请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围,并讨论两者作为材料的耐热性的好坏。晶态聚合物:(1)若聚合物的分子量较小,Tm>Tf,则聚合物达到熔点时已进入粘流态,则熔融加工温度范围即为Tm~Td(热分解温度);若聚合物的分子量较大,分子链相互作用力较大,当晶区熔融时,分子链还需要吸收更多能量克服分子间作用力,才能产生运动,因此聚合物的Tm

何谓正硫化和正硫化时间?正硫化时间的测定方法有哪几种?各有何特点?

答:正硫化是胶料的各项性能在一个阶段基本上保持恒定或变化很少,也称硫化平坦期。

理论正硫化:从硫化反应动力学原理来说,正硫化应是胶料达到最大交联密度时的硫化状态,正硫化时间应由胶料达到最大交联密度所需的时间来确定比较合理。

工艺正硫化:橡胶处在正硫化时,其物理机械性能或综合性能达到最佳值,预硫或过硫

阶段胶料性能均不好。达到正硫化所需的时间为正硫化时间,而正硫化是一个阶段。在实际

应用中是根据某些主要性能指标(与交联密度成正比)来选择最佳点,确定正硫化时间。

(1)物理机械法麻烦,不经济;

(2)化学法简单、方便,但误差较大,适应性不广,有一定限制,不适于非硫黄硫化的胶料;

(3)专用仪器法 不仅具有方便、精确、经济、快速和重现性好等优点,并且能够连续测定与加工性能和硫化性能等有关的参数而且只需进行一次试验即可得到完整的硫化曲线。

Chapter8挤出成型

1.挤出机螺杆在结构上为何分段?分段的根据是什么?

答:根据物料在螺杆中的温度、压力、黏度等的变化特征,可将螺杆分为加料段、压缩段、均化段三段。

2.挤出螺杆一般分为哪几段?每段各有什么作用?对于晶态塑料的挤出成型,应选择何种螺杆?其L2 的长度有何特征,为什么?

答:加料段---对料斗^[1]送来的塑料进行加热,同时输送到压缩段。塑料在该段始终保持固体状态。

压缩段---对加料段来的料起挤压和剪切作用,同时使物料继续受热,由固体逐渐转变为熔融体,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,应该成为完全塑化的黏流状态。

均化段---使熔融物料在均化段螺杆和机头^[2]回压作用进一步搅拌塑化均匀,并定量定压 地通过机头口模挤出成型。

结晶型聚合物,熔化温度范围很窄,因而压缩段很短,应选择突变型螺杆。

&3.什么叫压缩比^[3]?挤出机螺杆设计中的压缩比根据什么来确定?

答:螺杆的压缩比是指螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽的容积之比,它表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。

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。另外挤出薄壁制品时,压缩比应比厚壁制品的大。

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:挤出机螺杆的长径比是指螺杆工作部分的有效长度L 与直径Ds 之比。

L/Ds 大,能发送塑料的温度分布,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。L/Ds 太大,对热敏性塑料会因受热时间太长而易分解,同时螺杆的自重^[4]增加,自由端挠曲下垂,容易引起料筒和螺杆擦伤,制造和安装都困难,也增大了挤出机的功率消耗。

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:渐变型螺杆的压缩段较长,为螺杆全长的55%~65%,PVC 挤出成型用螺杆压缩段

甚至达到100%。渐变型螺杆适合无定型塑料的生产,因为无定型塑料的熔融温度范围宽。

突变型螺杆的压缩段较短,为3~5Ds,PA 的挤出成型用螺杆压缩段甚至仅为一个螺距的长度。突变型螺杆适合结晶型塑料的生产,因为结晶型塑料的熔融温度范围很窄。

结晶是结晶性高聚物加工成型过程中必然经历的过程,结晶直接影响到聚合物的成型加工和制品的性能。结晶温度越低,聚合物加工熔点越低且熔限越宽,结晶温度越高,熔点较高且熔限越窄。化学结构相似而结晶度较大的聚合物成型加工温度较高。结晶过程中结晶速度的快慢直接决定了制品的成型加工周期,结晶越快,冷却时间越短,而结晶越慢,加工成型周期变长。聚合物结晶颗粒的尺寸对制品的透明性、表观形态和机械性能也有非常大的影响。因此结晶在聚合物的成型加工过程中占有举足轻重的低位。

取向是聚合物在加工过程中或者加工后处理阶段形成的,结晶聚合物和非晶聚合物均可以产生取向。非晶态高聚物的取向,包括链段的取向和大分子链的取向,而结晶态高分子的取向包括晶区的取向和非晶区的取向,晶区的取向发展很快,非晶区取向较慢。取向能提高拉伸制品的力学强度,还可使分子链有序性提高,这有利于结晶度的提高,从而提高其耐热性。在纤维和薄膜的生产中取向状况的控制显得特别重要。但对其他成型制品,如果流动过程中取向得以保存,则制品的力学强度会降低并易变型,严重时会造成内力不均而易开裂。

3. 请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围,并讨论两者作为材料的耐热性的好坏。

晶态聚合物:(1)若聚合物的分子量较小,Tm>Tf,则聚合物达到熔点时已进入粘流态,则熔融加工温度范围即为Tm~Td(热分解温度);若聚合物的分子量较大,分子链相互作用力较大,当晶区熔融时,分子链还需要吸收更多能量克服分子间作用力,才能产生运动,因此聚合物的Tm