第三章
端末效应：入口效应和模口膨化效应
管子进口端与出口端这种与聚合物液体弹性行为有紧密联系的现象就称为端末效应，亦可分别称为入口效应和模口膨化效应。 不稳定流动和熔体破裂
熔体破裂:聚合物熔体在高剪切速率时，液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动，引起液流破坏。
出现“熔体破裂”时的应力或剪切速率称为临界应力和临界剪切速率。
流变仪：用于测定聚合物流变性质的仪器一般称为流变仪或粘度计。 作业：
1. 聚合物液体在管和槽中的流动时，按照受力方式划分可以分为：压力流动、收敛流
动和拖拽流动；按流动方向分布划分：一维流动、二维流动和三维流动。
2. 用于测定聚合物流变性质的仪器一般称为流变仪或粘度计。目前用得最广泛的主要
有毛细管粘度计、旋转粘度计、落球粘度计和锥板粘度计等几种。
3. 聚合物流动行为最常见的弹性行为是端末效应和不稳定流动，它们具体包括：入口
效应、出口膨胀效应、鲨鱼皮现象和熔体破裂。
4. 压力流动、收敛流动、拖拽流动的定义及各自常见发生场合。
答：压力流动：在简单的形状管道中因受压力作用而产生的流动。
收敛流动：在截面积逐渐减小的流道中的流动。 拖拽流动：如果液体流动的管道或口模的一部分能以一定速度和规律进行运动，而聚合物随管道和口模的运动部分而运动。在具有部分运动的流道中流动。
5. 牛顿流体（必考）及非牛顿流体在圆管中的流动特征各是什么？
? 剪切应力：管壁处剪切应力最大，中心处为零；剪切应力在液体中的分布与半径成正比，并呈直线关系。
? 流体速度：液体在圆形管道中的流动时具有抛物线型的速率分布；管中心处的速率最大，管壁处为零，圆管中的等速线为一些同心圆。
（非牛顿流体流动的特征：） ? 剪切应力：管壁处剪切应力最大，中心处为零；剪切应力在液体中的分布与半径成正比，并呈直线关系。（与牛顿流体相同） 流体速度：对于膨胀性非牛顿液体(n＞1)，速度分布曲线变得较为陡峭，n值愈大，愈接近于锥形；对假塑性非牛顿液体(n＜1)，分布曲线则较抛物线平坦；n愈小，管中心部分的速度分布愈平坦，曲线形状类似于柱塞。管中心处的速率最大，管壁处为零，圆管中的等速线为一些同心圆。
6. 聚合物加工中，对于尺寸变化的管道中通常采用一段有收敛作用的管道来连接，是
何原因？
1) 避免死角的存在，减少聚合物因过久停留而引起的分解 2) 同时有利于降低流动过程中因强烈扰动带来的总压力降 3) 减少能耗，减少流动缺陷 4) 提高产品质量和设备生产能力
7. 入口效应和出口效应对聚合物加工有何不利？一般怎样去降低？
答：在注射、挤出和纤维纺丝过程中，可能导致产品变形和扭曲，降低制品尺寸稳定，甚至引起制品内应力，降低产品机械性能。 办法：
1) 适当降低加工应力，提高加工温度 2) 适当减小剪切应力
3) 增加L/D（增加管子长度、增加管径，减小入口端的收敛角） 4) 对挤出物加以适当牵引
8. 什么是鲨鱼皮症？试总结产生的原因（不考）。
答：是指发生在挤出物熔体流柱表面上的一种缺陷现象，其特点是在挤出物表面形成很多细微的皱纹，类似于鲨鱼皮。
第四章
作业：
1. 解释下列名词术语：结晶、取向、降解、交联。
结晶：物质从液态或气态形成晶体的过程。
取向：聚合物结构单元或纤维状填料在某种程度上顺着流动的方向作平行排列。 交联：聚合物的加工过程，形成三向网状结构的反映。 降解：分子量降低的作用为降解。
2. 加工成型过程中影响结晶的因素。
1) 熔融温度和熔融时间：加工时的熔融温度高，或熔融时间长，则结晶速度慢，
结晶尺寸较大。（温度：T高（低）→t长（短）→结晶速度慢（快）） 2) 压力：应力有利于成核：应力→大分子取向→诱发成核（低压→生成大而完整
的晶球；高压→生成小而形状不很规整的晶球）
3) 冷却速度的影响：通常采用中等的冷却速度，冷却温度选择在Tg～最大结晶
速度的温度Tmax之间。
4) 低分子物和固体杂质的影响：阻碍或促进结晶作用。起促进作用的类似于晶核，
能形成结晶中心，成为成核剂。
3. 聚合物结晶对制件性能的影响有哪些？(强度、韧性)
答：
1) 结晶对制品密度影响
由于结晶时聚合物分子链做规则、紧密排列，所以晶区密度高于非晶区密度。制品密度随结晶度增加而增大。
2) 结晶对制品力学性能的影响
a.一般随着结晶度的提高，制品硬度提高、弹性模量提高、拉伸强度提高、冲击强度下降、断裂伸长率等韧性指标下降。
b.结晶形态、晶粒尺寸和数量也对制品的力学性能产生影响。细小而均匀的晶粒结构，制品综合力学性能好。
3）结晶对热及其它方面的影响
4. 聚合物成型加工过程中在管道或模具中取向结构分布规律？（为什么会
出现这种情况？）
答：
1) 在等温流动区域，由于管道截面小，故管壁处速度梯度增大，紧靠管壁附近的
熔体中取向程度最高；
2) 在非等温流动区域，熔体进入截面尺寸较大的模腔后压力逐渐降低，故熔体中
的速度梯度也由浇口处的最大值逐渐降低到料流前沿的最小值。
3) 在模腔中，既然熔体中的速度梯度沿流动方向降低，故流动方向上分子的取向
程度是逐渐减小的。
5. 聚合物取向对制件性能的影响有哪些？（各向异性）
答：① 单轴取向：取向方向上制品的拉伸屈服强度↑，模量↑，压缩屈服强度↓，非晶聚合物断裂伸长率↑，结晶聚合物断裂伸长率↓；非取向方向上性能变化和上述相反。
② 双轴取向：两个取向方向上制品的模量、抗拉强度和断裂伸长率↑，但取向度小的取向方向上的性能变化程度低于另一个方向上的。
6. 成型加工过程中如何避免聚合物的降解？（不考） 答：(1)严格控制原材料技术指标，使用合格原材料； (2)使用前对聚合物进行严格干燥； (3)确定合理的加工工艺和加工条件，使聚合物能在不易产生降解的条件下加工成型； (4)加工设备和模具应有良好的结构； (5)在配方中考虑使用抗氧剂、稳定剂等以加强聚合物对降解的抵抗能力。第五章
物料的组成：
? 由树脂和多种具有一定功能的辅助材料或添加剂组成。
作业：
1. 塑料制品中有哪些原材料和添加剂？
? 原料：聚合物或树脂
? 添加剂：增塑剂、防老剂、填料、润滑剂、着色剂、固化剂 2. 分别指出理想的增塑剂和防老剂所具有的性质。（不考） 1) 理想增塑剂：增塑剂和聚合物有良好的相容性、塑化效率高 、低挥发性 、耐寒性好 2) 理想防老剂：防老效果好 无着色性和污染性 对硫化无影响 挥发性小 分散性好、无水解性 无毒、无臭 3. 一般如何区分混合、捏合、塑炼这三种混合过程？
答：
1) 混合和捏和是在低于聚合物的流动温度和较缓和的剪切速率下进行的， 混
合后的物料各组分本质基本上没有什么变化，
2) 塑炼是在高于流动温度和较强的剪切速率下进行的，塑炼后的物料中各组
分在化学性质（分子量↓、交联）或物理性质上（粒度）会有所改变。
4. 常见的混合设备有哪些？并说明每种设备主要采用什么作用实现混合的？
答：
1) 主要用于初混合的有：捏合机、高速混合机、管道式捏合机等，主要采用
对流作用实现混合。
2) 主要用于混合塑炼的有：双辊塑炼机、密炼机和挤出机等，主要是利用剪
切作用实现混合。
补充：
混合的定义：使原来两种或两种以上各自均匀分散的物料，从一种物料按照可接受的概率分布到另一种物料中去。（参考）
第六章
作业：
1.比较注塑螺杆和挤出螺杆在结构上的主要差别。
答：长径比小，压缩比小，均化段短，加料段长，螺杆头尖，带止逆环。 a) 注塑螺杆长径比比挤出螺杆小； b) 注塑螺杆均化段螺槽深度比挤出螺杆深； c) 注塑螺杆压缩比比挤出螺杆小； d) 注塑螺杆加料段长度比挤出螺杆长，而均化段长度比挤出螺杆短； e) 挤出螺杆多为圆头或锥头，而注塑螺杆多为尖头并带有特殊结构。 f) 注塑螺杆只起预塑化和注射作用，对塑化能力、压力稳定性以及操作连续性和稳定性
材料成型及加工原理复习 (1)
