《高分子材料加工工艺》复习资料习题答案(6)

2019-06-11 08:28

它表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。

A愈大,塑料受到挤压的作用也就愈大,排除物料中所含空气的能力就大。但A太大,螺杆本身的机械强度下降。压缩比一般在2?5之间。

压缩比的大小取决于挤出塑料的种类和形态,粉状塑料的相对密度小,夹带空气多,其压缩比应大于粒状塑料。另外挤出薄壁状制品时,压缩比应比挤出厚壁制品大。

压缩比的获得主要采用等距变深螺槽、等深度变距螺槽和变深变距螺槽等方法,其中等距变深螺槽是最常用的方法。

4.什么是挤出机螺杆的长径比?长径比的大小对塑料挤出成型有什么影响?长径比太大又会造成什么后果?

答:螺杆的长径比L/Ds:指螺杆工作部分的有效长度L与直径Ds之比,此值通常为15?25,但近年来发展的挤出机有达40的,甚至更大。

L/Ds大,能改善塑料的温度分布,混合更均匀,并可减少挤出时的逆流和漏流,提高挤出机的生产能力。L/Ds过小,对塑料的混合和塑化都不利。因此,对于硬塑料、粉状塑料或结晶型塑料要求塑化时间长,应选较大的L/Ds。L/Ds大的螺杆适应性强,可用于多种塑料的挤出。

但L/Ds大大,对热敏性塑料会因受热时间大长而易分解,同时螺杆的自重增加,制造和安装都困难,也增大了挤出机的功率消耗。目前,L/Ds以25居多。 5.渐变型和突变型螺杆有何区别?它们各适合哪类塑料的挤出?为什么?

答:等距变深螺杆按其螺槽深度变化的快慢(即压缩段的长短)又可分为等距渐变形螺杆和等距突变形螺杆。非晶型塑料宜选用渐变形螺杆,结晶型塑料宜选用突变形螺杆。 6.提高挤出机加料段固体输送能力,应对设备采取什么措施?指出其理论依据。

答:固体塞的移动情况是旋转运动还是轴向运动占优势,主要决定于螺杆表面和料筒表面与物料之间的摩擦力的大小。只有物料与螺杆之间的摩擦力小于物料与料筒之间的摩擦力

时,物料才沿轴向前进;否则物料将与螺杆一起转动,因此只要能正确控制物料与螺杆及物料与料筒之间的静摩擦因数,即可提高固体输送能力。

为了提高固体输送速率,应降低物料与螺杆的静摩擦因数,提高物料与料筒的径向静摩擦因数。要求螺杆表面有很高的光洁度,在螺杆中心通入冷却水,适当降低螺杆的表面温度,因为固体物料对金属的静摩擦因数是随温度的降低而减小的。 7.塑料在挤出机中的熔化长度的意义是什么?

答:挤出过程中,在加料段内是充满未熔融的固体粒子,在均化段内则充满着已熔化的物料,而在螺杆中间的压缩段内固体粒子与熔融物共存,物料的熔化过程就是在此区段内进行的,故压缩段又称为熔化区。在熔化区,物料的熔融过程是逐渐进行的,自熔化区始点A开始,固体床的宽度将逐渐减小,熔池的宽度逐渐增加,直到熔化区终点B,固体床的宽度下降到零,进入均化段,固体床消失,螺槽全部充满熔体。从熔化开始到固体床的宽度降到零为止的总长度,称为熔化长度。

8.塑料熔体在挤出机螺槽内有几种流动形式?造成这几种流动的主要原因是什么? 答:从压缩段送入均化段的物料是具有恒定密度的粘流态物料,在该段物料的流动已成为粘性流体的流动,物料不仅受到旋转螺杆的挤压作用,同时受到由于机头口模的阻力所造成的反压作用,物料的流动情况很复杂。

通常把物料在螺槽中的流动看成由下面四种类型的流动所组成:

(1)正流:是物料沿螺槽方向向机头的流动,这是均化段熔体的主流,是由于螺杆旋转时螺棱的推挤作用所引起的,从理论分析上来说,这种流动是由物料在深槽中受机筒摩擦拖曳作用而产生的,故也称为拖曳流动,它起挤出物料的作用。

(2)逆流:沿螺槽与正流方向相反的流动,它是由机头口模、过滤网等对料流的阻碍所引起的反压流动,故又称压力流动,它将引起挤出生产能力的损失。

(3)横流:物料沿x轴和y轴两方向在螺槽内往复流动,也是螺杆旋转时螺棱的推挤作

用和阻挡作用所造成的,仅限于在每个螺槽内的环流,对总的挤出生产率影响不大,但对于物料的热交换、混合和进一步的均匀塑化影响很大。

(4)漏流:物料在螺杆和料筒的间隙沿着螺杆的轴向往料斗方向的流动,它也是由于机头和口模等对物料的阻力所产生的反压流功。

9.吹塑薄膜生产工艺的工艺流程是什么?简要分析各步作用。

答:(1)机头和口模。吹塑薄膜的主要设备为单螺杆挤出机,其机头口模的类型主要有转向式的直角型和水平向的直通型两大类,结构与挤出管材的差不多,作用是挤出管状坯料

(2)吹胀与牵引。在机头处有通入压缩空气的气道,通入气体使管坯吹胀成膜管,调行压缩空气的通入里可以控制膜管的膨胀程度。

由于吹塑和牵仲的同时作用,使挤出的管坯在纵横两个方向都发生取向,使吹塑薄膜具有一定的机械强度。因此,为了得到纵横向强度均等的薄膜,其吹胀比和牵伸比最好是相等的。不过在实际生产中往往都是用同一环形间隙口模,靠调节不同的牵引速度来控制薄膜的厚度,故吹塑薄膜纵横向机械强度并不相同,一般都是纵向强度大干横向强度。

(3)薄膜的冷却。吹塑薄膜是连续成型过程,管还挤出吹胀成膜管后必须不断冷却固化定型为薄膜制品,以保证薄膜的质量和提高严量,因此,膜管在吹胀成型后要马上得到良好的冷却。目前最常用的方法是在挤出机头之后,在管膜外面设冷却风环。

在吹塑聚乙烯薄膜时,接近机头处的膜管是透明的,但在高于机头约20cm处的膜管就显得较浑浊。膜管在机头上方开始变得浑浊的距离称为冷凝线距离(或称冷却线距离)。膜管浑浊的原因为大分子的结晶和取向。

(4)薄膜的卷绕。膜管经冷却定型后,先经人字导向板夹平,再通过牵引夹辊,而后由卷绕辊卷绕成薄膜制品;人宇板的作用是稳定已冷却的膜管,不让它晃动,并将它压平。牵引夹辊是由一个橡胶辊和一个金属辊组成,其作用是牵引和拉伸薄膜。牵引辊到口模的距离对成型过程和管膜性能有一定影响,其决定了膜管在压叠成双折前的冷却时间,这一时间与

塑料的热性能有关。

10.管材挤出的工艺过程是什么?挤出管材如何定径?

答:管材挤出的基本工艺是:由挤出机均化段出来的塑化均匀的塑料,经过过滤网、粗滤器而达分流器,并为分流器支架分为若干支流,离开分流器支架后再重新汇合起来,进入管芯口模间的环形通道,最后通过口模到挤出机外而成管子,接着经过定径套定径和初步冷却,再进入冷却水槽或具有喷淋装置的冷却水箱,进一步冷却成为具有一定口径的管材,最后经由牵引装置引出并根据规定的长度要求而切割得到所需的制品。

管材挤出装置由挤出机、机头口模、定型装置、冷却水槽、牵引及切割装置等组成,其中挤出机的机头口模和定型装置是管材挤出的关键部件。

管材挤出后,温度仍然很高,为了得到准确的尺寸和几何形状以及表面光洁的管子,应立即进行定径和冷却,以使其定型。

外径定型是使挤出的管子的外壁与定径套的内壁相接触而起定型作用的,为此,可用向管内通入压缩空气的内压法或在管子外壁抽真空法来实现外径定型。

内压法进行外径定型的定径套如图所示。定型时,可通过分料筋的孔道通入一定压力的压缩空气(一般为0.05--0.3MPa表压)。并在挤出的管端或管内封塞。定径套的外壁为夹套,内通冷却水以冷却管子,经定径后的管子离开定径套时不再变形。 第八章 注射成型

1.什么是注射成型;注射成型具有什么特点;请表示出一个完整的注射成型过程。 答:塑料的注射成型又称注射模塑,或简称注塑,是塑料制品成型的重要方法。目前注射制品约占塑料制品总量的30%。在工程塑料中有80%是采用注射成型。

注射成型是间歇生产过程,除了很大的管、棒、板等型材不能用此法生产外,其他各种形状、尺寸的塑料制品都可以用这种方法生产。它不但常用于树脂的直接注射,也可用于复合材料、增强塑料及泡沫塑料的成型,也可同其他工艺结合起来,如与吹胀相互配合而组成

注射—吹塑成型。

塑料的注射成型是将粒状成粉状塑料加入到注射机的料筒,经加热熔化呈流动状态,然后在注射机的柱塞或移动螺杆快速而又连续的压力下,从料简前端的喷嘴中以很高的压力和很快的速度注入到闭合的模具内。充满模腔的熔体在受压的情况下,经冷却(热塑性塑料)或加热(热固性塑料)固化后,开模得到与摸具型腔相应的制品。

2.注射机按结构、外形和加工能力的差异,各分为那些类别?

答:注射机的结构不同,塑料在料筒中的塑化方式也不同的分类方法进行划分:(1)柱塞式注射机;(2)双阶柱塞式注射机;(3)螺杆预塑化柱塞式注射机;(4)移动螺杆式注射机。 按注射机外形特征分类:(1)立式注射机;(2)卧式注射机;(3)角式注射机。 按注射机的加工能力分类:反映注射机加工能力的主要参数是注射量和锁模力。 3.注射机由哪几部分构成;注射系统又由那些部分构成?

答:柱塞式注射机和移动螺杆式注射机的作用原理大致相同,所不同的是前者用柱塞施加压力,而后者则用螺杆,二者结构特点基本相同,都是由注射系统、锁模系统、液压系统及注射模具等几部分组成。

注射系统主要的加料装置、料筒、螺杆(或柱塞及分流梭)、喷嘴等部件所组成。 4.请从加热效率出发,分析柱塞式注射机上必须使用分流梭的原因 。

答:分流梭装在料筒前的中心部分,是两端锥形的金属圆锥体,形如鱼雷,因此也叫鱼雷头。


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