聚合物成型机械习题及答案_2014

三、名词解释题（每题 2 分，共12 分）

1、挤出成型——是将物料送入加热的机筒与旋转着的螺杆之间进行固体物料的输送、熔融压缩、熔体均化，最后定量、定速和定压地通过机头口模而获得所需的挤出制品。

4、接触角——即辊筒断面中心线的水平线和物料在辊筒上接触点与辊筒断面圆心连线的交角，以 表示。

5、聚合物成型机械——所有能对高聚物原料进行加工和成型制品的机械设备。

6、螺杆的压缩比A ——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。

7、注射量——是指注射机在注射螺杆（或柱塞）作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。

8、锁模力——是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。

9、空循环时间——是指在没有塑化、注射保压、冷却与取出制品等动作的情况下，完成一次动作循环所需的时间。

11、吹胀比——吹胀后膜管的直径与环形口模直径之比。

12、牵伸比——牵引辊的牵引速度和机头口模处物料的挤出速度之比。

13、移模力——注射机合模系统在启、闭模时，对动模板的推动力。

14、胀模力——注射机在注射时，因模腔内熔料压力作用而产生的欲使模具撑开的力。

17、螺杆长径比——指螺杆工作部分长度L （螺杆上有螺纹部分长度，即由加料口后壁至螺纹末端之间的长度）与螺杆外径D 之比，用L/D表示。

21、渐变型螺杆——是指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡，是在一个较长的螺杆轴向距离内完

成的。

22、突变型螺杆——是指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡是在较短的螺杆轴向距离内完成的。

23、机头和口模——机头是口模与料筒的过渡连接部分，口模——是制品的成型部件。

24、共挤复合——是使用两台或两台以上的挤出机，共同使用一个模头，从而生产出多层的复合薄膜或片

材等的工艺方法。

27、“泵比”x ——挤出机的第二均化段螺槽深度h Ⅱ与第一均化段螺槽深度h Ⅰ之比。

28、注射压力——指注射时为了克服熔料流经喷嘴、浇道和模腔等处时的流动阻力，螺杆(或柱塞) 端面处

对熔料所必须施加的压力。

29、注射速率——是指在注射时单位时间内从喷嘴射出的熔料体积流率。

30、注射速度——是指螺杆或柱塞在注射时移动速度的计算值。

31、注射时间——是指螺杆或柱塞完成一次最大注射行程所用的最短时间。

32、合模装置——是为保证成型模具可靠闭紧、实现模具启闭动作及顶出制品的机械部件。

33、合模力——合模终结时，模板对模具形成的锁紧力。

35、变形力——在锁紧模具过程中，机构由于变形而产生的内力。

37、模板最大开距——表示注射机所能加工制品最大高度的特征参数，即指动模开启后，动模板与定模板之间包括调模行程在内所能达到的最大距离。

38、动模板行程——是指动模板能够移动的最大距离。

39、模具最大厚度与最小厚度(δmax 、δmin) ——是指动模板闭合后，达到规定合模力时，动模板与前定模板之间所达到的最大（或最小）距离。

40、空循环时间——是指在没有塑化、注射保压、冷却与取出制品等动作的情况下，完成一次动作循环所需的时间。

41、机械顶出——利用固定在后模板或其他非移动件上的顶杆，在开模过程中与移动件形成相对运动，从

而推动模具的顶板，使制品顶出的工艺过程。

42、气动顶出——是利用压缩空气，通过模具上的微小气孔，直接把制品从型腔内吹出的工艺过程。

43、压延成型——是将接近粘流温度的物料通过一系列相向旋转的平行辊筒的间隙，使其受到挤压和延展的作用，成为具有一定厚度和宽度的高聚物薄膜和片材制品的生产方法。

45、分离力——辊筒挤压延展物料时，对物料施加一个挤压力，而物料则对辊筒有一个反作用力，企图把

相近的两只辊筒分开的力。

四、简答题、简述题（下列5题可任作4 题。每题 7 分，共28分）

1、 简述塑料成型中，初混（预混）的目的。

答：初混（预混）的目的是通过一定加料顺序，将树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、填充剂、着色剂、偶联剂等组分充分混合，使增塑剂等液体添加剂充分地渗入树脂中，并保证各组分分散均匀。

2、简述聚合物成型机械的分类。

答：聚合物成型机械可分：（1）预处理机械；（2）独立成型机械；（3）组合成型机；（4）二次加工机械；（5）成型辅机等。

3、高速捏合机中的折流板起什么作用？

答：折流板的作用是进一步搅乱物料流态，使物料形成不规则运动，并在折流板附近形成很强的涡旋，更有利于物料分散均匀。

4、开炼机和密炼机各有什么优点？

答：开炼机：结构简单、操作和维护容易、加工适应性强、使用方便、价格低等；

密炼机：环保、节能、生产率高、工作安全性和混炼效果都更好。

6、开炼机的主要作用是什么？

答：开炼机的主要作用是将已配好的配料、捏合的物料的各组分料进行进一步的分散和混合塑化，由此制成塑料半成品（如压片）或者给压延机供料。

7、简述开炼机的正常工作条件。

答：开炼机正常工作需要具备两个条件：

第一个条件是根据辊筒与物料的受力平衡关系，引料入辊的必要条件是物料与辊筒的接触角α必须小于物料的摩擦角β，即α

第二个条件是辊筒间应有足够的速度梯度，这也是物料能在辊隙受挤压和剪切的重要条件。

8、密炼机的椭圆形转子从两棱做成四棱的主要目的是什么？

答：密炼机的椭圆形转子从两棱做成四棱的主要目的是为了提高转子刚性和增大转子与物料的接触面积，提高传热效果，另外，同样规格的四棱转子密炼机，四棱转子比二棱转子的体积缩小10％，这也就直接提高了密炼容量。

9、试述吹膜辅机冷却定型装置所必须满足的要求。

答：1）要有与挤出机生产能力相适应的冷却效率，使薄膜能充分冷却，避免薄膜在牵引和卷取过程中产生粘连和打褶的现象。

2）薄膜应能被均匀冷却，膜管稳定，且能对薄膜厚度进行调整。

3）为了适应多种幅宽薄膜的生产，其安装高度应能有一定的调节范围。

4）易于操作和调整，以保证薄膜的透明度、质量和物理力学性能良好。

10、反应型同向旋转双螺杆挤出机有哪些改进？

答：1）为了延长物料停留时间，长径比不断加大。

2）增加了螺槽深度。

3）设置大体积的排气口。

11、试述注射速率、注射速度、注射时间的定义，并用关系式表示它们三者之间的关系。

答：注射速率是指在注射时单位时间内从喷嘴射出的熔料体积流率；注射速度是指螺杆或柱塞在注射时移动速度的计算值；注射时间是指螺杆或柱塞完成一次最大注射行程所用的最短时间。三者之间的关系可用下式表示：

Q π2S πD 2

q 注=D ⋅=⋅V 注=理4τ注4τ注

14、简述挤出机多孔板及过滤网的作用。

答：多孔板及过滤网的作用是使料流由螺旋运动变为直线运动；阻止未熔融的粒子进入口模；滤去金属等杂质；提高熔体压力。多孔板还起支撑过滤网的作用。

15、试述机头和口模的作用。

答：1）使粘流态物料从螺旋运动变为平行直线运动，并稳定地导入口模而成型。

2）产生回压，使物料进一步均化，提高制品质量。

3）产生必要的成型压力，使挤出的聚合物材料制品结构密实、形状准确。

4）成型聚合物材料制品。

16、在排气挤出机的设计和生产能力的计算中，涉及到哪两个基本要求？

答：1）排气段的螺槽不应完全充满物料，这样才能使物料有发泡和脱气的空间及自由表面；

2）排气螺杆的第一和第二均化段的生产能力应相等，以保证排气和挤出稳定。

17、在排气挤出机中需要从原料中排出的气体有哪些？

答：需要从原料中排出的气体主要有：

1） 原料颗粒间夹带入的空气；

2）颗料或粉末内吸附的水分；

3）原料合成时剩余的单体、低沸点增塑剂、低分子挥发物及水分等。

18、排气挤出机的主要应用在哪些方面?

答：1）用于含水分、溶剂、单体的聚合物在不预热干燥的情况；

2）用于含各种助剂（防老剂、增塑剂等）的预混物的挤出，以除去低沸点组分并均匀混合；

3）用于夹带大量空气的疏松或絮状聚合物的挤出，并排去空气；

4）用于连续聚合或后处理。

19、挤板辅机中的主要部件三辊压光机有何作用?

答：三辊压光机的作用有三个：一是压光机头送来的板坯；二是对板坯实施冷却；三是可调整板材多点速度，以保证板材的平直，故起到一定的牵引作用。

20、试述硬聚氯乙烯料高速混合的步骤。

答：①在低速搅拌下向混合机中加入树脂；

②加完树脂，立即加入液体稳定剂，升高混合机的搅拌速度；

③在60℃下，加入加工助剂、冲击改性剂和着色剂；

④在75℃下加入润滑剂；

⑤在85℃下加入填充剂和二氧化钛；

⑥在90~110℃下，将物料放进冷却混合机，冷至35℃出料。

25、简述液压传动的优点。

答：与机械传动和电气传动相比，液压传动有以下优点：

（1）比功率大，输出相同功率，液压装置体积小、重量轻、结构紧凑。

（2）传动平稳，油液几乎不可压缩，且有吸振能力，依靠油液连续流动进行传动，故传动十分平稳，易实现快速起动、制动和频繁换向。

（3）易实现无级调速，调节油液流量，可实现大范围的无级调速，最大速比可达2000：1。

（4）易实现自动化 对油液流量、压力和流动方向易于进行调节和控制，再加上电气控制、电子控制或气动控制的配合，整个系统很易实现复杂的自动控制。

（5）易实现过载保护 液压缸和液压马达都能长期高速工作不会过热，且系统有许多安全保护措施，能自动防止过载。液压件能自行润滑，使用寿命长。

28、简述注射机喷嘴形式选择原则。

答：根据加工塑料的性能和成型制品的特点选择：1）熔融粘度高，热稳定性差的塑料：宜选用流道阻力小，剪切作用比较小的大口径直通式喷嘴；2）熔融粘度低的塑料：为防止“流涎”现象，宜选用带有加

热装置的自锁式或杠杆针阀式的喷嘴为好；3）形状复杂的薄壁制品：选用小孔径，射程远的喷嘴；4）厚壁制品：最好选用大孔径、补缩作用大的喷嘴。

29、简述注射机传动装置的作用及特点。

答：主要是供给螺杆在预塑时所需要的动力和速度。传动装置有如下特点：（1）螺杆预塑为间歇式，启动频繁并带有负载；（2）螺杆转动时为塑化供料，不影响制品成型。物料的塑化质量可通过“背压”调节，故对螺杆转速要求不严格。（3）传动装置放在注射架上，工作时随着注射架作往复移动，因此要求传动装置结构简单紧凑。

30、简述注射机液压马达传动的特点。

答：（1）油马达可在较大范围内实现无级调速。（2）一般为恒力矩传动。（3）启动力矩小，特性软，惯性小，对螺杆起保护作用。（4）结构简单紧凑，质量轻，体积小，尢其是低速大扭矩马达直接驱动螺杆更是如此。（5）当螺杆预塑时，注射成型周期正处在冷却定型阶段，油泵此时无负载，正好充分利用油泵的动力，减少能量消耗。

31、简述合模装置的作用、基本要求。

答：合模装置是保证成型模具可靠闭紧、实现模具启闭动作及顶出制品的部件。一个完善的合模装置，应满足在规定的注射量范围内，对力、速度、安装模具与取出制品所需的空间位置这三方面的基本要求，即：1）机构要有足够的合模力和系统刚性把模具锁紧，保证模具在熔料压力作用下，不产生开缝溢料。2）模板要有足够的安装模具的面积和启闭模具的行程以及模板间的开距，以适应不同外形尺寸制品的成型要求。3）移模速度是反映机器工作效率的参数。模板在启闭过程中，要求速度可变：即闭模时先快后慢，启模时慢—快—慢的变化过程。这样，既可使制品平稳顶出、模具安全运行、防止碰撞，又能提高注射机的循环次数。

32、简述注射机的结构和作用。

答：1）注射系统 其作用是使塑料受热、均匀塑化直到粘流态，并以足够的压力和速度将一定量的熔体注射入模具型腔中。

2）合模系统 其作用是固定模具，实现模具的启闭动作：在注塑时能可靠地锁紧塑模； 在脱模时能打开塑模取出制品。

3）液压传动系统 其作用为注射机实现塑化、注射、固化成型各个工艺过程的预定要求和动作程序提供动力；满足机器工作时的速度要求。

4）电器控制系统 其作用与液压传动系统相配合，正确无误地实现注射工艺过程要求的压力、温度、速度、时间和各程序动作。

33、简述柱塞式注射机的结构特点。

答：1）塑化均一性差，温度不均。提高料筒的塑化能力受到限制。2）结构简单，压力损失大，不适合热敏性塑料。3）不易提供稳定的工艺条件（主要包括：熔料温度、压力、注射速度、注射量）。4）清洗料筒困难。5）结构简单，注射量较小。

34、简述移动螺杆式注射机的工作原理。

答：该注射装置把塑料的塑化和注射分开进行。在注射前把已塑化好的一定量的熔料存放在料筒的前端，然后再由螺杆注射到模腔内。塑化部件和螺杆传动装置等安装在注射座上，注射座借助于注射座整体移动油缸沿注射座的导轨往复运动，喷嘴贴紧或远离模具。螺杆既能旋转又能作水平往复移动。螺杆旋转时起加料、塑化物料的作用。熔体向前移动，螺杆一边旋转一边缓慢往后退，直到螺杆前端熔料达到预定注射量时，计量装置撞击行程开关，使螺杆停止后退和旋转，为注射作好准备。注射时，螺杆向前推动，以一定速度和压力将塑化料注入模腔内，随后进行保压补料。保压结束后螺杆退回开始下一个循环。

35、简述移动螺杆式注射机的结构特点。

答：1）螺杆同时具有塑化和注射两个功能，螺杆设计复杂；2）塑料依靠螺杆的剪切和外加热共同作用，塑化均匀，但轴向温差大；3）塑化能力大；4）塑化速度快，均化好，扩大了成型塑料的范围（热塑性、热固性塑料均可）；5）压力损失小；6）结构复杂，增加了螺杆的传动系统及相应的液压电气系统等；

7）螺杆有刮料功能，减少了熔料的停滞与分解，可成型热敏性塑料；8）清理料筒方便。

36、简述吹塑过程的基本步骤。

答：（1）在挤出机或注射机中将原料熔融塑化；

（2）将熔体通过型坯机头或型坯注射模具成型为管状物或型坯；

（3）将中空型坯于吹塑模中熔封；

（4）将模内型坯吹胀成型；

（5）冷却吹塑制品；

（6）从模中取出制品；

（7）修理制品。

五、论述题（下列4 题可任作3 题。若每题都作，只评阅前3 题。每题10 分，共30分）

2、密炼机是怎样促使物料均匀混炼塑化的？

答:密炼机在工作时，混炼室中的物料受到来自以下三个方面的作用：

（1）椭圆转子与混炼室壁间的挤压、剪切和搅拌作用。

（2）两转子相对旋转给物料带来的捏合和撕拉作用。

（3）转子间的轴向捏炼与翻料作用。

综上所述，密炼机是利用上顶栓的施压、特殊形状转子和混炼室壁所形成的特殊运动变化，以及转子对物料产生的轴向力、加热及塑化等多种作用促使物料均匀混炼塑化的。

4、论述挤出量的调节方法。

答：目前主要有两种方法，一是改变螺杆转速，另一是改变机头挤出压力。提高螺杆转速会使进入挤出机的物料量增多，从而提高产量，但会改变机筒内物料的熔化、塑化区域的位置，从而改变挤出机传热条件与熔融模式。较高的螺杆转速会加强剪切作用，使熔体黏度更低，导致未融颗粒通过机头而出现挤出波动。改变机头背压可调节口模入口处的流动阻力，从而实现对挤出量的调节。

5、叙述柱塞式注射机和移动螺杆式注射机的工作特点及应用范围。

答：柱塞式注射机由一个料筒和一个圆柱形的柱塞及分流梭组成，柱塞可作水平往复移动，其行程和直径由公称注射量确定。利用柱塞将物料向前推进，通过分流梭而经喷嘴注入模具。物料在料筒内熔化，热量由电阻加热器供给，物料的塑化依靠导热和对流传热来完成。这类机制造及工艺操作都较简单，仍广泛用它来注射小型的制品。

移动螺杆式注射机是由一个料筒及一根螺杆组成。螺杆既能旋转又能作水平往复移动。螺杆在旋转时起加料、塑化物料的作用，熔体向前移动，螺杆在旋转的同时缓慢地往后退，直到加料和塑化完毕才停止后退和旋转。在注射时，螺杆向前移动，起注射柱塞的作用。塑料熔化所需的热量来自料筒的外加热以及螺杆、料筒与塑料之间的摩擦热。这种注射机结构严密，塑化率高，生产能力大，是目前注射成型加工中最常见的形式，可用于大中小型注射机上。

6、试述开炼机和密炼机的工作原理，并阐述各自的特点？

答：开炼机：两辊筒相对回转，物料与辊筒表面之间的摩擦和粘附作用，以及物料间的粘接作用被拉入两辊之间，受强烈剪切和挤压变成料片，由于两辊温度差异而包在一个辊上，重新返回两辊间，经多次反复剪切和挤压发热和辊简加热使物料软化达到辊合和塑化的目的。

特点：1）开炼机的容量受接触角和物料积量的限制。2）塑化效果取决于速度比和辊间距的大小。3）结构简单、适应性强、应用广泛、劳动强度大和劳动条件差。

密炼机：物料从加料斗加入密炼室后，加料门关闭，压料装置的上顶栓降落，对物料加压。物料在上顶栓压力及物料间摩擦力的作用下，被压入两个具有螺旋棱、有速比的、相对回转的两转子的间隙中。物料在转子与转子，转子与密炼室壁、上顶栓、下顶栓组成的密闭捏炼系统内，受到不断变化和反复进行的挤压、剪切、撕拉、搅拌、折卷和摩擦等强烈捏炼作用。使物料升温、软化或塑化，增加可塑度、配料分散均匀，达到塑炼或混炼的目的。

特点：混合过程密封性好，可减少添加剂的氧化和挥发，操作环境好，生产能力大，自动化程度高，可以是间歇式或连续式，但结构复杂，设备投资大。

7、普通螺杆在结构上分几段？各段的作用及分段的根据是什么？

答：普通螺杆一般分为三段：加料段、压缩段和均化段。各段的职能不同：加料段主要是输送物料；压缩段的作用是压实、塑化物料，排出气体；而均化段的作用则是进一步混合塑化物料，得到均匀塑化良好的熔体，并定温定量定压地挤出熔融物料。

各段的绝对长度本应该根据挤出理论逐一加以计算，但由于挤出影响因素非常复杂，加上同一根螺杆可能要加工多种物料，其工艺条件不容易事先确定等各种原因，所以实际上是根据经验来确定各段的相对长度（即各段占全长的百分比）。

8、与单螺杆挤出机相比，双螺杆挤出机有何特点？多应用在哪些场合？

答：双螺杆挤出机有以下特点：

①加料容易。可直接加入带状料、粉料及玻璃纤维这些具有很高或很低粘度，与金属表面有很宽摩擦系数的物料，输送效率高。根据工艺需要还可开设多个加料口，用于玻璃纤维、加工助剂等的加入。

②物料在料筒里停留时间短，特别适用于加工那些停留时间长就会凝聚或固化物料的着色和混料，如热固性粉末涂料的混合挤出。

③优异的排气性能。由于双螺杆啮合部分的有效混合，排气部分的自洁功能，使得物料在排气段能获得完全的表面更新所致。

④优异的混合、塑化效果。物料在料筒的运动更复杂，在纵向和横向同时受到挤压、剪切、置换，混合充分，热传递良好，熔融能力大，排气能力强，对物料温度控制良好等，因此混合、塑化效果更好。

⑤比功率消耗低。比单螺杆挤出机的功率消耗要低50%。

⑥其产量主要决定于加料量，其螺杆特性线较硬，产量对压力不敏感。

双螺杆挤出机可用于管材、异型材、板材等的加工成型；作为连续混合机，已广泛用来进行聚合物共混，填充和增强改性，反应挤出、聚合物着色、色母粒的制造等。

10、试述啮合型同向旋转双螺杆挤出机的工作原理。

答：啮合型同向旋转双螺杆挤出机在塑料工业中应用十分广泛，原理如下：

（1）物料自料斗经定量加料器加入机筒后，按照旋转方向，可从一根螺杆的螺槽经啮合区的间隙流入

另一根螺杆的螺槽，形成螺旋的“∞”形向前运动，于是，从加料口至机头存在着通道。

（2）在啮合处，螺纹和螺槽的速度相反，物料相对速度很大，承受很大的剪切，有利于混合，且能刮

去螺槽内的积料，故具有较好的混炼和自洁作用。

（3）由于啮合处两根螺杆的速度方向相反，因此能在上下啮合区形成平衡的压力，螺杆的轴承及机筒

承载均匀，故可以在高达300r/min以上的转速下工作。

（4）由于两根螺杆相互啮合，对物料输送有强制的推力，故螺槽内的物料可以不充满螺槽地向前输送。

（5）螺杆啮合处对物料的剪切过程使物料的表层得到不断的更新，具有很好的脱挥排气性能。

近年来，为了强化同向旋转双螺杆挤出机的混炼能力，在螺杆元件中采用了各种结构的混合

与剪切元件，使其混炼能力得到了更大的增强。

12、试述物料在排气式挤出机中所经历的历程。

答：1）物料在一阶螺杆中，经过压缩、加热、混合达到基本塑化状态，部分气体由于压缩而排出。

2）基本塑化的物料熔体自第一均化段进入排气段，由于排气段螺槽突然加深，排气口通真空泵，使物料压力突然降低，导致熔体中原受压缩的气体和汽化的挥发物释放出来与熔体形成气泡，在排气段螺杆的搅拌下气泡破裂，脱出的气体由排气口被真空泵抽走。

3）脱除气体的熔料继续通过第二压缩段和第二均化段，重新受压缩和进一步塑化，最后通过机头得到制品。

13、 试述挤出机的加热方法及其特点。

答：加热方式有三种：即热载体（过热水, 蒸汽和导热油）加热、电阻加热和电感应加热。

（1）热载体加热 其特点是加热均匀，温度容易控制，但达到的温度较低。

（2）电阻加热 其特点是加热温度范围大，操作和维修简单，环境清洁。

（3）电感应加热器 其特点是：

①由机筒直接加热物料，预热升温时间短（约7min ），径向温度梯度小。

②温度调节较电阻加热灵敏，温度稳定性好，对制品质量有利。

③比电阻加热器省电且寿命长。

④加热温度受感应线圈绝缘性能限制，对要求加热温度高的工程塑料不适合；另径向尺寸大，不适于大型挤出机。

14、液压式合模系统和液压-机械式合模系统各有何特点？

答：液压式合模系统的特点：

①在油缸已定的情况下，合模力仅同工作油的压力有关。要改变合模力，可直接通过调节工作油压力来实现，所以调整方便。当油压撤除后，合模力也随之消失。

②若油缸已定，移模速度仅取决于油泵的流量。在移模过程中，油流量不变，其移模速度不变。 ③动模板在油缸行程范围内的任意点，可停止并施压，故对不同厚度的模具适应性好。合模时模具和模板仅受活塞杆推力作用，受力均匀。工作平稳、可靠，操作方便。

④系统运行的零件可自润滑，磨擦小。

⑤液压系统管路多，其密封性直接影响合模力的稳定性和制品质量，管路阀件等的维修工作量较大。 液压-机械式合模系统的特点：

①增力作用：其锁模力大于合模油缸的推力十几倍至几十倍，即曲肘连杆在合模过程中起到一个力的放大作用。

②自锁作用。在模具锁紧后，整个合模系统具有自锁作用，这时即使把动力源撤掉，油压力为零，锁模力也不会随之消失。

③这种机构的运动特性很符合对合模系统的要求，即在模具启闭运动中是变速的，能满足高速低压开启模具和低速高压锁模的要求。

④这种机构连接点易磨损，调模比较困难，动、定模板间的开启距离受到限制。

15、评价螺杆质量有哪些标准？

答：（1）评价螺杆质量的标准主要有：

①塑化质量 一根螺杆必须能生产出合乎质量要求的制品。

② 产量 具有较高的塑化能力和挤出流率。

③单耗（每挤出1kg 物料所消耗的能量） 在保证塑化质量前提下，单耗越低的螺杆生产成本越低。 ④适应性 适应性强的螺杆，可以一机多用。

⑤容易加工 好的螺杆应易于加工制造，价格低。

16、设计螺杆时应综合考虑哪些因素？

答：设计螺杆时应综合考虑：

①物料特性及其加入时的几何形状、尺寸和温度。

②口模的几何形状和机头阻力特性。口模特性线要与螺杆特性线很好的匹配，才能获得满意的挤出效果。如均化段螺槽较浅的螺杆，宜配用高阻力机头；反之亦然。

③机筒的结构形式和加热冷却情况。

④螺杆转速 转速大，剪切速率高，物料熔融速率大

⑤挤出机的用途 是用来加工制品，或是混料、造粒或喂料。不同用途的螺杆，设计上有很大的不同。

18、试述挤出成型具有哪些突出的特点？

答：（1）生产过程连续：可成型任意长度的制品，生产过程可实现自动化，生产效率很高。

（2）适应性广：生产制品的种类多，只需要改变机头上口模的断面形状，便可制备聚合物各种管材、

棒材、片材、板材、薄膜、电缆、单丝、中空制品及各种异型材。

（3）范围广：可用于成型几乎全部热塑性及部分热固性聚合物材料。

（4）生产操作简单：工艺控制容易，产品质量较为稳定。

（5）设备成本低：投资少，见效快，主机可以用于多种用途。

21、简述塑料加工中混合与塑化的目的和方法。现欲生产聚氯乙烯硬管塑化料，请选择合适的混合设备和工艺方法，画出生产工艺流程，简述选择这些设备的理由。

答：塑料加工中混合与塑化的目的是将树脂及各种助剂在一定温度和挤压剪切、置换的作用下，熔融分散，驱出其中的水分和挥发物，使各组分的分散更趋均匀，得到具有一定可塑性的均匀物料，以便于成型加工。

其方法是先将树脂及各种助剂在初混设备中（如Z 型捏合机、高速混合机等）通过一定的加料顺序将物料进行简单初混合。然后将初混料加入密炼机或行星螺杆挤出机（或双螺杆挤出机）中进一步混合塑化，最后由机头口模挤出、经冷却水槽、牵引及切割装置得成品。

生产聚氯乙烯塑化料选用高速混合机和双螺杆挤出机配混料的挤出造粒工艺流程，见下图：

室壁及相互间碰撞、摩擦激烈，使团块破碎，物料温度升高的同时迅速地进行交叉混合，混合效率较高。

双螺杆挤出机是兼有连续混炼和挤出成型双重作用的加工设备，是目前用于高填充体系（如PVC 硬管料）极为高效的混合挤出设备。

23、简述热固性塑料（酚醛）注射机的特点。

答：①通常螺杆无进料段、压缩段、均化段的区别是等深等距无压缩比螺杆。这种螺杆对塑化物料不起压缩作用，只起输送作用，可防止因摩擦太大引起物料固化。螺杆的L/D为12～16。螺杆头部多为尖形，与PVC 所用螺杆头部相似。

②通常开式喷嘴孔口直径为2～2.5mm 。喷嘴要便于拆卸清理。

③料筒加热温度较低，温控精度要求高，温度波动控制在±1C 内，故多采用热水或导热油加热循环系统，其优点是温度均匀稳定，易自动控制。

④螺杆传动采用液压马达，以防止物料因固化而扭断螺杆。

⑤合模系统采用增压油缸来实现对快速开模和合模动作的控制，从而达到开小缝放气的目的。

⑥模具必须设置加热装置和温控系统，用电或蒸汽加热模具。模具表面硬度应达到HRC50，型腔要设置出气口，以利物料高压高速充模及在模内顺利地进行固化反应。

24 试论述高速混合机与搅料筒在结构、混合效果、使用性、生产成本方面的异同。

25 试论述在共混造粒过程中为何要使用均化罐，其结构、均化原理及使用注意事项为何？ o