最新成型工艺.docx

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最新成型工艺

成型工艺

混合设备部分

1什么叫混合，混炼？

并指出其特点

答：

混合是一种趋向于减少混合物非均匀性的操作。

混炼是指用炼胶机将生胶或塑炼生胶与配合剂练成混炼胶的工艺。

混合：

温度低，剪切速率小混炼：

温度高，剪切速率大。

2试述捏合机，高速混合机，开炼机，密炼机的基本结构，工作原理和机器的规格型号。

答：

捏合机：

基本结构：

带有加热（冷却）夹套的鞍形混合室，一对Z型搅拌器，电气传动装置。

工作原理：

混合时，物料借助于相向转动的一对搅拌器沿着混合室的侧壁上翻，而后在混合的中间下落，再次为搅拌器所用，这样重复循环，物料得到多次折叠和撕捏作用，从而得到均匀混合。

高速混合机：

基本结构：

附有加热或冷却夹套的圆筒形混合室，一个装在混合室底部的高速转动的搅拌叶轮，排料装置，折流板以及电气传动装置等。

工作原理：

高速混合机工作时，高速旋转的叶轮借助表面与物料的摩擦力和侧面对物料的推力使物料沿叶轮切向运动。

同时，由于离心力的作用物料被抛向混合室内壁，并且沿内壁面爬升，当升到一定高度后，由于重力的作用，物料又落回到叶轮中心，接着又被抛起。

物料的表面不断得到更新，由于叶轮的转速很高，物料运动速度很快，快速运动的物料粒子之间相互碰撞、摩擦，使得团块破碎，物料因摩擦升温，同时迅速地进行着交叉混合，这些作用促进了各组分的均匀分布和对液态添加剂的吸收。

开炼机：

基本结构：

两只辊筒、辊距调节装置、安全装置、加热冷却系统和传动系统等。

工作原理：

开炼机工作时，两个辊筒相向旋转，且速度不等。

放在辊筒上的物料由于与辊筒的摩擦和粘附作用以及物料之间的粘结力而被拉入辊隙之间，在辊隙内物料受到强烈的挤压和剪切，这种剪切使物料产生大的形变，从而增加了各组分之间的界面，产生了分布混合。

该剪切也使物料受到大的应力，当应力大于物料的许用应力时，物料会分散开，即分散混合。

所以提高剪切作用就能提高混合塑炼效果。

密炼机：

基本结构：

一对表面有螺旋形凸棱的转子、密炼室、加料装置（上顶栓）、卸料装置（下顶栓）、传动系统等。

工作原理：

密炼机中各种物料在转子的作用下进行强烈的混合，其中大的团块被粉碎，逐步细化，这一过程称为分散过程；在混合过程中，粉状与液体添加剂附在聚合物表面，直到被聚合物包围，这一过程称为浸润过程。

混合物中各组分在密炼室中进行位置更换，形成各组分均匀分布状态，该过程称为分布过程；混合中由于剪切、挤压作用，聚合物逐步软化或塑化，达到一定流动性，这一过程称为塑炼过程。

3决定开炼机正常工作的条件是什么？

答：

1：

物料与辊筒的摩擦角应大于接触角2：

两个辊筒之间存在速比，减小辊筒间距和加大辊筒速比，可以加大剪切作用。

4高速混合机中折流板的作用是什么？

答：

改变混合时物料的流型，内部安装测温传感器，测试物料的温度。

5常见的连续混合设备有哪几种，各有什么特点？

答：

1：

单螺杆混合挤出机：

主要被用来挤出造粒，成型板，管，丝，膜。

中空制品，异型材等也可用来完成某些混合任务，混合只发生在熔体输送区，混合作用弱。

2：

双螺杆挤出机：

极为有效的混合设备，可用作粉状PVC料的混合熔融，填充改性纤维增强改性，共混改性以及反应性挤出等。

3：

行星螺杆挤出机：

混炼机械，特别适用于加工聚氯乙烯，其具有混炼和塑化双重作用。

4：

FCM连续混炼机：

既保持的密炼机的优异混合特性，又使其转变为连续工作，其万能性较好，可在很宽的范围内完成混合任务，可用于各种类型的塑料和橡胶的混合。

6生胶在成型加工前为什么要进行塑炼？

答：

生胶是线性的高分子化合物，在常温下大多数处于高弹态，高弹性是橡胶及其制品的最宝贵性质，然而生胶的这一宝贵性质却给制品的生产带来极大的困难，如果不进行塑炼，在加工过程中，一方面各种配合剂无法再生胶中分散均匀，另一方面大部分机械能将消耗在弹性变形上，不能获得人们所需的各种形状，所以，生胶在成型加工前要进行塑炼。

主要让其具有流动性。

模压成型部分

7试简述热固性塑料的模压成型工艺过程。

答：

通常由成型物料的准备，成型和制品后处理三个阶段组成工艺：

1计量2预压3预热4嵌件安放5加料6闭摸7排气8保压固化9脱模冷却10制品后处理。

8为什么热塑性塑料较少采用模压成型的方法加工？

答：

热塑性塑料模压成型时，必须将模具冷却到塑料固化温度才能定型为制品，为此需交替加热于冷却模具，生产周期长，故生产中很少采用。

9什么是BMC,SMC？

它们常采用何种方法成型？

答：

BMC：

块状模塑料，用预混法制成的聚酯树脂模塑料，采用模压成型方法。

SMC：

片状模塑料，用预浸法制成的片状聚酯树脂模压料，采用模压成型方法。

10热固性塑料，热塑性塑料，橡胶的模压成型有何不同？

答：

热固性塑料：

将其在已加热到指定温度的模具中加压，使物料熔融流动并均匀地充满模腔，在加热和加压的条件下经过一定的时间，使其发生化学交联反应而变成具有三维体形结构的热固性塑料制品（既有化学变化，也有物理变化）热塑性塑料：

必须将模具冷却到塑料固化温度才能定型为制品（只有物理变化）橡胶：

将混炼胶或经成型后制得的橡胶半成品置于闭合的金属模具内加热加压，使橡胶硫化交联而定型为制品，其工艺过程与热固性塑料的模压较类似（只有化学变化）。

挤出成型部分

11挤出成型生产线一般由哪几个部分组成？

各部分的作用是什么？

答：

1原料的准备和预处理作用：

挤出前对原料进行预热和干燥

2挤出成型作用：

处理后的物料经挤出机输送，塑化，均化后定量，定压，定温地被挤出机头，成型为与口模的形状和尺寸类似的连续性挤出物

3定型与冷却作用：

固定挤出物的形状和尺寸，防止制品在自身的重力下变形

4制品的牵引和卷曲作用：

帮助挤出物及时离开口模，保持挤出过程的连续性，调整挤出型材截面尺寸和性能，牵引的拉伸作用可使制品适度进行大分子取向，从而使制品在牵引方向的强度得到改善

5后处理作用：

对制品进行热处理以消除内应力。

12常规三段全螺杆的主要参数有哪些？

如何选择这些参数的大小？

答：

1螺杆直径Ds螺杆直径大，挤出机的产量高

2螺杆的长径比L∕DsL∕Ds大，能改善塑料的温度分布，混合更均匀，提高挤出机的能力L∕Ds过小，对塑料的混合和塑化都不利，因此，对于硬塑料，粉状塑料或结晶型塑料选择较大的L∕Ds

3螺杆的压缩比ε粉状塑料的相对密度小，夹带空气多，螺杆的压缩比应大于粒状料

4螺槽深度HH小时挤出机，对物料的剪切速率大，有利于传热和塑化，单挤出生产率低H3大使适用于加工热敏性物料，H3小的浅槽螺杆可用于熔体粘度低和热稳定好的塑料的挤出成型加料段螺槽深度H1为定值，一般H1＞0.1Ds，压缩段H2是个变化值，均化段H3为定值，H3=0.02-0.06DsDs较小者，H3取大值，反之，取小值

5螺旋角QQ角大，挤出机的产量高，单螺杆对塑料的挤压和剪切作用减小

6螺棱部分宽度EE太小会使漏流增加，产量降低，E太大不会增加螺棱上的功率消耗

7螺杆与料筒的间隙ζ，ζ大，生产效率低，不利于热传导，剪切速率低，不利于物料的熔融和混合ζ小，剪切速率大，易引起物料过热降解，对螺杆，料筒的加工和安装要求高。

13何为螺杆的几何压缩比？

物理压缩比？

二者关系如何？

答：

几何压缩比：

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一般约等于H1∕H3物理压缩比：

塑料在熔融状态下的密度与固体松散状态下的密度之比，挤出机的几何压缩比应大于物理压缩比。

14挤出机内物料的压力是如何承产生的？

为什么物料必须有一定的压力？

答：

压力由机头阻力，螺杆的压缩比和螺杆，料筒对物料的输送作用等产生，为了使挤出物料密实，物料必须有一定的压力。

15挤出机加料斗座为什么必须冷却？

答：

1防止高温料筒的热量传向料斗，避免料斗中料因受热而产生“架桥”现象2防止热量向传动系统传热。

16普通挤出机螺杆有几种型式？

各适用于什么场合？

答：

1通用型螺杆适用于大多数物料的加工；

2渐变型螺杆适用于加工非晶型塑料；

3突变型螺杆适用于加工熔融温度范围窄的结晶型塑料。

17提高固体输送效率的方法有哪些？

答：

1增大物料与料筒的摩擦系数，减小物料与螺杆的摩擦系数

2适当增加螺槽深度H和螺旋角。

18物料在常规挤出机的熔体输送段的流动类型有哪几种？

其产生这几种流动的原因是什么？

试画流动类型的速度分布图。

答：

a正流由物料在螺杆中受料筒摩擦拖拽作用而产生；

b逆流由机头口模，过滤网等对料流的阻碍所引起的反压流动；

c横流是螺杆旋转时螺棱的推挤作用和阻挡作用造成的；

d漏流由于机头和口模等对物料的阻力所产生的反压流动。

19何谓螺杆特性曲线，机头（口模）特性曲线？

它们的斜率大小代笔何种意义？

答：

螺杆特性曲线：

以挤出压力为横坐标，产量为纵坐标，改变转速可得到一组斜率为（-B∕η）的直线，该直线即为螺杆特性曲线螺杆特性曲线的倾斜程度主要取决于均化段螺槽深度H3，H3越大，特性曲线越倾斜，挤出机的产量对机头阻力敏感，称该螺杆特性软。

H3越小，特性曲线越平，意味着挤出机的产量对机头阻力不敏感，称该螺杆特性硬

以ΔP为横坐标，产量为纵坐标作图，得到机头的特性曲线机头特性曲线的斜率的大小决定于口模阻力的大小，斜率小为高阻力机头。

20影响挤出机生产率的因素有哪些？

答：

机头压力，螺杆转速，螺杆几何尺寸，机头口模的阻力。

21常规螺杆存在哪些问题？

答：

1熔融段固体床与熔池同处一个螺槽中，降低了熔融效率，挤出产量不高；

2固体床过早解体形成固体碎片，造成熔融速度缓慢；

3固体床过早破碎，还造成一部分物料得不到彻底熔融，另一部分物料过热，导致物料温度不均匀；

4压力波动，温度波动和产量波动大；

5普通螺杆往往不能适应一些特殊物料的加工或进行混炼，着色等工艺。

22新型螺杆中的分离型螺杆，屏障型螺杆，分流型螺杆的工作原理是怎么样的？

答：

分离型螺杆：

针对常规螺杆因固液相共存于同一个螺槽中所产生的缺点，在熔融段采取措施（采用主附螺纹，开设熔体槽），将已熔物料与未熔的固相尽早分离，促使未熔融物料更快熔融，已熔物料不再承受导致过热的剪切，从而获得低温挤出并在保证塑化质量的前提下提高挤出量。

屏障型螺杆：

螺杆工作时，物料从熔融段进入均化段后，含有未熔融的固体颗粒到达屏障型混炼段时，被分成若干股料进入屏障混炼段的进料槽，熔融料和粒度小于Δ的固相碎片才能越过间隙进入出料槽，粒度较大的固相碎片被屏障挡住并继续熔融塑化不良的小颗粒在通过间隙Δ时受到强烈的剪切作用，而完全熔融，进入出料槽的物料在槽中产生涡流而得到混合。

分流型螺杆：

在螺杆的某一部位设置许多突起部分或沟槽或孔道，将螺槽内的料流分割，以改变物料的流动状况，以促进熔融，增强混炼和均化。

23挤出管材的定径方法有哪几种？

如何选择定径方法？

答：

定径方式：

内定径和外定径若管材的外径尺寸要求高则选用外径法，国内要求管材外径带公差，所以常用外定径法，反之则用内定径法。

24热固性塑料挤出机与热塑型挤出机的主要差别在哪些方面？

答：

a热固性塑料挤出时，不能仅靠加热，而且还需要使材料受到几十兆帕的压力，要求如此高的压力，普通螺杆挤出机无法满足；

b热固性塑料受热会在挤出机内固化，采用普通螺杆挤出加工拆卸和清理螺杆困难，因此不能采用连续螺杆挤出技术来挤出热固性塑料，一般采用柱塞式挤出机。

25反应性挤出的定义？

答：

聚合性单体或低聚物熔体在螺杆挤出机内发生物理变化的同时发生化学反应，从而挤出直接获得高聚物或制品的一种新的工具性工艺方法。

26橡胶压出机螺杆与塑料挤出机螺杆主要差别？

答：

a.压出机螺杆长径比要比塑料挤出机螺杆小得多。

b.橡胶压出机螺杆的槽深要比塑料挤出机螺杆槽深大。

27双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比有什么特点？

答：

（1）物料的输送方式。

a单螺杆挤出机中，物料的输送是靠摩擦、拖曳完成的。

b双螺杆挤出机中，特别是啮合型双螺杆挤出机，物料的输送在某种程度上是正向位移，正向位移的程度取决于一根螺杆的螺棱与另一根螺杆的相对接近程度。

（2）物料的流动速度场。

（3）物料的停留时间分布。

双螺杆挤出机中物料的停留时间分布窄。

由于物料停留时间分布窄，所有物料在料筒内所经历的物理、化学过程大体相同，因此混合物各部分的性能会更均匀。

此外，双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比：

混合充分、热传递良好、熔融能力强、排气效果好及对物料温度控制良好等。

注射成型部分

28何谓注射成型，它有何特点？

答：

定义：

将粒状或粉状塑料加入到注射机的料筒。

经加热熔（融）化呈流动状态，然后在注射机的柱塞或移动螺杆快速而又连续的压力下，从料筒前端的喷嘴中以很高的的压力和很快的速度注入到闭合的模具内。

充满模腔的熔体在受压的情况下，经冷却或加热固化后，开模得到与模具型腔相应的制品。

特点：

①生产周期短，生产效率高，易实现生产自动化

②间歇生产过程

③适应范围广：

可加工大多数热塑性塑料，复合材料，增强树脂，泡沫塑料等。

29注射螺杆与挤出螺杆在结构上的不同点？

答：

1）注射螺杆长径比比较小，15～252）注射螺杆压缩比较小，在2～2.5之间3）注射螺杆均化段长度较短，但螺槽深度较深，以提高生产率。

加料段较长4）注射螺杆的头呈尖头型，与喷嘴能很好地吻合，螺杆头结构特殊，注射螺杆间歇工作。

30分流梭作用是将料筒内流经该处的料分为薄层，使流体产生分流和收敛流动，缩短传热导程。

31注射机的喷嘴种类及适用场合？

答：

1）通用式喷嘴：

粘度大，热稳定性差的物料，采用大口径直通式。

如用于：

PS、PE、PVC等的加工。

2）延伸式喷嘴：

有加热装置，注射压力损失小。

可用于：

PMMA、POM、PC等的加工。

3）弹簧针阀式喷嘴：

自锁式喷嘴，结构复杂，注射压力降较大。

 如用于：

PA、PET等低粘度塑料的加工。

32螺杆预塑结束的标记是什么？

答：

螺杆停止旋转

33注射机液压--机械式合模机构的调模机构的作用是什么？

答：

1调节锁模力大小即αo大小2适应不同模具厚度

34注射成型机塑化时根据喷嘴与模具接触情况其加料方式可分哪几种？

各适用于哪些物料加工？

答：

1固定加料：

加工温度范围宽的料，热流道模具；

2前加料：

即塑化退回，加工温度范围宽的料，适用于开式喷嘴大部分物料加工；

3后加料：

闭式喷嘴，高结晶度物料加工。

35注射成型机的操作方式有哪几种？

主要适用于哪些场合？

答：

调整，手动，半自动，全自动

1调整操作：

在模具的安装调整工作，实验检查某一部位的工作运动以及维修拆卸螺杆时的应用；

2手动操作：

在模具装好后试生产时应用；

3半自动操作：

注射机的各部位工作零件质量完好，能够准确完成各自的工作动作，批量生产某些制品时，采用半自动操作；

4全自动操作：

用于大批量注射生产某一制品。

36橡胶注射成型机与热塑性塑料成型机的主要差别有哪些？

答：

1橡胶塑化温度低，为防止停留时间过长而焦烧，机筒（夹筒式）用水和油作为加热介质，注射模用电或蒸汽加热，以保证工艺和硫化所需要求的温度；

2合模机构，供硫化模具进行合模，注射，硫化，开模等操作之用，单合模机构注射机的模台是固定的，多模台注射机的模台则有多种形式；

3模具：

因要开设流道，所以结构复杂，经受高温和高压，所以用特殊钢制造，精度高，价格昂贵。

37简述反应注射成型技术的特点

答：

1直接采用液态单位和各种添加剂作为成型原料而不是用已聚合好的塑料，且不经塑化加热即注入模腔，从而省去了聚合，配料和塑化操作，简化了制品的成型工艺过程；

2由于液体原料粘度低，流动性好，易于输送和混合，充模压力和锁模力低，这不仅有利于降低成型设备和模具的造价，而且适宜生产大型以及形状复杂的制品；

3一般能以加成聚合反应生成树脂的单体都可以作为RIM的成型物料基体，工业上已采用的主要包括聚氨酯，不饱和聚酯，环氧树脂，聚酰胺，甲基丙烯酸系共聚物，有机硅等几种树脂单体但目前RIM产品以聚氨酯体系为多见。

38简述气辅注射成型技术的特点，常见的气辅注射成型有几种方法？

答：

1注射压力低；2制品翘曲变形小；3表面质量提高；4可成型壁厚差异较大的制品；5制品的刚度和强度得到提高；6可通过气体的穿透使制品中空，减少质量，缩短成型周期。

方法：

1标准成型法2副腔成型法3熔体回流法4活动型芯法

压延成型部分

39何谓横压力？

对压延成型制品的质量有何影响？

在生产上应采取哪些措施确保保压延制品的尺寸精确？

答：

横压力指物料在辊隙受压延时对辊筒施加的横向压力，该力使辊筒产生弹性弯曲，造成制品厚度不均。

补偿方法：

1中高度法2轴交叉法3预应力法