什么是聚合物的结晶和取向它们有何不同研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际 意义聚合物的结晶:高聚物发生的分子链在三维空间形成局部区域的、高度有序的排列的过 程。聚合物的取向:高聚物的分子链沿某特定方向作优势的平行排列的过程。包括分子链、 链段和结晶高聚物的晶片、晶带沿特定方向择优排列。不同之处:(1)高分子的结晶属于高分子的一个物理特性,不是所有的高聚物都会结 晶,而所有的高聚物都可以在合适的条件下发生取向。(2)结晶是某些局部区域内分 子链在三维空间的规整排列,而取向一般是在一定程度上的一维或一•维有序,是在外力 作用下整个分子链沿特定方向发生较为规整排列。(3)结晶是在分子链内部和分子链 之间的相互作用下发生的,外部作用也可以对结晶产生一定的影响;取向一般是在外力 作用和环境中发生的,没有外力的作用,取向一般不会内部产生。(4)结晶主要发生 在Tg〜Tm范围内,而取向可以发生在Tg或Tm以上的任何温度(热拉伸或流动取 向),也可以在室温下进行冷拉伸获得。(5)结晶单元为高分子链和链段,而取向单 元还可以是微晶(晶粒)。Chapter6高分子材料混合与制备1.物料的混合有哪三种基本运动形式聚合物成型时熔融物料的混合以哪一种运动形式为 主为什么有分子扩散,涡流扩散,体积扩散。主要以体积扩散为主,体积对流混合通过塞流对物料进行体积重排,而不需要物料变 形,这种重复的重新排列可以是无规的,也可以是有序的。在固体掺混机中混合是无规 的,而在静态混合器中的混合则是有序的。层流对流混合是通过而使物料变形,物料受 到剪切、伸长和挤压。2•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 操作实现?非分散混合:在混合物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。分散混合: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。非分散混合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。分散混合主要是靠剪切应力和拉伸应力作用实现的。3・为什么在评定固体物料的混合状态时不仅要比较取样中各组分的比率与总体比率的差 异大小而且还要考察混合料的分散程度

答:衡量混合效果需从物料的均匀程度和组分的分散程度两方面来考虑。均匀程度指混 入物所占物料的比率与理论或总体比率的差异。但就是相同比率的混合情况也是十分复 杂的。在取样分析组成时,若一次抽取的试样的量足够多,或者,一次取样量虽不多, 但取样的次数足够多,虽然每次抽取的试样分析结果有所出入,但取多个试样分析结果 的平均值时,仍可得出混合情况相同的结论。然而从混合料中各组分的分散程度来看, 则可能相差其远。因此,在判定物料的混合状态时,还必须考虑各组分的分散程度。4•温度对生胶塑炼有何影响?为什么天然橡胶在110C时塑炼效果最差?答:低温下,氧和橡胶大分子的直接引发氧化作用很小,但是低温下橡胶的粘度很高, 机械剪切作用力大大提高,橡胶大分子链在机械力作用下的断裂破坏是主要的,其断裂 生成的大分子游离基立即与周围的空气中的氧相结合,生成分子量较小的稳定大分子, 自山基活性得到终止。高温时,氧和橡胶大分子的化学活泼性大大提高,氧可以直接引 发大分子发生氧化裂解反应,随着温度的升高反应速度急剧加大,所以机械塑炼效果也 随之加大。山于高温下橡胶的粘度大大减小,所以机械力对大分子的直接破坏作用也很 小,而主要起搅拌作用,使橡胶的表面不断更新,以增加大分子与氧的接触机会,加速 大分子的氧化裂解反应。天然橡胶在空气中塑炼时,低温下机械塑炼效果随着塑炼温度 的升高而减小,高温下,机械塑炼效果温度升高而急剧增加,大约在110°C左右温度范 围内,机械塑炼效果最小。因为在110C左右温度范围内,机械剪切力作用很小,橡胶 大分子和氧的化学反应活性也不高,所以总的机械塑炼效果最小.5・天然橡胶的低温机械塑炼的目的以及其原理与聚氯乙烯塑料中添加邻苯二甲酸二丁酯 的目的以及其原因有何异同?天然橡胶:机械塑炼以机械力作用使大分子链断裂,氧对橡胶分子起化学降解的作用。 非晶态橡胶分子的构象是卷曲的,分子间以范徳华力相互作用。塑炼时,山于受到机械 的剧烈摩擦、挤压和剪切作用,使卷曲缠结的大分子链相互缠结,容易使机械应力局部 集中。当应力大于分子链上某一个链断裂能时,造成大分子链断裂,相对分子质量降 低,因而获得可塑性。聚氯乙烯:PVC分子间存在极性,分子链僵硬,当其仅加稳定剂 和润滑剂时,得到的是刚性的硬质PVC塑料制品。邻苯二屮酸二丁酯作为增塑剂使 用。加入增塑剂后,削弱了 PVC分子间作用力,增加了其塑性。6•何谓橡胶的混炼用开炼机和密炼机分别进行混炼时应控制的工艺条件有哪些有何影响 混炼就是将各种配合剂与可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶在机械作用下混合均匀,制成 混炼胶的过程。开炼机混炼时应控制的工艺条件有(1)装胶容量(2 )眾距(3)混炼温度(4 )混炼 时间(5)幅速和速比(6)加料顺序;密炼机分别进行混炼时应控制的工艺条件有(1)装胶容量(2)上顶栓压力(3)转子 转速和混炼时间(4)混炼温度(5)加料顺序儿种胶的塑炼特性:天然橡胶用开炼机塑炼时,幅筒温度为30-40C,时间约为15-20min;采用密炼机塑炼 当温度达到120°C以上时,时间约为3-5mino丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间,因此,丁苯橡胶也可不用塑炼,但是经过塑炼后 可以提高配合机的分散性顺丁橡胶具有冷流性,缺乏塑炼效果。顺丁胶的门尼粘度较低,可不用塑炼。氯丁橡胶 得塑性大,塑炼前可薄通3・5次,薄通温度在3040C。乙丙橡胶的分子主链是饱和结构,塑炼难以引起分子的裂解,因此要选择门尼粘度低的 品种而不用塑炼。丁膳橡胶可塑度小,韧性大,塑炼时生热大。开炼时要釆用低温40C以下、小辘距、低 容量以及分段塑炼,这样可以收到较好的效果。7.何谓胶料混炼过程中产生的结合橡胶答:橡胶与炭黑混炼时,山于炭黑表面具有一定的活性,因而与混炼时产生的R生成一 定数量的化学形式和物理形式的结合体,形成一种不溶于橡胶溶剂的产物,称结合橡胶(炭黑凝胶)。8.简单组分高分子材料和复杂组分高分子材料,各举2・3例。简单组分高分子材料:主要山高聚物组成(含量很高,可达95%以上),加入少量(或不加 入)抗氧剂、润滑剂、着色剂等添加剂。如:PE、PP、PTFEo复杂组分高分子材料:复杂组分塑料则是山合成树脂与多种起不同作用的配合剂组成, 如填充剂、增塑剂、稳定剂等组成。如:PF、SPVCo9・成型用的塑料形态有哪几种各种形态的塑料有什么不同的特点它们的应用情况如何 粉料、粒料。P14410・什么叫塑料的混合和塑化,其主要区别在哪里答:塑料的混合:这是物料的初混合,是一种简单混合,在低于流动温度和较为缓和的 剪切速率下进行的一种混合。混合后,物料各组份的物理和化学性质无变化。只是增加 各组份颗粒的无规则排列程度,没有改变颗粒的尺寸。设备:捏合机、高速混合机。 塑料的塑化:再混合,是高一级的混合,在高于流动温度(Tf或Tm)和较强烈的剪切 速率下进行。混合后,物料各组份的物理和化学性质有所变化。塑化的LI的是使物料在 一定温度和剪切力下熔融,驱出其中的水份和挥发物。使各组份的分散更趋均匀,得到 具有一定可塑性的均匀物料。设备:密炼机、开炼机、挤出机。11•混合的机械和塑化的机械?塑料的混合:捏合机、高速混合机。塑料的塑化:设备:密炼机、开炼机、挤出机。12•塑料的塑化与橡胶的塑炼二者的目的和原理有何异同答:塑化:再混合,是高一级的混合。在高于流动温度(Tf或Tm)和较强烈的剪切速 率下进行。混合后,塑料各组份的物理和化学性质有所变化。其H的是使物料在一定温 度和剪切力下熔融,驱出其中的水份和挥发物。使各组份的分散更趋均匀,得到具有一 定可塑性的均匀物料。塑炼:使生胶山强韧的弹性转变为柔软的便于加工的塑性状态的过程。LI的是使生胶获 得一定的可塑性,使之适合于混炼、压延、压出、成型等工艺操作;使生胶的可塑性均 匀化,以便得到质量均匀的胶料。(LI的是降低弹性,增加可塑性,获得流动性;混炼 时配合剂易于分散均匀,便于操作;使生胶分子量分布变窄,胶料质量均匀一致。)13•什么是“生胶的塑炼”,什么是“塑料的塑炼”,为什么要分别对生胶和塑料进行 塑炼两者分别可采取哪些措施,提高塑炼效果答:生胶的塑炼:使生胶山强韧的弹性转变为柔软的便于加工的塑性状态的过程。LI的 是使生胶获得一定的可塑性,使之适合于混炼、压延、压出、成型等工艺操作;使生胶 的可塑性均匀化,以便得到质量均匀的胶料。(U的是降低弹性,增加可塑性,获得流 动性;混炼时配合剂易于分散均匀,便于操作;使生胶分子量分布变窄,胶料质量均匀 —致。)塑料的塑炼:再混合,是高一级的混合。在高于流动温度(Tf或Tm)和较强烈的剪切 速率下进行。混合后,塑料各组份的物理和化学性质有所变化。其□的是使物料在一定 温度和剪切力下熔融,驱出其中的水份和挥发物。使各组份的分散更趋均匀,得到具有 一定可塑性的均匀物料。Chapter7压制成型1.何谓热固性塑料的固化速度?试述其影响因素。答:这是热固性塑料成型时特有的也是最重要的工艺性能,它是衡量热固性塑料成 型时化学反应的速度。它是以热固性塑料在一定的温度和圧力下,压制标准试样时,使 制品的物理机械性能达到最佳值所需的时间与试件的厚度的比值(S / mm厚度)来表示, 此值愈小,固化速率愈大。固化速率主要山热固性塑料的交联反应性质决定,并受成型前的预压、预热条件以及 成型工艺条件如温度和压力等多种因素的影响。2.简述热固性塑料模压成型的工艺步骤。答:热固性塑料模压成型工艺过程通常山成型物料的准备、成型和制品后处理三个 阶段组成,工艺步骤如下:1、计量;2、预压;3、预热;4、嵌件安放;5、加料;6、闭模;7、排气;8.保压 固化;9、脱模冷却;10制品后处理