聚合物加工原理第10章二次成型-周达飞

北京理工大学珠海学院学士学位课程考试大纲

考试科目材料科学与工程专业综合编号060504

适用专业材料科学与工程考试性质学士学位课程考试

一、考试目的

《材料科学与工程专业综合》学位课程考试旨在考察学生对本课程的基本内容、基本要求及基本应用的掌握的深度和广度，是学校检查和评定学生获取材料科学与工程专业工学学士学位的重要标准和基本依据。

二、命题的指导思想和原则

命题的指导思想是：全面考查学生对本专业主干课程的基本概念、基本原理和主要知识点学习、理解和掌握的情况。对于教学大纲中要求理解、掌握和应用的部分将作为考试的重点。

命题的原则是：一般难度题目占50%左右，中等难度的题目占35%左右，较难的题目占15%左右。

三、考试内容及分值分布

《材料科学与工程专业综合》学位课程考试由《无机化学》、《有机化学》、《高分子化学》、《高分子物理》和《高分子成型加工原理》五门课程构成。《无机化学》和《有机化学》是化工学院本科生必修的专业基础课，是培养本专业工程技术人员的整体知识结构及能力结构的重要组成部分，为后续化学课及专业课打下必要的化学基础。《高分子化学》是研究高分子化合物（聚合物）合成原理和化学反应的一门科学，也包括其结构、性能和应用。通过本门课程的学习，使学生掌握高分子化学的基本概念、聚合反应类型、聚合反应方法、聚合反应机理、聚合反应动力学和热力学；掌握从事有关高分子化合物合成和反应方面研究所应该具有的基本知识，同时，为进一步学习后续专业课程奠定坚实的基础。《高分子物理》是研究高分子的结构、性能及其相互关系的学科。通过本课程的学习，使学生掌握高分子物理的基本概念和基本知识，一些理论问题的物理模型和必要的数学推导过程，高分子材料的理化性质、力学性能和其它性能，以及高分子材料结构、性能研究方法的基本原理，让学生初步具有运用学过的知识、理论和技能分析解决高分子材料研制、结构分析、性能表征、改性、成型加工等方面问题的能力，为从事高分子设计与合成、改性、加工、应用奠定基础，也为后继课程打下理论基础。《高分子成型加工原理》是材料科学与工程专业的主要专业课之一，是一门实践性综合性很强的应用科学，根据本专业设置的目的，本课程在密切结合工艺过程的前提下尽可能地对每一种加工方法所依据的原理，生产控制因素以及在工艺过程中聚合物所发生的物理与化学变化和它们对制品性能的影响具有清晰的概念，并进一步理解各种成型工艺所能适应的聚合物品种及其优缺点。聚合物成型加工对推广和开发高聚物的应用具有十分重要的意义，通过学习，为今后从事高分子材料的生产和科研打下一定的基础。

聚合物的加工方法

聚合物的加工方法分为以下几种：

1. 注塑成型：将熔融的聚合物注入模具中，通过冷却和固化形成所需的产品。

2. 吹塑成型：将熔融的聚合物注入模具中，然后利用气压将聚合物吹膨，使其贴附在模具壁上并形成所需的产品。

3. 挤出成型：将熔融的聚合物通过挤出机的螺旋推进将其挤出成所需的形状，然后冷却和固化。

4. 压延成型：将熔融的聚合物放置在两个平面之间，然后通过压力将其压延成薄膜或薄片。

5. 注塑吹塑成型：将熔融的聚合物注入模具中，然后利用气压将其吹膨，使其贴附在模具壁上并形成所需的产品。

6. 热压成型：将聚合物加热到熔化状态，然后将其放置在热模具中，利用压力将其形成所需的产品。

7. 高速注射成型：利用高压和高速的注射使聚合物迅速充填到模具中，并在短

时间内冷却和固化。

8. 混炼挤出成型：将不同的聚合物混合后，通过挤出机的螺旋推进将其挤出成所需的形状，然后冷却和固化。

9. 吸塑成型：将热軟化的塑料片吸附在塑料模具表面，在冷却后形成所需的产品。

10. 三维打印：利用计算机辅助设计（CAD）和三维打印机，将聚合物逐层堆叠，形成所需的产品。

高分子材料加工工艺

第一章绪论

1.材料的四要素是什么？相互关系如何？

答：材料的四要素是：材料的制备(加工)、材料的结构、材料的性能和材料的使用性能。

这四个要素是相互关联、相互制约的，可以认为：

1)材料的性质与现象是新材料创造、发展及生产过程中，人们最关注的中心问题。

2)材料的结构与成分决定了它的性质和使用性能，也影响着它的加工性能。而为了实现某种性质和使用性能，又提出了材料结构与成分的可设计性。

3)材料的结构与成分受材料合成和加工所制约。

4)为完成某一特定的使用目的制造的材料(制品)，必须是最经济的，且符合社会的规范和具有可持续发展件。

在材料的制备(加工)方法上，在材料的结构与性能关系的研究上，在材料的使用上，各种材料都是相互借鉴、相互渗透、相互补充的。

2.什么是工程塑料？区分“通用塑料”和“工程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”。

答：按用途和性能分，又可将塑料分为通用塑料和工程塑料。工程塑料是指拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2，长期耐热温度超过100℃的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀性优良等的、可替代金属用作结构件的塑料。但这种分类并不十分严格，随着通用塑料工程化(亦称优质化)技术的进展，通过改性或合金化的通用塑料，已可在某些应用领域替代工程塑料。

热塑性塑料一般是线型高分子，在溶剂可溶，受热软化、熔融、可塑制成一定形状，冷却后固化定型；当再次受热，仍可软化、熔融，反复多次加工。例如：PE、PP、PVC、ABS、PMMA、PA、PC、POM、PET、PBT。

聚合物成型加工原理

聚合物成型加工是一种将熔融或软化的聚合物通过模具加工成所需形状的工艺过程。在现代工业生产中，聚合物成型加工已经成为了一种非常重要的生产方式，广泛应用于塑料制品、橡胶制品、纤维制品等领域。本文将重点介绍聚合物成型加工的原理及相关知识。

首先，聚合物成型加工的原理是基于聚合物材料的熔融特性。通常情况下，聚合物材料在一定温度范围内会软化甚至熔化，这为其加工提供了可能。在加工过程中，首先需要将固态的聚合物颗粒或块状材料加热至其软化或熔化温度，然后通过模具或挤出机等设备将其塑造成所需的形状。这种加工方式可以实现对聚合物材料的成型和加工，生产出各种塑料制品、橡胶制品等。

其次，聚合物成型加工的原理还涉及到模具设计和成型工艺。模具设计是影响成型加工质量和效率的关键因素之一。不同形状、尺寸和结构的制品需要设计不同的模具，而模具的设计又需要考虑到材料的流动性、收缩率、成型压力等因素。另外，成型工艺也是影响成型加工质量的重要因素，包括加热温度、冷却速度、压力控制等。通过合理的模具设计和成型工艺，可以实现对聚合物材料的精确成型，确保制品的质量和稳定性。

最后，聚合物成型加工的原理还包括了原料的选择和配比。不同的聚合物材料具有不同的熔化温度、流动性和硬度，因此在成型加工前需要对原料进行选择和配比。通常情况下，原料的选择需要考虑到制品的使用环境、机械性能要求、成本等因素，以及原料的熔化特性和流动性。通过合理的原料选择和配比，可以有效地控制成型加工过程中的材料流动性和成型质量。

综上所述，聚合物成型加工的原理涉及到聚合物材料的熔化特性、模具设计和成型工艺、原料选择和配比等多个方面。通过对这些原理的深入理解和掌握，可以实现对聚合物材料的精确成型，生产出高质量的塑料制品、橡胶制品等。同时，也可以为相关行业的技术改进和产品创新提供重要的理论支持和技术指导。希望本文

高分子材料加工工艺

一、课程说明

课程编号：060407Z10

课程名称（中/英文）：高分子材料加工工艺/Technology of Polymer Processing 课程类别：选修课

学时/学分：40/2.5

先修课程：高分子化学，高分子物理

适用专业：材料科学与工程

教材、教学参考书：

1、《高分子材料成型加工》，周达飞、唐颂超主编，中国轻工业出版社,2006年。

2、《聚合物成型加工基础》，杨鸣波主编，北京：化学工业出版社，2006

3、《塑料加工技术大全》，刘敏江编，北京：中国轻工业出版社，2001

4、《聚合物加工工程》，赵素合主编，北京：中国轻工业出版社，2001

5、《高分子材料基本加工工艺》，王加龙主编，北京：化学工业出版社，2009

6、Plastics Materials and Processes．Seymour S．Schwartz，Sidney H．Goodman．New York：Van Nostrand Reeinhold Co．Inc．

二、课程设置的目的意义

高分子材料成型加工是获取高分子材料制品、体现材料特性和开发新材料的重要手段。本课程是为材料科学与工程专业的学生设立的拓展知识体系的专业选修课。课程的设置目的是让学生通过高分子材料及其配方、加工方法、工艺过程、加工工艺原理以及高分子材料的加工性质（包括加工过程中的行为）的学习，为学生从事高分子材料及其制品的设计、生产和研究工作打下必要的理论基础。

三、课程的基本要求

知识：掌握高分子材料的基本概念；认识成型与加工对制品性能的重要性，了解材料的化学因素、物理因素、制备因素、材料组成等对其成型加工及制品性能的影响；掌握高分子材料加工中常用的添加剂品种及选用，制品设计的程序和配方设计的思路，在添加剂选用和配方设计的基础上制备出适合成型加工要求的各种形态的混合均匀的高分子材料固体、溶液、乳液和分散体，即完成高分子材料成型前的准备工作；掌握压制成型、挤出成型和注射成型这几种最常见的高分子材料成型工艺流程、原理、所用设备及工艺条件的控制。

聚合物成型加工答案

【篇一：高分子材料成型加工课后答案】

>（本文档版权归高材1201所有）

1、0.1 高分子材料的定义和分类

高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。通常所说的高分

子材料是从应用的角度对高分子进行归类，分为塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂、功能高分子、聚合物基复合材料等。

2、交联能影响高分子材料的哪些性能？哪些材料或产品是经过交联的？

力学性能、耐热性能、化学稳定性能、使用性能。 pf可用于电器

产品；ep可用于高强度的增强塑料、优良的电绝缘材料、具有优秀

黏结强度的黏结剂；up可用于性能优良的玻璃纤维增强塑料；还有

uf mf pe pvc pu等。

3、1.6 聚合物成型过程中为什么会发生取向？成型时的取向产生的

原因及形式有哪几种？取向对高分子材料制品的性能有何影响？

在成型加工时，受到剪切和拉伸力的影响，高分子化合物的分子链

会发生取向。

原因：①由于在管道或型腔中沿垂直于流动方向上的各不同部位的

流动速度不相同，由于存在速度差，卷曲的分子力受到剪切力的作用，将沿流动方向舒展伸直和取向。②高分子化合物的分子链、链

段或微晶等受拉伸力的作用沿受力方向排列。主要包括单轴拉伸取

向和双轴拉伸取向。

形式：非晶态高分子取向包括链段的取向和大分子链的取向；结晶

性高分子的拉伸取向包括晶区的取向和非晶区的取向

高分子材料经取向后，拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性增

加

4、2.1 高分子材料中添加剂的目的是什么？

添加剂是实现高分子材料成型加工工艺过程并最大限度的发挥高分

子材料制品的性能或赋予其某些特殊功能性必不可少的辅助成分。

聚合物加工原理与设备习题汇总

Chapter 1绪论

1. 高分子材料成型加工的定义。

2．高分子材料成型加工的基本任务是什么？

3. 简述聚合物转变时所发生的主要变化。

4. 聚合物加工与成型的形式。

5. 聚合物成型加工方法是如何分类的？简要分为那几类？

6. 聚合物加工可分为哪几个过程？

Chapter 2 材料的加工性质

1、名词解释：可挤压性、可模塑性、可延性、可纺性、熔融指数、

2、试述聚合物成型加工对聚集态转变的依赖性？

5、为什么聚合物表现出可纺性，而小分子不具有可纺性？

3. 聚合物的粘弹行为对加工的影响？

Chapter 2-1 聚合物的流变性质（高物内容，未讲，但有考试涉及）

1、名词解释：牛顿流体、非牛顿流体、假塑性流体、膨胀性流体、时间依赖性液体、切力变稀切力增稠、表观粘度、触变性性液体、震凝性液体

2．与低分子物相比，聚合物的粘性流动有何特点？

3．什么是牛顿型流体和非牛顿型流体？试用流变方程和流动曲线说明非牛顿型流体的类型。

4．何谓表观粘度？试述大部分聚合物熔体为假塑性流体的理由。

5．简述聚合物的相对分子质量与其熔体粘度的关系。

6．试述温度对聚合物熔体粘度的影响。

7、剪切流动和拉伸流动有什么区别？

8．分析并讨论影响热塑性塑料成型加工中熔体粘度的因素。

9、何谓温度－压力等效性？生产时为什么不能同时大幅度提高温度和压力？

10.加工过程中提高压力的利弊?

11.在实际加工过程中,PC和PE采用什么方法降低粘度最佳?为什么?

12.比较热固性塑料、热塑性塑料加工过程中的流变行为。

13.讨论分子量分布对聚合物粘度的τ、γ敏感性的影响？

《高分子材料成型加工》教学大纲

一、课程性质、课程目标与教学要求

《高分子材料成型加工》课程是高分子材料与工程专业学生的专业必修课程。根据高分子材料与工程专业的专业设置和知识体系要求，本课程主要讲授高分子材料及其配方、加工方法、工艺过程、加工工艺原理以及高分子材料的加工性质（包括加工过程中的行为）。通过本课程的学习，帮助学生理解和掌握高分子材料的加工工艺原理和工艺过程，为学生从事高分子材料及其制品的设计、生产和研究工作打下必要的理论基础。

二、关于教材与教学参考书的建议

本课程拟采用中国轻工业出版社出版的、由周达飞、唐颂超教授主编的、上海普通高校“九五”重点教材――《高分子材料成型加工》，作为本课程的主要教材。

为了更好地理解和学习课程内容，建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书：

1.王贵恒. 高分子材料成型加工原理[M]. 北京：化学工业出版社

2.瞿金平，胡汉杰. 聚合物成型原理及成型技术[M]. 北京：化学工业出版社

3.成都科技大学. 塑料成型工艺学[M]. 北京：轻工业出版社

4.张海，赵素合. 橡胶及塑料加工工艺[M]. 北京：化学工业出版社

5.陈耀庭. 橡胶加工工艺[M]. 北京：化学工业出版社

6.Fred W. Billmeyer. Textbook of Polymer Science [M]. New York: John Wiley

& Son, Inc.

7.Donald G. Baird, Dimitris I. Collias主编，西鹏等译.聚合物加工设计与原理

[M]. 北京：化学工业出版社

《聚合物成型加工原理》课程教学大纲

课程代码（五号黑体）：MMEN1011

课程类别：专业教学课程

授课对象：高分子材料与工程等专业

开课学期：6

学分：3学分

指定教材：王贵恒，《高分子材料成型加工原理》，化学工业出版社，1991年

一、教学目的

聚合物成型加工原理是高分子材料与工程专业的重要专业课程。本课程的任务是使学生系统的学习高分子材料成型加工的相关理论知识，具备高分子材料与工程专业从业者所需要的专业知识结构。要求学生通过本课程的学习，掌握聚合物成型加工的基本理论、基本方法和技能，了解产品质量与各种因素之间的关系，提高分析问题和解决问题的能力，为从事高分子材料及其制品的设计、生产和研究工作打下扎实的理论基础。

二、课程目标

通过本课程的教学，使学生具备下列能力：

1、课程目标1：掌握一切与高分子材料有关的专业基础及专业知识，并能将其用于解决高分子材料领域的复杂工程问题。

2、课程目标2：在掌握专业基础及专业知识的基础上，能通过文献研究分析高分子材料领域复杂工程问题，获得有效结论。

3、课程目标3：在掌握专业基础及专业知识的基础上，明确影响材料性能的各种因素，并根据相关高分子材料特征，选择合理的研究路线和可行的实验方案。

4、课程目标4：在掌握专业基础及专业知识的基础上，能就高分子材料领域复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，并在跨文化背景下也能进行必要的沟通和交流。

三、课程目标与毕业要求的对应关系

通过本课程的学习，掌握聚合物成型加工的基本理论、基本方法和技能，了解产品质量与各种因素之间的关系，为从事高分子材料设计、材料加工与改性奠定基础。

复习提纲

1．简述聚合物加工过程现代研究方法具有哪些特性？

2．聚合物成型过程中成型产生的问题？简要说明产生的主要原因.

挤出成型；注射成型：压延成型

3．为什么要将聚合物加工过程按几个基本阶段进行分段，有什么实际意义？

4．你了解哪些先进的成型加工技术，这些加工技术与哪个基本阶段关系更大？例举先进的成型加工技术：

5．根据聚合物加工中的流动机理说明成型特性有哪些，这些特性对加工会有哪些影响？

6．一点处的应力用什么物理量表征？掌握该物理量在直角坐标系中的数学表示式及各分量的含义。对于给定微元体，能够标出各个应力分量。

7．聚合物加工中的成型中有哪些主要的流动类型，划分这些类型对流动分析有什么作用？

8．影响聚合物流动行为的主要因素有哪些？加工设计中主要考虑哪些因素？9．连续性方程、运动方程和能量方程中各项物理意义？要求掌握连续性方程在直角坐标系下的数学表示式以及运动方程和能量方程的矢量微分式子。10．说明在聚合物加工中增压泵送的实际作用，用动量守恒方程式说明增压的主要方法。

11．哪些条件下，物料的流动可以简化为润滑近似

12．平行平板动压润滑的分析过程，非平行平板与平行平板动压润滑动粘增压的主要区别？

13．说明单螺杆挤出机的主要功能，说明各种功能是如何实现的？

14．说明橡胶挤出与塑料挤出过程的相同与不同。

15．说明橡胶挤出及塑料挤出喂料阶段可能产生的问题？

16．了解固体输送过程分析思路，讨论牵引角的影响因素。根据固体输送率的基本公式，分析当螺杆的几何参数确定之后，提高固体输送率的途径及

工业实施方法。

绪论习题与思考题 (1)

第一章习题与思考题 (3)

第四章习题与思考题 (5)

第五章习题与思考题 (6)

第六章习题与思考题 (9)

第七章习题与思考题 (15)

第八章习题与思考题 (17)

第九章习题与思考题 (20)

第十章习题与思考题 (22)

绪论习题与思考题

2．分别区分“通用塑料”和“工程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”，“简单组分高分子材料”和“复杂组分高分子材料”，并请各举2～3例。

答：通用塑料：一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。通用塑料有：PE，PP，PVC，PS等；

工程塑料：是指拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2 ,长期耐热温度超过100℃的，刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等，可代替金属用作结构件的塑料。工程塑料有：PA，PET，PBT，POM等；

工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料，耐热性在100℃以上，主要运用在工业上”。

热塑性塑料：加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚，氯化聚醚等都是热塑性塑料。(热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动、冷却变硬的过程是物理变化；)

热固性塑料：第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。这种材料称为热固性塑料。(热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三维的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。)酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、不饱和聚酯、有机硅等塑料，都是热固性塑料。

《高分子材料加工成型原理》

主要习题

第一章 绪论

1. 何谓成型加工？高分子材料成型加工的基本任务是什么？

2. 简述聚合物成型加工时的关键步骤。

3. 简述聚合物转变时所发生的主要变化。

4. 聚合物成型加工方法是如何分类的？简要分为那几类？

5. 简述成型加工的基本工序？

6. 简述塑料的优缺点。

7. 举实例说明高分子材料在汽车、机械、日用品、化工、航天航空工业等

领域的应用。

8. 学习高分子材料加工成型原理的目的、意义？

第二章 聚合物成型加工的理论基础

1、名词解释：可塑性、可挤压性、可模塑性、可延性、可纺性、牛顿流体、非

牛顿流体、假塑性流体、胀塑性流体、拉伸粘度、剪切粘度、滑移、端末

、

效应、鲨鱼皮症。

2、试述聚合物成型加工对聚集态转变的依赖性？

3、简述无定形聚合物聚集态与加工方法之间的关系？

4、简述结晶聚合物聚集态与加工方法之间的关系？

5、为什么聚合物表现出可纺性，而小分子不具有可纺性？

6、大多数聚合物熔体表现出什么流体的流动行为？为什么？

7、剪切流动和拉伸流动有什么区别？

8、影响粘度的因素有那些？是如何影响的？

9、何谓温度－压力等效性？生产时为什么不能同时大幅度提高温度和压力？

10、何谓弹性？如何进行弹性或粘性形变属性的估计？

11、何谓滑移？产生滑移的原因是什么？如何克服？

12、何谓熔体破裂？产生熔体破裂的原因是什么？如何避免？

13、简述聚合物加工过程中的热效应？有何特点？

14、加工过程中聚合物结晶有何特点？为什么升、降温速率都不能过快？

15、简述注射成型制品的定向过程与特点。

16、何谓降解？加工过程中是如何利用或避免降解？