蜡 硫磺 促进剂M TMTD ZnO 硬脂酸 防老剂4010N 半补强炭黑 陶土 沥青 添加量 100 1.5 1.5 1. 5 0.2 5 1 1 60 30 5 100 5 1.5 0.5 0.5 0.3 0.3 5 制品为白色,半硬质PVC,可能有较高的流动性,可以低温加工 配方3 添加量 PVC树脂(XS-3) 100 DOP 20 DBP DOS 氯化石蜡 二月桂酸二丁基锡 20 10 5 3 0.2 0.1 1 阻燃硬质PVC ,耐热性好,可氧化铁 紫外光吸收剂 UV-9 填充料 基本性能 滑石粉 抗紫外光耐候材料 软质PVC,铁红色,高流动性,黑色丁晴橡胶,耐油,强度较高 6

第六章高分子材料混合与制备

1、混合:定义是将两种组分相互分布在各自所占的空间中,即,使两种或多种组分所占空间的最初分布情况发生变化。 混合分为非分散混合和分散混合。

非分散混合:在混合中仅增加粒子在混合物中空间分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程称为非分散混合或简单混合。

分散混合:是指在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值,同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。分散混合主要靠剪切应力和拉伸应力作用实现的。 混合设备

高速混合机:非分散混合。

挤出机、开炼机、密炼机:分散混合。 2、橡胶的塑炼目的、实质、机理、影响因素:

目的:主要是为了降低生胶的弹性、增加可塑性、获得适当的流动性、使橡胶与配合剂在混炼过程中易于混合分散均匀,有利于胶料进行各种成型操作,使生胶分子量分布变窄,胶料质量均匀一致。

实质:是橡胶分子链断裂,相对分子质量降低,从而橡胶的弹性下降。

机理:塑炼方法分为机械塑炼法和化学塑炼法,机械塑炼法最广泛,机械塑炼分为低温塑炼和高温塑炼,低温塑炼以机械降解作用为主,氧起稳定游离基的作用,高温塑炼以自动氧化降解作用为主,机械作用强化橡胶与氧的接触。

机械塑炼机理:是典型的力化学反应过程,在机械塑炼过程中,机械力作用使大分子链断裂,氧对橡胶分子起化学降解作用,这两个作用同时存在。

低温机械塑炼机理:机械力作用,对橡胶塑炼的直接结果就是使橡胶分子断裂。造成橡胶分子断裂的主要作用力,就是塑炼中的剪切力。

高温塑炼机理:温度提高,橡胶分子和氧均活泼,可直接进行氧化反应,使橡胶分子降解。 影响因素:

机械塑炼有开炼机塑炼、密炼机塑炼、螺杆塑炼机塑炼。

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开炼机塑炼:辊距、辊速比、温度是影响塑炼效果的主要因素。 密炼机塑炼:装胶容量和上顶栓压力是影响塑炼效果的主要因素。 螺杆塑炼机塑炼:温度是影响因素。 3、橡胶的混炼,加料次序:

开炼机混炼中最常用的投料顺序是:生胶--固体软化剂--促进剂、促进助剂、防老剂--补强剂、填充剂--液体软化剂--硫磺、超促进剂。

密炼机混炼加料顺序:基本同上,但交联剂和促进剂须在密炼后的开炼辅助操作中加入。

4、什么是“非分散混合”,什么是“分散混合”,两者各主要通过何种物料运动和混合操作来实现?

答:非分散混合:在混合中仅增加粒子在混合物中空间分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程称为非分散混合或简单混合。

这种混合的运动基本形式是通过对流来实现的,可以通过包括塞形流动和不需要物料连续变形的简单体积排列和置换来达到。

分散混合:是指在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值,同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。分散混合主要靠剪切应力和拉伸应力作用实现的。 5、塑料的塑化与橡胶的塑炼二者的目的和原理有何异同?

答:塑料的塑化:是使物料在温度和剪切力的作用下熔融,获得剪切混合的作用,驱出其中的水分和挥发物,使各组分的分散更趋均匀,得到具有一定可塑性的均匀物料,是分散混合过程。

橡胶的塑炼:强迫生胶反复通过两个转速不同的滚筒之间的间隙,使之在强剪切力作用下长分子链被切断,相对分子量减小,降低生胶的弹性,从而流动性增加(即可塑性增加)的工艺过程,使橡胶与配合剂在混炼过程中易于混合分散均匀,此外使得制得的胶料质量也均匀一致。

第七章压制成型

1、压缩率与螺杆压缩比的区别:

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压缩率的定义是热固性塑料制品的比重与粉状或粒状的热固性模塑料的表观比重之比。即,压塑料在压制前后的体积变化。

螺杆的压缩比:螺杆第一螺槽的容积/螺杆最后螺槽的容积。压缩比的获得:等距变深,等深变距,变深变距。压缩比升高,制品致密,排除物料中所含空气的能力大。 2、排气的作用、方式:

排气的作用:赶走气泡、水分、挥发物,缩短固化周期,避免制品内部出现气泡或分层现象。

排气的方式:卸压,松模,时间很短即可(零点几秒-几秒),如此连续几次(2-5次)。排气的次数、间隔时间决定于所模压物料的性质。排气不能过早,也不能过迟。 3、保压的作用和方法:

排气后以慢速升高压力,在一定的模压压力和温度下保持一段时间,使热固性树脂的缩聚反应推进到所需的程度。

保压固化时间取决于塑料的类型、模压温度和压力,时间不能过长也不能过段,一般在模内的保压固化时间为数分钟左右。

4、模型硫化:硫化历程分四个阶段:焦烧阶段、预硫阶段、正硫化阶段、过硫阶段。 焦烧阶段:又称“硫化诱导期”,是指橡胶在硫化开始前的延迟作用时间,在此阶段胶料尚未开始交联,胶料在模型内具有良好的流动性。

预硫阶段:焦烧期以后橡胶开始交联的阶段。随着交联反应的进行,橡胶的交联程度逐渐增加,并形成网状结构,橡胶的物理机械性能逐渐上升,但尚未达到预期的水平,但有些性能却优于正硫化阶段时的胶料。

正硫化阶段:橡胶的交联反应达到一定的程度,此时各项物理机械性能均达到或接近最佳值,其综合性能最佳。此时交联键会发生重排、裂解等反应,同时存在的交联裂解反应达到了平衡,因此胶料的物理机械性能在一个阶段基本上保持恒定或变化很少,所以也称为“平坦硫化阶段”。

过硫阶段:正硫化以后继续硫化便进入过硫阶段,此阶段往往氧化及热断链反应占主导地位,因此胶料会出现物理机械性能下降的现象。

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返原性胶料:在过硫阶段中,天然橡胶、丁基橡胶等主链为线型大分子结构,在过硫阶段断链多于交联而出现硫化返原现象的胶料称为返原性胶料;

非返原性胶料:大部分合成橡胶,如丁苯、丁腈橡胶等在过硫阶段中易产生氧化支化反应和环化结构,胶料的物理机械性能变化很小,甚至保持恒定,这种胶料称为硫化非返原性胶料。

5、硫化仪测得的胶料硫化曲线:

硫化仪能连续的测定与加工性能和硫化性能有关的参数,包括初始黏度、最低粘度、焦烧时间、硫化速度、正硫化时间和活化能等。测定的基本原理是根据胶料的剪切模量与交联密度成正比为基础的。硫化仪在硫化过程中对胶料施加一定振幅的剪切变形,通过剪切力的测定,即可反映硫化交联过程的情况。

第八章挤出成型

1、挤出螺杆分哪三段,各段的作用、结构参数、形式、适应性、温度设置 a加料段。作用是对料斗送来的塑料进行加热,同时输送到压缩段。塑料在该段螺槽内始终保持固体状态。加料段对塑料一般没有压缩作用,故螺距和螺槽深度都可以保持不变,而且螺槽深度也较深,因此加料段通常是等深等距的深槽螺纹。 b压缩段。又叫相迁移段,作用是对加料段送来的物料起挤压和剪切作用,螺杆与料筒配合使物料接触传热面不断更新,在料筒的外加热和螺杆摩擦作用下,固体物料逐渐软化、熔融为黏流态。同时赶走塑料中的空气及其他挥发成分,增大塑料的密度,塑料通过压缩段后,能够成为完全塑化的黏流状态。压缩段应能对塑料产生较大的压缩作用和剪切作用,该段螺槽容积应逐步减小。从螺杆的结构特征来看,压缩作用可以通过减小螺距及螺槽深度来实现。压缩段的长度与塑料的性质有关。 (渐变型和突变型螺杆有何区别?各适合哪类塑料的挤出?为什么?答:无定形塑料的压缩段较长,熔融温度范围宽的塑料其压缩段最长,如PVC挤出成型用的螺杆,压缩段为螺杆全长的100%,即全长均起压缩作用,这样的螺杆叫渐变型螺杆。结晶型塑料熔融温度范围较窄,压缩段较短,某些熔化温度范围很窄的结晶型塑料,

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