高分子材料应用复习资料

一、差别化纤维、功能纤维和高性能纤维的定义1差别化纤维(Differentialfiber)：对常规化纤进行物理或化学改性，赋予某些特性，使性状上获得一定程度改善的纤维。2功能纤维（functionalfiber）：满足某种特殊要求和用途的纤维，即纤维具有特定的物理和化学性质。3高性能纤维（HPF）：主要指高强、高模、耐高温和耐化学作用纤维，是高承载能力和高耐久性的功能纤维。二、纤维的熔融纺丝、干法纺丝、湿法纺丝和干—湿法纺丝。（一）、熔融纺丝（1）定义：将高聚物加热到熔点以上，使其熔融成较稳定的粘性流动的纺丝熔体，然后由喷丝头喷出熔体细流，再冷凝而成纤维的方法。如涤纶、锦纶、丙纶、乙纶的纺丝。（2）特点：纺丝速度高，一般1000～2000m/min，干净，成本低，截面一般为圆形。（3）优势及条件：纺丝速度高UDY1300m/minPOY3200~3500m/minFOY6000~7000m/min工艺过程简单、无污染、容易建立数学模型基本条件：T分解T熔点或T流动（4）过程：切片在螺杆挤出机中熔融、连续聚合制成的直纺熔体→纺丝箱中的各个纺丝部位→纺丝泵（计量泵）→纺丝组件（喷丝头组件）→熔体细流→冷却成形→上油→初生纤维。（二）、溶液纺丝（1）定义：用适当的溶剂将高聚物溶解成具有一定粘度的纺丝液，经喷丝头喷出细流，在液态凝固介质中凝固或者因溶剂受热蒸发，而使高聚物凝结成纤维的方法。分为湿法纺丝和干法纺丝。如粘胶纤维、醋酯纤维、腈纶、氯纶、维纶的纺丝。（2）要求高聚物：熔融温度分解温度，即T分解T熔点1湿法纺丝（wetspinning）：将高聚物在溶剂中配成纺丝溶液，经喷丝头喷出细流，在液态凝固介质中凝固形成纤维。速度低，一般为18～380m/min，污染严重、加工成本高，丝的截面多为非圆形，有皮芯结构干法纺丝示意图（纺丝溶液经混合、过滤和脱泡等纺前准备后，送至纺丝机，通过纺丝泵计量，经烛形滤器、鹅颈管进入喷丝头，从喷丝头毛细孔中挤出的溶液细流进入凝固浴，溶液细流中的溶剂向凝固浴扩散，浴中的凝固剂向细流内部扩散，细流中溶剂达到临界浓度时，聚合物在凝固浴中析出而形成初生纤维。）2干法纺丝（dryspinning)凝固介质为气相介质，经喷丝形成的细流因溶剂受热蒸发，而使高聚物凝结成纤维。多用于制作溶液纺丝的长丝。（干法纺丝时从喷丝头毛细孔中挤出的纺丝溶液不进入凝固浴，而进入纺丝甬道。通过甬道中热空气的作用，使溶液细流中的溶剂快速挥发，并被热空气流带走。溶液细流在逐渐脱去溶剂的同时发生浓缩和固化，并在卷绕张力的作用下伸长变细而成为初生纤维。）3干—湿法纺丝将干法纺丝与湿法纺丝的特点结合起来的化学纤维纺丝方法，又称干喷-湿纺，简称干湿纺。纺丝原液从喷丝头压出后先经过一段空间，然后进入凝固浴。三、纤维的后加工工序及其作用1、上油：赋予纤维平滑、柔软的手感，改善纤维的抗静电性。2、拉伸：使大分子取向排列，提高纤维的强度，降低断裂伸长率，提高耐磨性和疲劳强度。3、卷曲：使纤维具有与天然纤维相似的皱褶表面，增加短纤维与棉、羊毛混纺时的抱合力。4、热定型：消除纤维的内应力，提高纤维的尺寸稳定性，降低纤维的沸水收缩率，改善纤维的使用性能。5、切断：以适应纺织加工的要求。6、加捻：使丝条的两个截面产生相对回转，对短纤维来说，加捻可以提高纱线的强度。而长丝，加捻除了可以提高纱线的强度，又可产生某种效应。四、塑料的加工成型、定义、方法1塑料：以树脂（合成树脂或者天然树脂）为主要成分，加入适量的添加剂（增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等），在一定温度和、压力下塑化成形，并在常温下能保持既定形状的有机高分子材料。2塑料成型加工定义：将塑料原料加工成塑料制品的工艺过程。3主要的成型方法：①注射成型：又称注塑成型，在加压下，将物料由加热料筒经过主流道、分流道、浇口，注入闭合模具型腔的模塑方法。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料。②挤出成型：又称挤塑成型，挤出成型是使高分子材料的熔体在挤出机的螺杆挤压作用下，通过具有一定形状的口模而连续成型的过程。特别是可以生产连续性的塑料制品，以加工绝大多数热塑性塑料和少数热固性塑料。③压缩成型：又称压制成型。把上下模安装在压力机的上下模板之间，将塑料原料直接加入型腔内，将模具闭合，塑料在受热受压下充满型腔，固化定型后得到塑料制件。④压注成型：又称传递成型，它是将塑料粒料装入模具的加料室内，在加热、受压下熔融的塑料通过模具加料室底部的浇注系统充满型腔，然后固化成型。是热固性塑料的主要成型方法之一。⑤固相成型：使塑料在熔融温度下成型，在成型过程没有明显的流动状态,多用于塑料板材的二次成型加工，如真空成型、压缩空气成型和压力成型等，原多用于薄壁制件成型。⑥吹塑成型：用压缩空气使进入型腔的型坯膨胀形成中空制品的方法。PE、PVC、PP、PS、PET、PC、PA等是最理想的吹塑材料，目前以PE、PET使用最广。其它成型：压延成型、浇铸成型、滚塑成型、泡沫成型等五、橡胶制备过程的工序及其内容（如硫化等等）橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料，橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。1.塑炼工艺：生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法，使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态的过程。塑炼的目的是降低它的弹性，增加可塑性，并获得适当的流动性。2混炼工艺：混炼是指在炼胶机上将各种配合剂均匀的混到生胶种的过程。混炼的质量是对胶料的进一步加工和成品的质量有着决定性的影响。3压延工艺：压延是将混炼胶在压延机上制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程，它包括压片、贴合、压型和纺织物挂胶等作业。4压出工艺：压出工艺是通过压出机机筒筒壁和螺杆件的作用，使胶料达到挤压和初步造型的目的，压出工艺也成为挤出工艺。5注射工艺：橡胶注射成型工艺是一种把胶料直接从机筒注入模性硫化的生产方法。包括喂料、塑化、注射、保压、硫化、出模等几个过程。6硫化工艺：在橡胶制品生产过程中，硫化是最后一道加工工序。硫化是胶料在一定条件下，橡胶大分子由线型结构转变为网状结构的交联过程。7压铸工艺：压铸法又称为传递模法或移模法。这种方法是将胶料装在压铸机的塞筒内，在加压下降胶料铸入模腔硫化。8其他工艺：橡胶制品的生产工艺还有浸渍法、涂刮法、喷涂法、蕉塑法等。六．涂料1定义：涂料是指涂布于物体表面，在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装潢、标志或其他特殊功能的材料。2生产步骤（4个）及其内涵：预分散、研磨分散、调漆、净化包装。（1）预分散：将颜料在一定设备中先与部分漆料混合，以制得属于颜料色浆半成品的拌合色浆，同时利于后续研磨；（2）研磨分散：将预分散后的拌合色浆通过研磨分散设备进行充分分散，得到颜料色浆；（3）调漆：向研磨的颜料色浆加入余下的基料、其他助剂及溶剂，必要时进行调色，达到色漆质量要求；（4）净化包装：通过过滤设备除去各种杂质和大颗粒，包装制得成品涂料。涂料生产的主要设备有分散设备、研磨设备、调漆设备、过滤设备、输送设备等。七、粘合剂1定义：填充于两个物体之间能将其连接在一起并具有足够强度的一类物质，称为粘合剂，简称胶。胶粘剂通常是一种混合料，由基料、固化剂、填料、增韧剂、稀释剂以及其他辅料配合而成。2成分及其内涵（1）基料：亦称粘料，主要成膜物质，是胶层的骨架，构成胶粘剂的主要成分。常用的基料有天然聚合物、合成聚合物和无机化合物三大类。（2）固化剂：亦称硬化剂，可使胶粘剂中单体或低聚物转化成高聚物的物质，使粘接具有一定的机械强度和稳定性。（3）稀释剂：是一种能降低胶粘剂粘度的易流动的液体，为提高胶粘剂的浸透润湿能力、胶液的流平性以及粘接强度而方便施工加入的溶剂。如烃类，酮类，酯类，卤烃类，醇醚类及强极性的砜类和酰胺类。稀释剂：（4）增韧剂：提高胶粘剂的柔韧性，改善胶层抗冲击性的物质。增韧剂是一种单官能团或多官能团的物质，能与胶料反应，成为固化体系的一部分结构。（5）填充剂（填料）：可改变胶层性能，降低胶粘剂成本，基本上不与基料反应的一类物质。填料能增加其粘接强度、硬度、耐热性及尺寸稳定性，降低固化收缩率和线膨胀系数。有些特定填料还能赋予胶层导电性、导热性等特定性能。常用的有金属粉末、金属氧化物、矿物粉末和纤维。（6）偶联剂：是一种既能与被粘材料表面发生化学反应形成化学键，又能与胶粘剂反应提高胶接接头界面结合的一类配合剂。可增加胶层与胶接表面抗脱落和抗剥离，提高接头的耐环境性能。（7）触变剂：利用触变反应，使胶液静态时有较大的粘度，从而防止胶液流失的一类配合剂，常用的触变剂是白炭黑。（8）增塑剂：是能够增进固化体系的物质，能提高弹性和改进耐寒性。多用于环氧型和橡胶型胶粘剂中。（9）其他助剂：如热稳定剂，光稳定剂，抗氧剂，分散剂，络合剂等。