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  • 《高分子材料加工工藝》復習資料習題答案 - 下載本文

    它表示塑料通過螺桿的全過程被壓縮的程度。

    A愈大,塑料受到擠壓的作用也就愈大,排除物料中所含空氣的能力就大。但A太大,螺桿本身的機械強度下降。壓縮比一般在2?5之間。

    壓縮比的大小取決于擠出塑料的種類和形態,粉狀塑料的相對密度小,夾帶空氣多,其壓縮比應大于粒狀塑料。另外擠出薄壁狀制品時,壓縮比應比擠出厚壁制品大。

    壓縮比的獲得主要采用等距變深螺槽、等深度變距螺槽和變深變距螺槽等方法,其中等距變深螺槽是最常用的方法。

    4.什么是擠出機螺桿的長徑比?長徑比的大小對塑料擠出成型有什么影響?長徑比太大又會造成什么后果?

    答:螺桿的長徑比L/Ds:指螺桿工作部分的有效長度L與直徑Ds之比,此值通常為15?25,但近年來發展的擠出機有達40的,甚至更大。

    L/Ds大,能改善塑料的溫度分布,混合更均勻,并可減少擠出時的逆流和漏流,提高擠出機的生產能力。L/Ds過小,對塑料的混合和塑化都不利。因此,對于硬塑料、粉狀塑料或結晶型塑料要求塑化時間長,應選較大的L/Ds。L/Ds大的螺桿適應性強,可用于多種塑料的擠出。

    但L/Ds大大,對熱敏性塑料會因受熱時間大長而易分解,同時螺桿的自重增加,制造和安裝都困難,也增大了擠出機的功率消耗。目前,L/Ds以25居多。 5.漸變型和突變型螺桿有何區別?它們各適合哪類塑料的擠出?為什么?

    答:等距變深螺桿按其螺槽深度變化的快慢(即壓縮段的長短)又可分為等距漸變形螺桿和等距突變形螺桿。非晶型塑料宜選用漸變形螺桿,結晶型塑料宜選用突變形螺桿。 6.提高擠出機加料段固體輸送能力,應對設備采取什么措施?指出其理論依據。

    答:固體塞的移動情況是旋轉運動還是軸向運動占優勢,主要決定于螺桿表面和料筒表面與物料之間的摩擦力的大小。只有物料與螺桿之間的摩擦力小于物料與料筒之間的摩擦力

    時,物料才沿軸向前進;否則物料將與螺桿一起轉動,因此只要能正確控制物料與螺桿及物料與料筒之間的靜摩擦因數,即可提高固體輸送能力。

    為了提高固體輸送速率,應降低物料與螺桿的靜摩擦因數,提高物料與料筒的徑向靜摩擦因數。要求螺桿表面有很高的光潔度,在螺桿中心通入冷卻水,適當降低螺桿的表面溫度,因為固體物料對金屬的靜摩擦因數是隨溫度的降低而減小的。 7.塑料在擠出機中的熔化長度的意義是什么?

    答:擠出過程中,在加料段內是充滿未熔融的固體粒子,在均化段內則充滿著已熔化的物料,而在螺桿中間的壓縮段內固體粒子與熔融物共存,物料的熔化過程就是在此區段內進行的,故壓縮段又稱為熔化區。在熔化區,物料的熔融過程是逐漸進行的,自熔化區始點A開始,固體床的寬度將逐漸減小,熔池的寬度逐漸增加,直到熔化區終點B,固體床的寬度下降到零,進入均化段,固體床消失,螺槽全部充滿熔體。從熔化開始到固體床的寬度降到零為止的總長度,稱為熔化長度。

    8.塑料熔體在擠出機螺槽內有幾種流動形式?造成這幾種流動的主要原因是什么? 答:從壓縮段送入均化段的物料是具有恒定密度的粘流態物料,在該段物料的流動已成為粘性流體的流動,物料不僅受到旋轉螺桿的擠壓作用,同時受到由于機頭口模的阻力所造成的反壓作用,物料的流動情況很復雜。

    通常把物料在螺槽中的流動看成由下面四種類型的流動所組成:

    (1)正流:是物料沿螺槽方向向機頭的流動,這是均化段熔體的主流,是由于螺桿旋轉時螺棱的推擠作用所引起的,從理論分析上來說,這種流動是由物料在深槽中受機筒摩擦拖曳作用而產生的,故也稱為拖曳流動,它起擠出物料的作用。

    (2)逆流:沿螺槽與正流方向相反的流動,它是由機頭口模、過濾網等對料流的阻礙所引起的反壓流動,故又稱壓力流動,它將引起擠出生產能力的損失。

    (3)橫流:物料沿x軸和y軸兩方向在螺槽內往復流動,也是螺桿旋轉時螺棱的推擠作

    用和阻擋作用所造成的,僅限于在每個螺槽內的環流,對總的擠出生產率影響不大,但對于物料的熱交換、混合和進一步的均勻塑化影響很大。

    (4)漏流:物料在螺桿和料筒的間隙沿著螺桿的軸向往料斗方向的流動,它也是由于機頭和口模等對物料的阻力所產生的反壓流功。

    9.吹塑薄膜生產工藝的工藝流程是什么?簡要分析各步作用。

    答:(1)機頭和口模。吹塑薄膜的主要設備為單螺桿擠出機,其機頭口模的類型主要有轉向式的直角型和水平向的直通型兩大類,結構與擠出管材的差不多,作用是擠出管狀坯料

    (2)吹脹與牽引。在機頭處有通入壓縮空氣的氣道,通入氣體使管坯吹脹成膜管,調行壓縮空氣的通入里可以控制膜管的膨脹程度。

    由于吹塑和牽仲的同時作用,使擠出的管坯在縱橫兩個方向都發生取向,使吹塑薄膜具有一定的機械強度。因此,為了得到縱橫向強度均等的薄膜,其吹脹比和牽伸比最好是相等的。不過在實際生產中往往都是用同一環形間隙口模,靠調節不同的牽引速度來控制薄膜的厚度,故吹塑薄膜縱橫向機械強度并不相同,一般都是縱向強度大干橫向強度。

    (3)薄膜的冷卻。吹塑薄膜是連續成型過程,管還擠出吹脹成膜管后必須不斷冷卻固化定型為薄膜制品,以保證薄膜的質量和提高嚴量,因此,膜管在吹脹成型后要馬上得到良好的冷卻。目前最常用的方法是在擠出機頭之后,在管膜外面設冷卻風環。

    在吹塑聚乙烯薄膜時,接近機頭處的膜管是透明的,但在高于機頭約20cm處的膜管就顯得較渾濁。膜管在機頭上方開始變得渾濁的距離稱為冷凝線距離(或稱冷卻線距離)。膜管渾濁的原因為大分子的結晶和取向。

    (4)薄膜的卷繞。膜管經冷卻定型后,先經人字導向板夾平,再通過牽引夾輥,而后由卷繞輥卷繞成薄膜制品;人宇板的作用是穩定已冷卻的膜管,不讓它晃動,并將它壓平。牽引夾輥是由一個橡膠輥和一個金屬輥組成,其作用是牽引和拉伸薄膜。牽引輥到口模的距離對成型過程和管膜性能有一定影響,其決定了膜管在壓疊成雙折前的冷卻時間,這一時間與

    塑料的熱性能有關。

    10.管材擠出的工藝過程是什么?擠出管材如何定徑?

    答:管材擠出的基本工藝是:由擠出機均化段出來的塑化均勻的塑料,經過過濾網、粗濾器而達分流器,并為分流器支架分為若干支流,離開分流器支架后再重新匯合起來,進入管芯口模間的環形通道,最后通過口模到擠出機外而成管子,接著經過定徑套定徑和初步冷卻,再進入冷卻水槽或具有噴淋裝置的冷卻水箱,進一步冷卻成為具有一定口徑的管材,最后經由牽引裝置引出并根據規定的長度要求而切割得到所需的制品。

    管材擠出裝置由擠出機、機頭口模、定型裝置、冷卻水槽、牽引及切割裝置等組成,其中擠出機的機頭口模和定型裝置是管材擠出的關鍵部件。

    管材擠出后,溫度仍然很高,為了得到準確的尺寸和幾何形狀以及表面光潔的管子,應立即進行定徑和冷卻,以使其定型。

    外徑定型是使擠出的管子的外壁與定徑套的內壁相接觸而起定型作用的,為此,可用向管內通入壓縮空氣的內壓法或在管子外壁抽真空法來實現外徑定型。

    內壓法進行外徑定型的定徑套如圖所示。定型時,可通過分料筋的孔道通入一定壓力的壓縮空氣(一般為0.05--0.3MPa表壓)。并在擠出的管端或管內封塞。定徑套的外壁為夾套,內通冷卻水以冷卻管子,經定徑后的管子離開定徑套時不再變形。 第八章 注射成型

    1.什么是注射成型;注射成型具有什么特點;請表示出一個完整的注射成型過程。 答:塑料的注射成型又稱注射模塑,或簡稱注塑,是塑料制品成型的重要方法。目前注射制品約占塑料制品總量的30%。在工程塑料中有80%是采用注射成型。

    注射成型是間歇生產過程,除了很大的管、棒、板等型材不能用此法生產外,其他各種形狀、尺寸的塑料制品都可以用這種方法生產。它不但常用于樹脂的直接注射,也可用于復合材料、增強塑料及泡沫塑料的成型,也可同其他工藝結合起來,如與吹脹相互配合而組成

    注射—吹塑成型。

    塑料的注射成型是將粒狀成粉狀塑料加入到注射機的料筒,經加熱熔化呈流動狀態,然后在注射機的柱塞或移動螺桿快速而又連續的壓力下,從料簡前端的噴嘴中以很高的壓力和很快的速度注入到閉合的模具內。充滿模腔的熔體在受壓的情況下,經冷卻(熱塑性塑料)或加熱(熱固性塑料)固化后,開模得到與摸具型腔相應的制品。

    2.注射機按結構、外形和加工能力的差異,各分為那些類別?

    答:注射機的結構不同,塑料在料筒中的塑化方式也不同的分類方法進行劃分:(1)柱塞式注射機;(2)雙階柱塞式注射機;(3)螺桿預塑化柱塞式注射機;(4)移動螺桿式注射機。 按注射機外形特征分類:(1)立式注射機;(2)臥式注射機;(3)角式注射機。 按注射機的加工能力分類:反映注射機加工能力的主要參數是注射量和鎖模力。 3.注射機由哪幾部分構成;注射系統又由那些部分構成?

    答:柱塞式注射機和移動螺桿式注射機的作用原理大致相同,所不同的是前者用柱塞施加壓力,而后者則用螺桿,二者結構特點基本相同,都是由注射系統、鎖模系統、液壓系統及注射模具等幾部分組成。

    注射系統主要的加料裝置、料筒、螺桿(或柱塞及分流梭)、噴嘴等部件所組成。 4.請從加熱效率出發,分析柱塞式注射機上必須使用分流梭的原因 。

    答:分流梭裝在料筒前的中心部分,是兩端錐形的金屬圓錐體,形如魚雷,因此也叫魚雷頭。





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