高分子材料加工工艺学习题答案

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1、第二章聚酯纤维1、切片干燥的目的是什么？为何要分段进行？ß1除去水分湿切片含水率0.4～0.5％，干燥后0.01%（常规纺）或0.003～0.005％（高速纺）　不良影响高温酯键水解→聚合度↓→纺丝难水分汽化→气泡→纺丝断头ß2提高切片含水的均匀性→纤维质量均匀ß3提高结晶度及软化点（无定形）→防止环结阻料结晶度↗25～30％；软化点70～80℃↗＞210℃切片中的水分由两部分组成（1）非结合水粘附在切片表面干燥时容易除去（2）结合水与PET分子上的羰基及少量端羟基等以氢键结合，干燥时较难除去。

2、√2、简述螺杆挤出机的工作原理与作用？螺杆挤出机的作用是把固体高聚物熔融后以匀质、恒定的温度和稳定的压力输出高聚物熔体。原理：物料从加料口进到螺杆的螺槽中，由于螺杆的转动，把切片推向前进。切片不断吸收加热装置供给的热能；另一方面因切片与切片、切片与螺杆及套筒的摩擦以及液层之间的剪切作用，而由一部分机械能转化为热能，切片在前进过程中温度升高而逐渐熔化成熔体。熔化过程聚合物在温度、压力、粘度和形态等方面发生变化，由固态(玻璃态)转变为高弹态，随温度的进一步提高，出现塑性流动，成为粘流体(粘流态)。粘

3、流态的聚合物经螺杆的推进和螺杆出口的阻力作用，以一定的压力向熔体管道输送。3、何谓环结阻料？采用哪些措施避免？若预热段温度过高，切片在到达压缩段就过早熔化，是原来固体颗粒间的空隙消失，熔化后的熔体由于在螺槽等深的的预热段无法压缩，从而失去了往前推进的能力，造成“环结阻料”。措施：预热段套筒保持合适的温度。√4、纺丝箱有哪些作用？进行熔体保温和温度控制，一般采用4～6位（即一根螺杆所供给的位数）合用一个矩形载热体加热箱进行集中保温。5、复合纺丝组件与普通组件的区别有哪些？复合纺丝组件由多块分配板组

4、合而成的复合纺丝组件，聚酯与其它种类的成纤高聚物熔体分别通过各自的熔体管道，在组件中的适当部位汇合从同一喷丝孔喷出成为一根纤维。6、有几种冷却吹风方式？使用在什么场合？侧吹风和环形吹风长丝孔数少，采用单向横吹风。短纤宜采用环形横吹风。√7、高速纺丝与常规纺丝的工艺区别是什么？其产品性能有何不同？工艺：§切片质量要求：含水率0.005％以下，不允许含有直径大于6微米的杂质或二氧化钛凝聚粒子。§纺丝温度和压力：比常规纺约高5～10℃，一般为290～300℃。纺丝温度需根据切片粘度、熔点、含水率及纺丝

5、压力进行调整。§冷却吹风条件：冷却吹风速度需提高，一般选择0.3～0.4m/s，吹风温度为20℃。§卷绕速度：选择防止发生取向诱导结晶作用的范围内高速纺纤维的结构与性能§（一）强度纺速提高，强度增大，伸长减少。纺速达到6000m/min时出现极限值。§（二）延伸度纺速提高，延伸度减小，屈服应力升高，自然拉伸比降低。§（三）热性能纺速不同，热性能也不同。§（四）密度和沸水收缩率不同纺速下，纤维的密度和沸水收缩率不同。8、螺杆各区的温度是如何选择与控制的？预热段温度：为了保证螺杆的正常运转，在预热段

6、内的切片不应过早的熔化，但同时又要使切片在到达压缩段是温度应达到聚合物的熔融温度，因此预热段套筒壁必须保持一个合适的温度。预热温度过高造成环结阻料。压缩段温度：切片在该区内要吸收熔融热并提高熔体温度，故该区温度可适当高一些，根据经验：T=+(27~33)。计量段温度：切片进一步完全熔化使其保持一定的熔体温度和粘度，t=285℃9、预取向丝POY的高取向度、低结晶结构是如何形成的？此结构的形成是由于纺丝速度的提高，出喷丝头后的熔体细流受到高拉伸应力和较大的冷却温度梯度的作用，发生快速形变所致。√1

7、0、为什么说聚酯纤维后加工的拉伸倍数应选择在自然拉伸比和最大拉伸比之间？若拉伸倍数小于自然拉伸倍数，则被拉伸纤维中的细颈尚未扩展到整个纤维，必然包括很多的未拉伸丝，这样的纤维没有实用价值而当拉伸倍数达到最大拉伸倍数时，纤维就要断裂。11、纤维后加工的作用是什么？ß纤维后加工有如下作用：ß（1）拉伸：使纤维大分子取向，并规整排列，提高纤维强度，降低伸长率。ß（2）热处理：使大分子在热作用下，消除拉伸时产生的内应力，降低纤维的收缩率，提高纤维的结晶度。ß（3）特殊加工：如将纤维卷曲或变形，加捻等，以

8、提高纤维的摩擦系数、弹性、柔软性、蓬松性，或使纤维具有特殊的用途及纺织加工性能。12、简述并画出聚酯短纤维的后加工工艺流程？ß（一）工艺流程ß纤维物理机械性能不同，有普通型和高强低伸型，后加工流程和设备均有差异。高强低伸型采用该流程，普通型不必进行紧张热定型。ß短纤维典型的后加工工艺流程。集束架→六辊导丝机→一道七辊→油剂浴加热器→二道七辊→过热蒸汽加热器→三道七辊→紧张热定型→油冷却槽→四道七辊→重叠架→二辊牵引机→卷曲机→输送机→切断机→打包机√13、制备假捻变形丝的原理是什么？ß假捻变形纱