发布时间 : 星期六 文章高分子材料成型加工唐颂超第三版第2-10章课后习题答案解析(仅供参考)更新完毕开始阅读
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防焦剂：防止胶料出现在硫化加工和贮存过程发生的早期轻度硫化现象。 11. 什么是填充剂？根据其作用可分为哪些类型？其各自的作用是什么？ 填充剂：改善高材的成型加工性能，赋予或提高制品某些特定的性能，或为了增加物料体积、降低制品成本而加入的一类物质。 分为两类：增量填充剂和补强剂。
增量填充剂：降低成本，增加体积，而不影响材料的使用性能或对材料性能的影响很小。 补强剂：加入后提高材料性能（主要是力学性能）的配合剂。
12.其他可满足对高分子材料的特殊要求的添加剂，根据其作用可分为哪些类型？ 着色剂、发泡剂、阻燃剂、抗静电剂、偶联剂和防腐剂等。
Chapter4高分子材料制品设计和配方设计
★1.高分子材料中加入添加剂的目的是什么？添加剂可分为哪些主要类型？
目的:满足成型加工上的要求、满足制品性能上的要求、满足制品功能上的要求、满足制品经济上的要求。
主要类型：工艺性添加剂和功能性添加剂。 ★2. 分析下列配方，要求：
（1）指出各成分在配方中的作用；
（2）判断制品基本性能，并说出相应的理由。 ① PVC树脂（XS-4）100，邻苯二甲酸二辛酯 10，邻苯二甲酸二丁酯 8，环氧脂肪酸辛酯 3，液体钡－镉 2，硬脂酸钡 0.5，硬脂酸镉 0.3，硬脂酸 0.3，二氧化钛 3 ② PVC树脂（XS-5）100，三盐基性硫酸铅 5，二盐基性亚磷酸铅1.5，亚磷酸三苯脂 0.5，硬脂酸铅0.5，硬脂酸正丁酯 0.3，石蜡0.3，氧化锑 5
③ PVC树脂（XS-3）100，DOP 20，DBP 20，DOS 10，氯化石蜡 5，UV-9 0.1，滑石粉 1，氧化铁 0.2，二月桂酸二丁基锡 3
④丁睛橡胶 100，硫磺1.5，促进剂M 1.5，促进剂TMTD 0.2， ZnO 5，硬脂酸 1，防老剂4010NA 1，半补强碳黑 60，陶土 30，沥青 5，石蜡1.5 ① PVC树脂（XS-4）100，邻苯二甲酸二辛酯 10，邻苯二甲酸二丁酯 8，环氧脂肪酸辛酯 3，液体钡-镉 2，硬脂酸钡 0.5，硬脂酸镉 0.3，硬脂酸 0.3，二氧化钛 3
PVC：基体材料；
邻苯二甲酸二辛酯 10，邻苯二甲酸二丁酯 8：增塑剂；
环氧脂肪酸辛酯：适用于 PVC加工过程中的增塑剂和稳定剂，具优异的耐寒性，与PVC的相溶性好，该品的分子内环氧基团可吸收PVC分解出的HCl，从而起到耐热性和耐光稳定的作用。
液体钡-镉：液体稳定剂；并可减少加工时的粉尘污染； 硬脂酸钡 0.5：热稳定剂兼润滑剂；
硬脂酸镉 0.3：用作聚氯乙烯树脂加工中的耐热光透明稳定剂； 硬脂酸：润滑剂； 二氧化钛：颜料。
材料的基本性能：具有一定柔韧性的增塑后的塑料。
② PVC树脂（XS-5）100，三盐基性硫酸铅 5，二盐基性亚磷酸铅1.5：PVC常用热稳定剂，提高材料加工时对热的承受能力，防止侧基脱除、分解；
亚磷酸三苯脂 0.5：PVC辅助稳定剂，捕捉金属氧化物和HCL分解过氧化物，一般与上述两种稳定剂配合使用；
硬脂酸铅0.5：热稳定剂兼润滑剂，改善PVC的热承受能力和加工性能，；
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硬脂酸正丁酯 0.3、石蜡0.3：润滑剂，； 氧化锑 5：阻燃剂；
基本性能：配方中加入较多热稳定剂，故有很好的加工性能、热承受能力，加入了阻燃剂，故制品较难燃，较可能为硬质PVC。
PVC树脂（XS-3）100，DOP 20，DBP 20：通用增塑剂，降低制品的加工温度，软化制品；DOS 10：耐寒性增塑剂，起辅助增塑作用，强化制品对低温的承受能力； 氯化石蜡 5：增塑剂并且有阻燃性；
UV-9 0.1：紫外线吸收剂，起光稳定作用； 滑石粉 1：润滑剂，填充剂，起各向补强作用； 氧化铁 0.2：着色剂；
二月桂酸二丁基锡 3：有机锡类热稳定剂；
基本性能：配方中加入大量增塑剂，而未加入太多稳定剂，故为软质PVC制品。加入了有机锡类稳定剂和POS耐寒剂，可能为耐寒性PVC薄膜。
④丁腈橡胶 100，硫磺1.5，促进剂M 1.5，促进剂TMTD 0.2， ZnO 5，硬脂酸 1，防老剂4010NA 1，半补强碳黑 60，陶土 30，沥青 5，石蜡1.5
丁腈橡胶：基体材料； 硫磺：交联剂；
促进剂M：2-硫醇基苯并噻唑，通用型促进剂； 促进剂TMTD：二硫化四甲基秋兰姆，超促进剂； ZnO 5，硬脂酸 1：活化剂； 防老剂4010NA：橡胶防老剂； 半补强碳黑 60：补强作用； 陶土 30：填充剂；
沥青 5，石蜡1.5：橡胶软化剂。
基本性能：一种补强的硫化橡胶，在室温下处于高弹态度。 4. 高分子材料进行配方设计的一般原则和依据各是什么？ 答：配方设门必须满足以下基本原则： 1)制品的性能要求； 2)成型加工性能的要求；
3)选用的原材料来源容易，产地较近，质量稳定可靠，价格合理；
4)配方成本应在满足上述三条的前提下，尽量选用质量稳定可靠、价格低的原材料；必要时采用不同品种和价格的原材料复配；适当加入填充剂，降低成本。 5. 配方有哪几种表示方法?各有何作用?相互关系是什么？
a基本配方：即以高分子化合物质量为100份，其他组分则以相对于高分子化合物的质量份数表示。此法计量容易，应用广泛，适于工业生产，也是大多数科研论文和报告巾的配方表示方法。
b以重量百分数来表示配方 以混合料为100份的配方表示法 ,即以高分子化合物及各种添加剂的混合料总质量为100份，各组分以质量分数表示。用于计算含胶量和混合料（混炼胶）成本。
c以混合料体积为100份表示的配方。当己知各种组分密度时，可以高分子化合物为l00份的配方很方便地换算出来，然后归一即可。此法常用于按体积计算成本时。
d生产配方。即按设备的生产能力，由基本配方换算出各组分每次的投料质量数。此法便于直接计量，符合生产实际。
Chapter6高分子材料混合与制备
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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，则可能相差甚远。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110℃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，自由基活性得到终止。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。由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℃左右温度范围内，机械塑炼效果最小。因为在110℃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，分子间以范德华力相互作用。塑炼时，由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。邻苯二甲酸二丁酯作为增塑剂使用。加入增塑剂后，削弱了
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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 ）辊距（3）混炼温度（4 ）混炼时间（5）辊速和速比（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 几种胶的塑炼特性：
天然橡胶用开炼机塑炼时，辊筒温度为30-40℃，时间约为15-20min；采用密炼机塑炼当温度达到120℃以上时，时间约为3-5min。
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30-40℃。 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。
丁腈橡胶可塑度小，韧性大，塑炼时生热大。开炼时要采用低温40℃以下、小辊距、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，由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：主要由高聚物组成(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、PTFE。 复杂组分高分子材料：复杂组分塑料则是由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、SPVC。
9. 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。P144
10. 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。塑化的目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？
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