《高分子材料加工工艺》复习资料习题答案(8)

4．橡胶中的压延工艺包括那些？

答：胶片压延(压片)：压片是将预热好的胶料用辊速相同的压延机压制成具有一定厚度和宽度的胶片；压型：压型是指将热炼后的胶料压制成具有一定断面形状或表面具有某种花纹的胶片的工艺；纺织物挂胶：纺织物的挂胶是用压延机在纺织物上挂上一层薄胶，制成的挂胶帘布或挂胶帆布作为橡胶制品的骨架层，如轮胎外胎的尼龙挂胶帘布。 5．何谓纺织物的贴胶和擦胶？比较其有缺点。

答：贴胶：将两层(或一层)薄胶片通过两个等速相对旋转的辊筒间隙，在辊简的压力作用下，压贴在帘布两面(或一面)的为贴胶，常用四辊压延机进行一次两面贴胶和三辊压延机进行一次单面贴胶。

擦胶：利用压延机辊筒速比不同所产生的剪切力和辊简的压力将胶料撩人纺织物布纹组织的缝隙中，以提高胶料与纺织物的附着力。

在橡胶制品中，贴胶和擦胶法都普遍采用，有些纺织物采用一面贴胶和一面擦胶。贴胶和擦胶各有优缺点。贴胶法由于两辊筒间摩擦力小，对纺织物损伤较小，而且压延速度快，效率高，但胶料对纺织物的渗透性差，会影响胶料与纺织物的附着力，因此，贴胶法较多用于薄的纺织物或经纬线密度稀的纺织物(如帘布)，特别适用于已浸胶的纺织物。擦胶法胶料浸透程度大，胶料与纺织物的附着力较高，但易擦坏纺织物，故较适用于密度大的纺织物，如帆布等。

6.何谓压延效应？产生的原因及减小的方法是什么？

答：由于物料在压延过程中，在通过压延辊简间隙时受到很大的剪切力和一些拉伸应力，因此高聚物大分子会沿着压延方向作定向排列，以致制品在物理力学性能上出现各向异性，这种现象在压延成型中称为压延效应。

压延效应引起制品的性能发生变化，使压延薄膜(片)的纵向(沿压延方向)拉伸强度大于

横向拉伸强度，横向断裂伸长率大于纵向，在制品使用温度有较大变化时，各向尺寸会发生不同的变化，纵向出现收缩，甚至出现纵向破裂，而横向与厚度则出现膨胀，即表现出各向异性，制品质量不均。对于要求各向同性的压延制品来说，压延效应应尽可能地予以消除或控制到适宜的程度；如果压延制品需要这种定向效应，例如要求薄膜具有较高的单向强度，则在生产中注意压延的方向，促进这种效应，尽量发挥它的作用。

压延效应的大小受到压延温度、辊筒转速与速比、辊隙存料量、制品厚度以及物料的性质等因素的影响。

物料温度适当提高，可以提高其塑性，加强大分子的热运动，破坏其定向排列，压延效应可以降低；辊简的转速与速比增加，压延效应提高，若转速下降，则压延的时间增加，压延效应可降低；辊隙存料量多，压延效应也上升：制品的厚度小，物料所受的剪切作用增加，则压延效应也增加，所以压延制品越薄，质量难以保证，这也是为何薄膜厚度小于0.05mm很少用压延法生产，而多采用挤出吹塑法的原因；物料中采用针状或片状配合剂，易带来较大的压延效应，物料的表观粘度大，压延效应也大，要消除这些因素产生的压延效应，应尽量不使用各向异性的配合剂并提高物料的塑性，压延后缓慢冷却，有利于取向分子松弛，也可降低压延效应。此外引离辊、冷却辊和卷取辊等之间的速比，也对压延效应有影响。 第十章 二次成型

1．二次成型的定义，二次成型与一次成型的主要区别是什么？

答：二次成型是指在一定条件下将高分子材料一次成型所得的型材通过再次成型加工，以获得制品的最终型样的技术。

二次成型技术与一次成型技术相比，除成型对象不同外，二者的主要区别在于：一次成型是通过材料的流动或塑性形变而成型，成型过程中伴随着聚合物的状态或相态转变，而二次成型是在低于聚合物流动温度或熔融温度的“半熔融”类橡胶态下进行的，一般是通过粘弹形变来实现材料型村或坯件的再成型。

在高分子材料中，橡胶和热固性塑料经一次成型以后，发生了交联反应，其分子结构变成网状或体型结构，遇热不再熔融，也不溶于溶剂。如果加热温度过高，只能炭化。因此，橡胶和热固性塑料是不适于二次成型的。

热塑性塑料在一定温度下可以软化、熔融流动，冷却后获得一定的形状，其分子结构设有变化，再加热理论上又可再软化乃至熔融流动，所以二次成型仅适用于热塑性塑料。 2．简述二次成型的粘弹性原理。

答：聚合物在不同的温度下分别表现为玻璃态(或结晶态)、高弹态和粘流态三种物理状态。

根据经典的粘弹性理论，聚合物在加工过程中的总形变是由普弹形变、推迟高弹形变和粘性形变三部分组成的。对于玻璃化温度Tg比室温高得多的无定形聚合物，其二次成型加工是在Tg以上，粘流温度Tf以下，受热软化，并受外力作用而产生形变，此时聚合物的普弹形变很小，通常可以忽略，又因其粘性很大，粘(塑)性形变几乎可以忽略，因此在二次加工过程中聚合物的形变省去了普弹形变和粘性(塑性)形变。

对于Tg比室温高得多的无定形聚合物，二次成型的过程是：先将聚合物材料在Tg?Tf温度范围内加热，使之产生形变并成型为一定形状，然后将其置于接近室温下冷却，使其形变冻结并固定其形状。

对于部分结晶的聚合物形变过程则是在接近熔点Tm的温度下进行，此时粘度很大，成型形变情况与上述无定形聚合物一样，但其后的冷却定型与无定形聚合物有本质的区别。结晶聚合物在冷却定型过程中会产生结晶，分子链本身因成为结晶结构的一部分或与结晶区域相联系而被固定，不可能产生弹性回复，从而达到定型的目的。 3．根据型坯生产特征，中空吹塑成型可分为哪两大类型？

答：中空吹塑(Blowing Molding)是制造空心塑料制品的成型方法，是借助气体压力使闭合在模具型腔中的处于类橡胶态的型坯吹胀成为中空制品的二次成型技术。

吹塑工艺按型坯制造方法的不同，可分为注坯吹塑和挤坯吹塑两种。

4．用平挤逐次双向拉伸法成型PP薄膜时，挤出的厚片为何要急冷？冷却后的厚片在拉伸前为什么又要预热？

答：先纵拉后横拉成型聚丙烯双轴取向膜时，挤出机经平缝机头将塑料熔体挤成厚片，厚片立即被送至冷却辊急冷（用于双向拉伸的厚片应是无定形的，工艺上为达到这一要求，对聚丙烯、聚酯等结晶性聚合物所采取的方法是将离开口模的熔融态厚片实行急冷。）。

冷却定型后的厚片经预热辊加热到拉伸温度后，进入到粘弹态的二次加工温度范围内，被引入具有不同转速的一组拉伸辊进行纵向拉伸，达到预定纵向拉伸比后，膜片经过冷却；即可直接送至拉幅机(横向拉伸机)。在拉幅机内经过预热、横拉伸、热定型和冷却作用后离开拉幅机，再经切边和卷统即得到双向拉伸膜。

5．塑料片材热成型的工艺原理是什么？列出五种具体方法，说明其成型过程。

答：热成型是利用热塑性塑料的片材作为原料来制造塑料制品的一种方法，是塑料的二次成型。首先将裁成一定尺寸和形状的片材夹在模具的框架上，将其加热到Tg?Tf间的适宜温度，片材一边受热，一边延伸，然后凭借施加的压力，使其紧贴模具的型面，从而取得与型面相仿的型样，经冷却定型和修整后即得制品。

热成型时，施加的压力主要是靠抽真空和引进压缩空气在片材的两面所形成的压力差，但也有借助于机械压力和液压力的。

差压成型：差压成型是热成型中最简单的一种，也是最简单的真空成型。用夹持框格片材夹紧在模具上，并用加热器进行加热，当片材加热至足够的温度时，移开加热器并采用适当措施使片材两面具有不同的气压。

覆盖成型：覆盖成型多用于制造厚壁和深度大的制品。

柱塞助压成型：差压成型的凹形制品底部偏薄，而覆盖成型的凹形制品侧壁偏薄，为了克服这些缺陷，产生了柱塞助压成型的方法。

回吸成型：回吸成型有真空回吸成型、气胀真空回吸成型和推气真空回吸成型等。

对模成型：采用两个彼此配对的单模来成型。

双片热成型：将两片相隔—定距离的塑料片加热至一定温度，故入上下模具的模框上并将其夹紧，一根吹针插入两片材之间，将压缩空气从吹针引入两片材之间的中空区，同时在两闭合模具壁中抽真空，使片材贴合于两闭合模的内腔，经冷却、脱模、修整而得中空制品。

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