高分子材料成型加工课后思考题答案.pdf

高分子材料是指由高分子化合物以及可能添加的其他物质所组成的材料，它们通常用于制造塑料、橡胶和纤维等产品。高分子材料成型加工是一个涉及高分子化合物和添加剂的工程技术，通过特定的成型加工工艺获得具有实用性的材料或制品。这一过程包括了从高分子原材料的选择、制备，到成型和加工，最终生产出满足特定性能要求的产品。高分子材料的工程特征体现在其结构的特殊性，以及成型加工方法的多样性。由于高分子材料的性能很大程度上取决于材料本身的属性以及成型加工过程中的附加性质，这就要求不同的加工方法和工艺条件要与高分子材料的性能要求相匹配。 通用塑料指的是产量大、用途广、成型性好、价格较低的塑料，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）和聚苯乙烯（PS）。这些材料主要用于日常生活中的一次性产品和包装材料。与之相对的工程塑料，其拉伸强度、冲击强度和长期耐热温度等性能指标较高，可用来替代金属做结构件，具有良好的刚性和稳定性，如聚酰胺（PA，又称尼龙）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）和聚甲醛（POM）。 热塑性塑料是指在加热时变软，冷却时硬化的塑料，这一过程是可逆的，因此可以反复加热和冷却。典型的热塑性塑料包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）等。热固性塑料在第一次加热时可以软化流动，但加热到一定温度后，会发生化学反应固化成硬质结构，这使得热固性塑料成型后不耐再次加热，如酚醛塑料、脲醛塑料、三聚氰胺甲醛塑料等。 聚合物的结晶是指高分子材料的有序排列，形成晶体结构。而取向则指高分子链或晶粒等结构单元按择优方向排列，导致材料性能呈现各向异性。研究结晶和取向对高分子材料的加工非常重要，因为它们可以大幅度改变材料的性能，比如通过控制取向提高材料的模量和强度。 高分子材料的熔融加工温度范围与其耐热性紧密相关。晶态聚合物的熔融加工温度范围介于熔点（Tm）和热分解温度（Td）之间，而非晶态聚合物介于熔融温度（Tf）和Td之间。结晶度是指结晶聚合物中结晶部分占总体的百分比，结晶度的提高可以增加材料的密度、熔点、拉伸强度和硬度，但会降低材料的伸长率和冲击韧性。二次结晶和后结晶是聚合物加工过程中的现象，指的是在成型之后材料继续结晶并逐步完善。 在高分子材料中添加其他物质（添加剂）的目的是为了改善材料的成型加工性能、提高制品的使用性能或赋予某些特殊功能，同时也可以降低产品成本。添加剂主要分为工艺性添加剂和功能性添加剂两大类。工艺性添加剂如润滑剂、填充剂、塑化剂等，用于改善材料的加工性能；功能性添加剂如阻燃剂、热稳定剂、抗氧化剂等，用于提高材料的特定性能。热稳定剂能够防止材料在加工或使用过程中因受热而降解或交联，其中有机锡类和复合稳定剂等可应用于食品和医用包装材料中。