2021年度聚合物流變學(xué)習(xí)題庫

1.一種紙杯裝滿水置于桌面上，用一發(fā)子彈從桌面下部射入杯子，并從杯子水中穿出，杯

子仍位于桌面不動。如果杯里裝是高聚物溶液，這次子彈把杯子打出8米遠(yuǎn)，解釋之。

答：低分子液體如水松弛時間是非常短，它比子彈穿過杯子時間還要短，因而雖然子彈穿過

水那一瞬間有黏性摩擦，但它局限性以帶走杯子。

高分子溶液松弛時間比水大幾種數(shù)量級，即聚合物分子鏈來不及響應(yīng)，因此子彈將它動量轉(zhuǎn)

換給這個“子彈—液體一杯子,,體系，從而子彈把杯子帶走了。

2.已知增塑PVCTg為338K,Tf為418K,流動活化能=8.31Vmr?r'

，433K時粘度為5Pa.s。求此增塑PVC在338K和473K時粘度各為多大？

答：在《一4+1°℃范疇內(nèi)，用WLF經(jīng)驗方程計算

皿級屋_]],。

log=-17.4433-33315

%51.6+(433-338)

:.%=10l2/>a-5

log%=log5+11.3015=120041g

8.31xio\

exp(z-------)

〃(473)=-^1^=0,8226

^EJRT3；一,8.31X103、

又由于473K>Tf,故用Arrhenius公式計算,〃='或々433)exp()

8.31x433

；.77(473)=5x0.8226=4.1Paes

3.溶液粘度隨著溫度升高而下降，高分子溶液特性粘數(shù)在不良溶劑中隨溫度升高而升高,

如何理解？

答：在常溫下，線團密度很大時，隨溫度升高，線團趨向松解，粘度增高。

在良溶劑中線團密度已經(jīng)很小，隨著溫度升高，線團密度變化不大，粘度減少。

4.為什么同一種高聚物分子量分布寬較分布窄易于擠出或注射成型？

分子量分布寬試樣粘度對切變速率更敏感，隨切變速率提高，粘度比窄分布試樣低。

5.為什么高分子熔體表觀粘度不大于其真實粘度？

6.不受外力作用時橡皮筋受熱伸長；在恒定外力作用下，受熱收縮，試用高彈性熱力學(xué)理

論解釋.

答：(1)不受外力作用，橡皮筋受熱伸長是由于正常熱膨脹現(xiàn)象，本質(zhì)是分子熱運動。

(2)恒定外力下，受熱收縮。分子鏈被伸長后傾向于收縮卷曲，加熱有助于分子運動，

從而利于收縮。其彈性重要是由婚變引起，1史=-fdl中,f=定值，因此，

dl^-Tds/f<0即收縮，并且隨T增長，收縮增長。

7、在橡膠下懸一祛碼，保持外界不變，升溫時會發(fā)生什么現(xiàn)象？

解：橡膠在張力（拉力）作用下產(chǎn)生形變，重要是烯變化，即蜷曲大分子鏈在張力作用下變

得伸展，構(gòu)象數(shù)減少。嫡減少是不穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)加熱時，有助于單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使之因構(gòu)象數(shù)

增長而卷曲，因此在保持外界不變時，升溫會發(fā)生回縮現(xiàn)象。

9.今有B-S-B型、S-B-S型及S-I-S型、I-S-I型四種嵌段共聚物，其中哪些可作熱塑性橡

膠，為什么?（B代表丁二烯，I代表異戊二烯）

答：只有S-B-S和S-I-S兩種嵌段共聚物可作熱塑性橡膠，別的兩種不行。由于S-B-S和S-I-S

軟段在中間，軟段兩端固定在玻璃態(tài)聚苯乙烯中，相稱于用化學(xué)鍵交聯(lián)橡膠，形成了對彈性

有貢獻有效鏈——網(wǎng)鏈。而B-S-B和I-S-I軟段在兩端，硬段在中間。軟段一端固定在玻璃

態(tài)聚苯乙烯中，相稱于橡膠鏈一端被固定在交聯(lián)點上，另一端是自由活動端鏈，而不是一種

交聯(lián)網(wǎng)。由于端鏈對彈性沒有貢獻，因此，這樣嵌段共聚物不能作橡膠使用.

10.按常識，溫度越高，橡皮越軟；而平衡高彈性特點之一卻是溫度愈高，高彈平衡模量越高。

這兩個事實有矛盾嗎？為什么？

答：按常識，溫度越高，橡皮越軟；而平衡高彈

性特點之一卻是溫度愈高，高彈平衡模量越高。這兩￡（t）啜

個事實不矛盾。

因素：1）E=3駕,7升高，高分子熱運動加

劇，分子鏈趨于卷曲構(gòu)象傾向更大，回縮力更大,

故高彈平衡模量越高；

2）實際形變?yōu)榉潜ж?fù)彈性形變，形變發(fā)展需要一定松弛時間，這個松弛過程在高溫時比較

快，而低溫時較慢，松弛時間較長，如圖。按常識觀測到溫度越高，橡皮越軟就發(fā)生在非平衡

態(tài),即t<to時。

11.為什么說實際橡膠彈性中帶粘性，高聚物粘性熔體中又帶彈性？列舉它們詳細(xì)體現(xiàn)。

如何減少橡膠粘性?在擠出成型中如何減小制品中彈性成分?

答：實際橡膠彈性中帶粘性因素：外力作用下分子鏈質(zhì)心發(fā)生位移，需克服內(nèi)摩擦力，

是不可逆形變。體現(xiàn)形式：蠕變、應(yīng)力松弛、滯后與內(nèi)耗。減少橡膠粘性：減少分子鏈質(zhì)心

位移，如引入剛性成分，適度交聯(lián)等。

高聚物粘性熔體帶彈性因素：分子鏈質(zhì)心遷移是通過鏈段協(xié)同運動實現(xiàn)，外力去除后，

通過鏈段運動不可避免要恢復(fù)一某些，體現(xiàn)出彈性。高聚物粘性熔體帶彈性體現(xiàn)：法向應(yīng)力

效應(yīng)、擠出物脹大、不穩(wěn)定流動等。減小成型制品中彈性成分：提高熔體溫度；減少擠出速

率；減少分子量，減小分子量分布；增長毛細(xì)管直徑，增長口模長徑比；將出口設(shè)計為流線

形等。

12.為什么高聚物玻璃比小分子玻璃韌性好？闡明雙軸拉伸定向有機玻璃與普通非定向有機

玻璃在模量、強度、韌性上重要差別并解釋因素。

答：雙軸拉伸定向有機玻璃在取向為），方向上模量、強度提高，韌性也提高，而在垂直于

取向方向上模量和強度比非定向有機玻璃減小。（2分）

解釋因素：

1）取向后，高分子鏈沿取向方向排列，原子間以化學(xué)鍵結(jié)合為主，而未取向方向上原子

間以范德華力為主；

2）材料在拉伸取向過程中，能通過鏈段運動，使局部高應(yīng)力區(qū)。

發(fā)生應(yīng)力松弛，使材料內(nèi)應(yīng)力分布均化，這也是取向后強度

提高因素之一。（可不答）：i：

3）取向?qū)η姸扔绊戇h(yuǎn)低于對斷裂強度影響。因而，當(dāng)材料w；Te,~

斷裂強度隨取向限度提高時，材料脆化溫度下降（如圖）.未

拉伸普通有機玻璃7；在室溫附近，而雙軸拉伸定向有機玻璃7；低于室溫。拉伸度足

夠高時，刀,可下降到-40℃。因而，在常溫下，雙軸拉伸定向有機玻璃處在不脆區(qū)，

不但強度比普通有機玻璃高，并且韌性也好得多。

13.如果把高分子材料在熔點或玻璃化如下進行退火解決，其蠕變速度有何變化?為什么?

14.聚合物在玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域浮現(xiàn)一種內(nèi)耗峰，為什么?

15.何謂高彈形變和逼迫高彈形變?有何異同？浮現(xiàn)逼迫高彈形變條件是什么？

16.能否說“溫度愈高，蠕變速率和應(yīng)力松弛速率愈快”？

17.高聚物應(yīng)力松馳現(xiàn)象，就是隨著時間延長，應(yīng)力逐漸衰減到零現(xiàn)象。該說法對的否？

18.試述聚合物分子量對流動活化能和熔體切粘度影響。流動活化能與熔體切粘度溫度敏感性

之間有什么關(guān)系？如何求聚合物流動活化能。

19.在塑料擠出成型中，如發(fā)現(xiàn)制品浮現(xiàn)竹節(jié)形、鯊魚皮一類缺陷，在工藝上應(yīng)采用什么辦法

消除此類缺陷。

20.若在室溫下（25℃）對橡皮筋（輕度交聯(lián)橡膠）施加一恰當(dāng)重物，試用曲線和公式表白其形

變隨時間變化；今若提高實驗時溫度（35℃）進行同樣實驗，其形變隨時間變化會有何不同，

解釋之

21.在樓板上安裝振動裝置時，若樓板與機座間安放橡皮樓板振動大大削弱或完全消失，為

什么？

22.已知聚甲基丙烯酸甲酯應(yīng)力松弛模量E（t）-T曲線如題5-3圖所示，畫出圖中由▲批示狀態(tài)

下應(yīng)力-應(yīng)變行為（其他測試條件同）。

為了減少高分子熔體粘度，

對于剛性料：增長螺桿轉(zhuǎn)速和柱塞壓力（X）

提高體系溫度（）

對于柔性料：提高料筒溫度（X）

提高螺桿轉(zhuǎn)速和柱塞壓力（）

第一章習(xí)題

1.什么是流變學(xué)（Rheology）?

流變學(xué)是力學(xué)一種分支，它重要研究材料在外界作用下（應(yīng)力、應(yīng)變、溫度、電場、磁場、

輻射等）流動和變形一門科學(xué)。

2.流變性實質(zhì)——“固-液兩相性”，“粘彈性”并存。

3.聚合物流變學(xué)——研究高分子液體，重要指高分子熔體與高分子溶液，在流動狀態(tài)下非

線性粘彈行為，以及這種行為與材料構(gòu)造及其他物理、化學(xué)性質(zhì)關(guān)系。

4.軟物質(zhì)（Softmatter）也稱軟凝聚態(tài)物質(zhì)（Softcondensedmatter）,是處在固體和抱負(fù)流體之

間一類凝聚態(tài)物質(zhì)，普通由大分子或基團構(gòu)成，如液晶、聚合物、膠體、生物膜、泡沫、顆

粒物質(zhì)、兩親分子等，此類物質(zhì)相對于弱外界影響（如施加給物質(zhì)瞬間或薄弱刺激），能作

出相稱明顯響應(yīng)和變化。

5.流變學(xué)研究對象：軟物質(zhì)；聚合物流變學(xué)研究對象：高分子溶液、高分子熔體、聚合物

基復(fù)合體系。

軟物質(zhì)：弱力引起大變化

6.聚合物流變學(xué)研窕辦法：構(gòu)造流變學(xué)、加工流變學(xué)（唯象性流變學(xué)）、實驗流變學(xué)

7.聚合物流變特點：多樣性、高彈性、時間依賴性：

8.聚合物重要流變行為：粘性流動、類橡膠彈性、胡克彈性、粘彈性、塑性形變和斷裂特

性

9.聚合物構(gòu)造特點

?①高分子鏈?zhǔn)綐?gòu)造：由很大數(shù)目（103-105）構(gòu)造單元構(gòu)成。

?②高分子鏈柔順性：鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生非常多構(gòu)象，使主鏈彎曲而具備柔性。

?③高分子構(gòu)造多分散性，不均一性。

?④凝聚態(tài)構(gòu)造復(fù)雜；晶態(tài)（球晶、串晶、單晶、伸直鏈晶）、非晶態(tài)、液晶態(tài)構(gòu)造、

取向態(tài)構(gòu)造等。

第三章線性粘性與非線性粘性習(xí)題

一、基本概念

1.流體、層流、湍流、牛頓流體、非牛頓流體、賓漢塑性體、假塑性流體、表觀粘度、觸

變體、流凝體、

1、非牛頓流體；牛頓流體；粘流溫度

2、表觀粘度；無窮大剪切粘度；零切粘度

3、熔融指數(shù)；門尼粘度；塞律定律

4、觸變體；流凝體

5、拉伸粘度；動態(tài)粘度

6、巴拉斯效應(yīng)；韋森堡效應(yīng)；熔體破裂現(xiàn)象；擠出物脹大比；擠出物脹大現(xiàn)象

二、判斷題

1.粘流溫度與外力大小和外力作用時間關(guān)于（Y）

2.聚合物分子量大小對其玻璃化溫度影響不大。Y

3.分子量增長，Tf增大。Y

4.對Bingham塑性體，當(dāng)切應(yīng)力不大于屈服應(yīng)力時，其形變行為類似于虎克彈性體.Y

5.凡觸變體均可視為剪切變稀假塑性體，但假塑性體未必為觸變體；同樣，凡震凝體均可

視為剪切變碉脹流體，但脹流性體未必為震凝體。

選取與填空題：

1,隨分子量增長,Tf和E變化趨勢（）

a,Tf增長，E基本不變；b,Tf增長，E增長；

c,Tf基本不變；E基本不變

2、聚合物成型加工中，要減小柔性高分子表觀粘度,?需提高剪切速率；而要減小剛性鏈高分

子表觀粘度，?則提高溫度更為有效（）

3、高聚物粘流活化能越高，其（）

a.分子間作用力越小b.分子鏈越柔順

C.分子鏈越剛硬或者分子間作用力越大

4、隨分子量增長，Tf和AEn變化趨勢

a、Tf增長,AEq基本不變;b、Tf增長，AEr）增長；

c、Tf基本不變，AE1］基本不變。

5、高聚物粘流活化能越高，其（）

a、分子間作用力越?。籦、分子鏈越柔順

6、下列聚合物中，熔體粘度對溫度最敏感是（）。

A、PEB、PPC、PCD、PIB

7、聚合物粘流活化能普通與（）關(guān)于。

A、溫度B、切應(yīng)力C、切變速率D、高分子柔順性

8、下列四種聚合物中，粘流活化能最大為（）。

A、高密度聚乙烯，B、順丁橡膠，C、聚二甲基硅氧烷，D、聚苯乙烯

9、對于同一種聚合物，在相似條件下，流動性越好，熔融指數(shù)MI越（）。

A、身、B、低、

10、假塑性流體粘度隨應(yīng)變速率增大而，用基律方程表達時，n—1。

11、聚合物熔體彈性響應(yīng)涉及,與o

12、對于相似分子量，不同分子量分布聚合物流體，在低剪切速率下，分子量分布粘

度高，在高剪切速率下，分子量分布粘度高。

13、普通聚合物熔體屬于非牛頓流體中（）型流體，其流動行為可以用（）公式描述，式

中門值（）。

14、加工聚碳酸酯時，可以采用（）有效辦法來改進其加工流動性。

15、非牛頓流體重要類型有（）、（）和（）。

16、高聚物熔體彈性流變效應(yīng)重要反映在（）、（）和（）三個方面。

四、簡答題

1、高分子熔體流動特點

2、影響聚合物熔體流動性因素有哪些

4、試從非晶態(tài)高聚物自由體積與粘度關(guān)系推導(dǎo)WLF方程

5、隨著剪切速率增長，聚合物熔體粘度會浮現(xiàn)如何變化。

6、推導(dǎo)出基律流體粘度和剪切速度關(guān)系式，闡明基律公式和實際高聚物性質(zhì)差別

7、毛細(xì)管流變儀測定高分子流變性需考慮哪兩種修正？簡要闡明修正辦法？

8、簡要闡明同類高聚物分子量和分子量分布對聚合物流動性能影響。

9、什么叫剪切速率，它對聚合物熔體粘度影響如何？

10、如何才干在成型加工中有效地調(diào)節(jié)聚碳酸酯和聚甲醛流動性?為什么？

II、分別畫出牛頓流體和假塑性流體流動曲線和流變曲線并加以簡樸闡明。

12、熔體破裂后會浮現(xiàn)哪些現(xiàn)象

13,高聚物熔體彈性流變效應(yīng)均有哪些？

14>討論Tg、△Er)、rp與分子量關(guān)系。

15,簡述假塑性流體和脹塑性流體表觀粘度與剪切速率之間關(guān)系，并用理論加以解釋。

16,為什么同一種高聚物分子量分布寬較分布窄易于擠出或注射成型？

17、有兩種具備相似化學(xué)構(gòu)成，近似相似密度和相似分子量聚合物，其中一種是線形，另一

種是短支鏈形，則此兩種聚合物logn-logMw關(guān)系圖，定性表達如何？?并指出其纏結(jié)分子

量不同。

18、解釋下列粘性流動曲線

(1)下圖是零切粘度01。)與分子量(Mw)關(guān)系log”。一logMw曲線在切變速率丫2〉yl條件

下，于B點提成BC和BD兩段，試闡明曲線上AB、BC和BD各段曲線趨勢及其因素。

圖6-2切變速率對k>gr|。--logMw曲線影響.

19、下圖(a)(b)分別表達分子量大小(?MDM2)和分子量分布寬度指數(shù)(dDd2)不同,對表觀

粘度Oia)和切變速度yl依賴性，解釋浮現(xiàn)上述曲線因素.

圖6-3分子量對流動曲線影響圖6-4分子分布對流動曲線影響

20、熔體粘度隨聚合物分子量增大而增大，但當(dāng)分子量超過臨界值時，粘度與分子量關(guān)系由

logq=l.5-2.01ogM+A變?yōu)閘ogr]=3.41ogM+A?

21、隨著剪切速率增長，大多數(shù)高分子熔體流動曲線會經(jīng)歷三個區(qū)域即第一牛頓區(qū)、假塑性

區(qū)、第二牛頓區(qū).

22、高聚物熔體流動是通過鏈段協(xié)同作用來實現(xiàn)。

23、氯化聚酸和聚碳酸酯在加工中為了改進其加工流動性，各應(yīng)選用何種加工條件更為有效,

為什么？

24、聚碳酸酯熔體粘度受剪切速率影響較小，而聚甲醛熔體粘度受剪切速率影響較大。

25、聚合物熔體擠出模口后，發(fā)生擠出物脹大現(xiàn)象

26、從纏結(jié)理論出發(fā)，分析高聚物熔體和溶液普適流動曲線

27、如下為幾種流體流動曲線，判斷其各屬哪種類型流體，畫出高分子熔體流動曲線

（logr）-Logy）,并用作圖法求出其r）0r]ar|8

28、與小分子相比，高聚物熔體流動具備哪些特點，試用分子運動論討論。

29、討論影響高聚物粘流溫度重要因素

30、減少柔性鏈（POM）,剛性鏈（PC）熔體粘度應(yīng)當(dāng)采用什么辦法？

31、1）闡明鏈構(gòu)造對粘度影響2）闡明溫度對不同構(gòu)造聚合物粘度影響。

32、為什么滌綸用熔融紡絲，而睛綸用濕法紡絲？

16、溶液粘度隨著溫度升高而下降，高分子溶液特性粘數(shù)在不良溶劑中隨溫度升高而升高，

如何理解？

五、計算題

1、畫出牛頓流體，假塑性流體，賓漢流體流動曲線，?并寫出相應(yīng)函數(shù)表達式。

2、什么叫非牛頓流體和假塑性流體?既有高密度聚乙烯，聚碳酸酯，等規(guī)聚丙烯和聚甲基丙

烯酸甲酯四種高聚物，試指出哪些高聚物溶體粘度對溫度敏感性大，哪些高聚物熔體粘度對

剪切速率敏感性大?為什么?

基本某些

1、簡述引起熔體破碎重要因素。

熔體破裂是液體不穩(wěn)定流動一種現(xiàn)象。產(chǎn)生熔體破裂因素重要是熔體中彈性回答所引起。

熔體在管道中流動時剪切速率分布不均勻性使熔體中彈性能不均勻分布。當(dāng)熔體中產(chǎn)生

彈性應(yīng)力一旦增長到與滯流動阻力相稱時，粘滯阻力就不能再平衡彈性應(yīng)力作用，而彈性效

應(yīng)所致熔體流速在某一位置上瞬時增大形成“彈性湍流”，即“應(yīng)力破碎”現(xiàn)象。在園管中，如

果產(chǎn)生彈性湍流不穩(wěn)定點沿著管周邊移動，則擠出物將呈螺旋狀，如果不穩(wěn)定點在整個圓周

上產(chǎn)生，就得到竹節(jié)狀粗糙擠出物。

產(chǎn)生不穩(wěn)定流動和熔體破裂現(xiàn)象另一種因素是熔體剪切歷史波動引起。即剪切應(yīng)力不同，

熔體所產(chǎn)生彈性效應(yīng)不同，從而使其彈性回答產(chǎn)生差別，形成熔體破裂。

2、將聚丙烯絲抽伸至相似伸長比，分別用冰水或90℃熱水冷卻后，再分別加熱到90C二

個聚丙烯絲試樣，哪種絲收縮率高，為什么？

用冰水聚丙烯絲收縮率高，由于冰水冷卻時，冰水溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于聚丙烯最佳結(jié)晶溫度，

此時，聚丙烯絲構(gòu)造更多保持了其紡絲過程中分子取向狀態(tài)，而用90℃熱水冷卻時，聚丙

烯分子具備較為充分解取向時間，當(dāng)聚丙烯絲再次分別加熱到90℃時，前者才進行較高限

度解取向，體現(xiàn)出較高收縮率。

3、簡述高聚物熔體流動特點。

由于高聚物大分子長鏈構(gòu)造和纏繞，聚合物熔體、溶液和懸浮體流動行為遠(yuǎn)比傷分子液

體復(fù)雜。在遼闊剪切速率范疇內(nèi)，此類液體流動時剪切力和剪切速率不再成比例關(guān)系，液體

粘度也不是一種常此因而聚合物液體流變行為不服從牛頓流動定律。即非牛頓型流動。

4、舉例闡明高聚物熔體粘彈性行為體現(xiàn)。

聚合物流動過程最常用彈性行為是端末效應(yīng)和不穩(wěn)定流動。

端末效應(yīng)涉及入口效應(yīng)和?？谂蚧?yīng)（離模膨脹）即巴拉斯效應(yīng)。

不穩(wěn)定流動即可由于熔體彈性回答差別產(chǎn)生熔體破碎現(xiàn)象。

5、闡明鏈構(gòu)造對高聚物粘度影響。

聚合物構(gòu)造因素即鏈構(gòu)型和鏈極性、分子量、分子量分布以及聚合物構(gòu)成等對聚合物液

體粘度有明顯影。

聚合物鏈柔性愈大.纏結(jié)點眾多，鏈解纏和滑移愈困難，聚合物流動時非牛頓性愈強。

鏈剛硬性增長和分子間吸引力愈大時，熔體粘度對溫度敏感性增長，提高此類聚合物加工溫

度有助于增大流動性。

聚合物分子中支鏈構(gòu)造存在對粘度也有影響，尤以長支鏈對熔體粘度影內(nèi)最大，聚合

物分子中長支鏈可增長與其鄰近分子纏結(jié)，因而長支鏈對熔體成溶液流動性影響比短支鏈重

要。

聚合物分子量增大，不同鏈段偶爾位移互相抵消機會愈多，分子鏈重心移動慢，要完

畢流動過程就需要更長時間和更多能量，因此聚合物粘度隨分子量增長而增大。

熔體粘度也與分子量分布關(guān)于。普通在平均分子量相似時，熔體粘度隨分子量分布增

寬而迅速下降，其流動行為體現(xiàn)出更多非牛頓性。

6、闡明溫度對不同構(gòu)造高聚物粘度影響。

溫度是物質(zhì)分子運動能力體現(xiàn)。溫度越高，物質(zhì)運動能力越高，體現(xiàn)出其可變形性

越好，即流動性好。當(dāng)聚合物鏈柔性大，其自身分子運動在常規(guī)溫度范疇內(nèi)，運動能力較高,

體現(xiàn)出對溫度敏感性較低，而鏈剛硬性增長和分子間吸引力愈大時，分子運動能力在常規(guī)溫

度范疇內(nèi)較差，從而顯現(xiàn)熔體粘度對溫度敏感性增長，提高此類聚合物加工溫度有助于增大

流動性。

圖2-7寬剪切速率他國聚合物熔體的曲線Q)和沁劭曲線6)

I和1-1■忸流動區(qū)，井牛頓流動區(qū),X-表示熔體破農(nóng)

7、在遼闊剪切速率范疇內(nèi)，聚合物流體剪切應(yīng)力與剪切速率之間關(guān)系會浮現(xiàn)如何變化?

8、聚合物熔體在剪切流動過程中有哪些彈性體現(xiàn)形式?在塑料成型過程中可采用哪些辦法

以減少彈性體現(xiàn)對制品質(zhì)量不良影響？

聚合物流動過程最常用彈性行為是端末效應(yīng)和不穩(wěn)定流動。

提高溫度，減少剪切應(yīng)力，增長高溫下流動時間，均化塑料構(gòu)造，減少其流動非牛頓性。

9、聚合物很低導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴散系數(shù)對塑料成型加工有哪些不利影響？

聚合物很低導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴散系數(shù)在加工中重要是影響塑料制品中溫度分布不均勻性，

從而導(dǎo)致制品構(gòu)造非均勻性。另一方面，減少制品生產(chǎn)效率。

12、試畫出擠出成型時，制品取向度分布圖。

H、取向度對注塑制品力學(xué)性能有何影響？

非品聚合物取向后，沿應(yīng)力作用方向取向分子鏈大大提高了取向方向力學(xué)強度，但垂

直于取向方向力學(xué)強度則因承受應(yīng)力是分子間次價鍵而明顯減少。團此拉伸取向非品聚合物

沿拉伸方向拉伸強度，斷裂伸長率和沖擊強度均隨取向度提高而增大。

取向結(jié)晶聚合物力學(xué)強度重要由連接晶片伸直鏈段所貢獻,其強度隨伸直錢段增長而增

大，晶片間伸直鏈段存在還使結(jié)晶聚合物具備韌性和彈性。普通，隨取向度提高，材料密度

和強度都相應(yīng)提高，而伸長率則逐漸減少。

13.分子量對高聚物"、77、〃、（流動活化能）、%（表觀粘度）、氣（斷裂強度）、

蠕變、應(yīng)力松弛、溶解度等影響如何？在全書中不斷地浮現(xiàn)“臨界分子量”這一術(shù)語，其物理意

義是什么？

14.分別以線性座標(biāo)和雙對數(shù)座標(biāo)畫出牛頓流體、賓哈流體、假塑性流體和膨脹性流體流動曲

線（即T-y和logr-log?曲線）以及它們?yōu)?力曲線。

15.橡膠、纖維、塑料三大合成材料對分子量規(guī)定有什么不同？就塑料而言，對注塑級、擠

出級和吹塑級（中空制品）分子量有什么不同規(guī)定？

16.試依照所學(xué)高物基本知識，分析減少注塑制品中彈性成分辦法。

17.在塑料擠出成型中，如發(fā)現(xiàn)制品浮現(xiàn)竹節(jié)形、鯊魚皮一類缺陷，在工藝上應(yīng)采用什么辦法消

除此類缺陷。

18.注射成型中，高聚物熔體經(jīng)歷與否是純剪切流動？為什么？

19.擠出脹大比與擠出工藝條件和口模長徑比有什么關(guān)系？

20.測定熔體切粘度慣用辦法有哪些？各辦法合用于什么粘度范疇和切變速率范疇？寫出各辦

法中實測量和計算切粘度公式。

21.測得某高聚物熔體熔融指數(shù)為0.4。已知熔融指數(shù)儀活塞截面積為1cm2,測試中所用毛細(xì)管

長度為1cm,直徑為0.1cm；設(shè)熔體密度為約1g/c/。試計算該熔體在流過毛細(xì)管時管壁處

切變速率為、切應(yīng)力幺以及該熔體表觀粘度〃（忽視各種校正）。當(dāng)祛碼重量改為21.6

公斤時，測得這種高聚物熔體熔融指數(shù)為8,問該高聚物熔體是牛頓流體還是非牛頓流體。

22.試述聚合物分子量對流動活化能和熔體切粘度影響。流動活化能與熔體切粘度溫度敏感性

之間有什么關(guān)系？如何求聚合物流動活化能。

23.澆口在底部注射成型薄壁塑料杯很容易以如題6-7圖所示方式開裂，試分析其因素。

24.為什么高分子熔體表觀粘度不大于其真實粘度？

25.闡明假塑性流體剪切變稀因素

第四章線性彈性與非線性彈性習(xí)題

一、基本概念：

1、應(yīng)變；應(yīng)力；模量；泊松比

2、高彈性；粘彈性；嫡彈性；能彈性；儲能函數(shù)

3、線性粘彈性；非線性粘彈性；

二、問答：

1、不受外力作用，橡皮筋受熱伸長；在恒定外力作用下，受熱收縮，試用高彈性熱力學(xué)理

論解釋

解：（1）不受外力作用，橡皮筋受熱伸長是由于正常熱膨脹現(xiàn)象，本質(zhì)是分子熱運動。

（2）恒定外力下，受熱收縮。分子鏈被伸長后傾向于收縮卷曲，加熱有助于分子運動,

Tds=-fdl

從而利于收縮。其彈性重要是由燧變引起,中，f=定值,

因此，力=一丁"http://<°

即收縮，并且隨T增長，收縮增長。

2、在橡膠下懸一袪碼，保持外界不變，升溫時會發(fā)生什么現(xiàn)象？

解：橡膠在張力(拉力)作用下產(chǎn)生形變，重要是嫡變化，即蜷曲大分子鏈在張力作用下變

得伸展，構(gòu)象數(shù)減少。嫡減少是不穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)加熱時，有助于單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使之因構(gòu)象數(shù)

增長而卷曲，因此在保持外界不變時，升溫會發(fā)生回縮現(xiàn)象。

1.如果加一重物于交聯(lián)橡皮筋，保持恒定張力，當(dāng)加熱該橡膠時，重物位置如何變化？

()

A.升高B減少C不變

2.關(guān)于橡膠高彈性描述對的是()?

A彈性模量低B形變量較小C伸長時放熱

D回縮時放熱

3.產(chǎn)生高彈性分子構(gòu)造特性是()?

A分子鏈具備一定柔性

B分子之間具備強烈互相作用

C分子鏈之間化學(xué)鍵連接D常溫下可以結(jié)晶

E相對分子質(zhì)量足夠大

4.對抱負(fù)彈性描述對的是()?

A.形變產(chǎn)生不需要時間；B形變是緩慢恢復(fù);C應(yīng)力與應(yīng)變成正比；D彈簧具備抱

負(fù)彈性；

E形變量總是很大.

3、聚合物高彈性體當(dāng)前哪些方面

4、試用分子運動觀點解釋聚合物高彈性

5、橡膠彈性理論發(fā)展經(jīng)歷了哪些階段，并闡述其要點

6、試述橡膠彈性熱力學(xué)分析依照和所得成果物理意義

7、交聯(lián)橡膠彈性記錄理論依照是什么？它得出交聯(lián)橡膠狀態(tài)方程告訴了咱們什么？這個理

論存在哪些缺陷。

8、由橡膠彈性熱力學(xué)和狀態(tài)方程解釋下列問題

(1)?掛有一種固定重量物體己拉伸橡皮帶，當(dāng)溫度升高時其長度減小.

(2)?己被溶劑溶脹了橡膠試樣更符合抱負(fù)橡膠理論方程

(3)高聯(lián)限度不同同一橡膠品種，它們模量、拉伸強度、斷裂伸長率不相似

9,不受應(yīng)力作用橡皮筋，當(dāng)受熱時伸長，被一負(fù)荷拉長橡皮筋，受熱時縮短(負(fù)荷不變化

時)試加以解釋。

10、一種橡皮運送帶，在動行中有一定伸長，若在保持其伸長率不變狀況下，如下哪一種條

件中使橡皮帶使用壽命長些

⑴在0℃或5℃使用(該橡膠Tg=-50℃)

(2)米用同品種低交聯(lián)度和高交聯(lián)度制品

11、用自由能、燧和內(nèi)能來闡明橡膠和金屬彈性行為.

12.試述各向同性彈性材料楊氏模量、剪切模量、體積模量與泊松比之間互有關(guān)系。

13.與普通金屬彈性相比，高聚物高彈性有哪些特點？試從高彈性熱力學(xué)本質(zhì)與分子運動機理

解釋這些特點。

第五章聚合物粘彈性習(xí)題

一、基本概念

1.靜態(tài)粘彈現(xiàn)象；動態(tài)粘彈現(xiàn)象

2.滯后與內(nèi)耗；蠕變；應(yīng)力松弛

3.Bolzmann疊加原理、時溫等效原理

二、分析判斷

1、從分子運動觀點分析，下列高聚物中抗蠕變能力最強是（）

a.聚碉b.聚四氟乙烯c.聚氯乙烯

2、當(dāng)?？陂L徑比較大時，高聚物熔體擠出膨大現(xiàn)象重要因素是（）

a.剪切速率越過某一極限值

b.熔體自身彈性流變效應(yīng)

c.入口處流體收斂，產(chǎn)生拉伸彈性形變

3、從彈簧和粘壺串聯(lián)Maxwell力學(xué)模型可以導(dǎo)出（）

a.￡（t）=eooe-t/r

b.￡（t）=￡oo（l-e-t/x）

c.a（t）=o（0）e-t/x

4、高聚物應(yīng)力松馳現(xiàn)象，就是隨著時間延長，應(yīng)力逐漸衰減到零現(xiàn)象，該說法（）

a,對的b,不對的

5、形變過程中，橡膠材料泊松比（）

a,等于0.5b,不大于0.5c,近似于0.5

6、尋常生活中，發(fā)現(xiàn)松緊帶越用越松，其因素（）

a,松緊帶是高分子材料，在使用過程中產(chǎn)生了玻璃化轉(zhuǎn)變

b,松緊帶是高分子材料，在使用過程中產(chǎn)生了時間-溫度等效現(xiàn)象

c,松緊帶是高分子材料，在使用過程中產(chǎn)生了力學(xué)損耗

d,松緊帶是高分子材料，在使用過程中產(chǎn)生了應(yīng)力松馳現(xiàn)象

7、聚合物材料在動態(tài)實驗中，當(dāng)中檔頻率（3=l/a）時，儲存模量（E，）和損耗模量（E”）

均隨頻率迅速增大，并且均通過一極大值（）

8、運用聚合物材料減振降噪原理,是高分子材料在動態(tài)載荷下可以產(chǎn)生力學(xué)損耗，即可將振

動能變成熱能（）

9、同一聚合物隨結(jié)晶度增長，其動態(tài)粘彈譜中E"峰向高溫方向移動，tan6峰高度也隨之增

大（）

10、高聚物應(yīng)力松馳現(xiàn)象，就是隨時間延長，應(yīng)力逐漸衰減到零現(xiàn)

象（）

三、填空與選?。?/p>

1、高分子量在高切變速率下，聚合物Baras?效應(yīng)公式（）

2、Maxwell模型重要用于描述（）。

3、抱負(fù)彈簧與Kelvin模型串聯(lián)構(gòu)成三元件模型可以較好地描述（）。

4、四元件模型可以較好地模述（）。

5.關(guān)于聚合物蠕變現(xiàn)象，對的是（）？

A.蠕變是不能回答；B外力去除后，交聯(lián)聚合物蠕變過程可以完全回答；C高溫下

蠕變不明顯；D外力很大蠕變不明顯.

6.關(guān)于應(yīng)力松弛現(xiàn)象描述對的是（）？

A交聯(lián)聚合物應(yīng)力可以松弛到0；B線形聚合物應(yīng)力可以松弛到0：C聚合物剛性越

大，應(yīng)力松弛越慢；

D溫度低于Tg時，應(yīng)力松弛很慢.

7.關(guān)于滯后現(xiàn)象描述對的是（）？

A剛性聚合物滯后現(xiàn)象比柔性聚合物明顯；B頻率越高，滯后現(xiàn)象越明顯；C滯后

現(xiàn)象隨頻率變化浮現(xiàn)極大值；D在Tg附近滯后現(xiàn)象嚴(yán)重.

8.關(guān)于WLF方程，說法對的為（）。

A、嚴(yán)格理論推導(dǎo)公式B、Tg參照溫度，幾乎對所有聚合物普遍合用C、溫

度范疇為Tg?Tg+100℃

D、WLF方程是時溫等效原理數(shù)學(xué)表達式

9.Maxwell模型可以用來模仿（）。

A線形聚合物蠕變行為；B交聯(lián)聚合物蠕變行為

C線形聚合物應(yīng)力松弛行為；D交聯(lián)聚合物應(yīng)力松弛行為

10.Kelvin模型可以用來模仿（）。

A線形聚合物蠕變行為；B交聯(lián)聚合物蠕變行為

C線形聚合物應(yīng)力松弛行為；D交聯(lián)聚合物應(yīng)力松弛行為

四、簡答題

1、依照高分子鏈構(gòu)造，判斷下列聚合物內(nèi)耗大小并排列成序，

順丁橡膠、丁苯橡膠、丁月青橡膠、丁基橡膠

2、用分子運動觀點解釋聚合物蠕變現(xiàn)象

3、在樓板上安裝振動裝置時，若樓板與機座間安放橡皮樓板振動大大削弱或完全消失，為

什么？

4、高聚物應(yīng)力松馳現(xiàn)象，就是隨著時間延長，應(yīng)力逐漸衰減到零現(xiàn)象。該說法對的否？

5、運用Maxwell模型解釋線型聚合物力學(xué)松馳現(xiàn)象

6、基本粘彈性力學(xué)模型有串聯(lián)與并聯(lián)之分，串聯(lián)模型用來描述高聚物蠕變行為，并聯(lián)模型

用來描述高聚物應(yīng)力松馳現(xiàn)象。以上說法對的否？

7、如果把高分子材料在熔點或玻璃化如下進行退火解決，其蠕變速度有何變化?為什么？

8、聚合物在玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域浮現(xiàn)一種內(nèi)耗峰，為什么？

9、簡要描述高聚物粘彈性兩種理論，各自優(yōu)缺陷為什么?你以為當(dāng)前發(fā)展方向是什么？

10,試討論影響高聚物粘彈性重要因素

11,被恒定應(yīng)力拉長橡皮筋在受熱時長度縮短，為什么？

12,試從熱力學(xué)第一、第二定律導(dǎo)出橡膠彈性回答力表達式，并討論橡膠形變基本特性.

13,請用四元件模型討論線形高聚物蠕變過程.

14,解釋（1）塑料在交變外力作用下比在靜態(tài)下耐熱，而橡膠在靜態(tài)外力作用下比在動態(tài)

下耐寒；（2）、天然橡膠拉伸時放熱，回縮時吸熱。

五、闡述題

1、請選取恰當(dāng)模型推導(dǎo)應(yīng)力松馳過程中應(yīng)力與時間關(guān)系

2、請用四元件模型討論蠕變過程

4、請選用恰當(dāng)模型討論應(yīng)力松馳過程

5、選取恰當(dāng)力學(xué)模型畫出相應(yīng)蠕變曲線，并寫出其數(shù)學(xué)表達式

6、試述橡膠彈性與普彈性相比有哪些特點

7、在橡膠應(yīng)力一應(yīng)變曲線中浮現(xiàn)滯后現(xiàn)象,試闡明（1）相應(yīng)于同一應(yīng)力，回縮時形變值不

不大于拉伸形變值因素（2）闡明拉伸曲線回縮曲線所包圍面積物理意義（3）舉例闡明內(nèi)

耗在實際中應(yīng)用，并闡明內(nèi)耗大小與作用力頻率互有關(guān)系及其在研究工作是意義。

8、若在室溫下（25℃）對橡皮筋（輕度交聯(lián)橡膠）施加一恰當(dāng)重物，試用曲線和公式表白其形變

隨時間變化；今若提高實驗時溫度（35℃）進行同樣實驗，其形變隨時間變化會有何不同，解

釋之

9、橡膠硫化后，其構(gòu)造和哪些性能發(fā)生了重要變化?發(fā)生了什么樣變化？

10、對抱負(fù)彈性體（彈性模量為E）,抱負(fù)粘流體（粘性系數(shù)為n）,Kelvin模型在t=0時加上一

定應(yīng)變速度K,試寫出應(yīng)力隨時間t變化關(guān)系式，并用圖形表達之。

11、298K時PS剪切模量為1.25x109N?m-2,泊松比為0.35,求其拉伸模量（E）和體積模

量（B）是多少？并比較三種模量數(shù)值大小。

12、PMMATg=105℃,問它在155℃時應(yīng)力松馳速度比125℃時快多少倍？

13.如何從線形非晶態(tài)高聚物蠕變曲線求高聚物粘度？12分別用線性座標(biāo)和雙對數(shù)座標(biāo)畫出線

形非晶態(tài)高聚物和交聯(lián)高聚物應(yīng)力松弛曲線示意圖。

14.能否說“溫度愈高，蠕變速率和應(yīng)力松弛速率愈快”？

15.試畫出1）無規(guī)立構(gòu)聚甲基丙烯酸甲酯，2）聚乙烯,3）硫化乙丙橡膠,4）固化環(huán)氧樹脂,5）SBS

熱塑彈體，6）用順丁橡膠共混改性聚苯乙烯塑料動態(tài)力學(xué)性能-溫度譜（示意圖），標(biāo)出特性溫

度。當(dāng)測試頻增長時，曲線如何變化？

16.畫出題16中所列各高聚物動態(tài)力學(xué)性能-頻率譜（示意圖）。當(dāng)測試溫度變化時，曲線如何變

化？如何用動態(tài)力學(xué)法測定鏈段運動最可幾松弛時間？

17.如何用1天至數(shù)天時間內(nèi)實驗預(yù)測材料后蠕變量?

第六章聚合物流變斷裂

一、基本概念

1、韌性破壞；脆性破壞；脆化溫度

2、逼迫高彈形變；冷流；細(xì)頸

3、銀紋；屈服；銀紋屈服；剪切屈服

4、拉伸強度；抗彎強度；彎曲模量；沖擊強度；硬度

5、應(yīng)變誘發(fā)塑料一橡膠轉(zhuǎn)變

6、應(yīng)變軟化現(xiàn)象；應(yīng)變變硬化現(xiàn)象

8、銀紋；裂縫；應(yīng)力集中

二、分析判斷

1、在6-￡曲線實驗中，在相似溫度下，隨著拉伸速度增長，大多數(shù)聚合物楊氏模量、屈服

應(yīng)力及斷裂強度均增大。（）

2、在0-8曲線測試中，在同樣拉伸速度下，隨著溫度增長，大多數(shù)聚合物楊氏模量、屈服

應(yīng)力及斷裂強度均下降（）

3、下列高聚物中，拉伸強度最高是（）

a,低密度聚乙烯b,聚苯酸c,聚甲醛

4、非晶態(tài)聚合物作為塑料使用最佳溫度區(qū)間為（）

a,Tb---Tgb,Tg---Tfc,Tg如下

5、甲乙兩種聚合物材料應(yīng)力一應(yīng)變曲線如圖所示，其力學(xué)性能類型和聚合物實例分別為（）

a,甲聚合物:硬而強,硬聚氯乙稀;乙聚合物:軟而韌，聚異戊二稀

b,甲聚合物:硬而脆,聚甲基丙稀酸甲酯;乙聚合物:軟而弱，聚丁二稀

c,甲聚合物:硬而強，固化酚醛樹酯;乙聚合物:軟而韌,?聚合物凝膠

d,甲聚合物:硬而脆,硬聚氯乙稀;乙聚合物:軟而弱,聚酰胺

三、填空題

1、恰當(dāng)溫度區(qū)間，聚合物都會浮現(xiàn)冷拉現(xiàn)象，其中非晶態(tài)聚合物冷拉溫度區(qū)間為（）。

2、材料強弱用物理量（）來衡量；韌脆用物理量（）來衡量，硬軟用物理量（）來衡量。

3、由應(yīng)力一應(yīng)變曲線可知，材料破壞有兩種方式，即（）和（）。

4、提高高分子材料拉伸強度有效途徑為（）。

A、增塑，B、取向，C、加入碳酸鈣

5、在高分子材料拉伸實驗中，提高拉伸速率時，則（）。

A、cB升高、￡B減少，B、?B減少、出升高，

C、?B升高、￡B升高，D、?B減少、出減少

四、簡答題

1、玻璃態(tài)高聚物可以產(chǎn)生逼迫高彈性機理為什么

2、在何種狀況下高聚物呈脆性

3、從高分子鏈構(gòu)造角度有何原則能減少脆點

4、試討論如下三種不同類型聚合物應(yīng)力一一應(yīng)變曲線差別和特性

（1）低Tg非晶態(tài)聚合物

（2）高Tg結(jié)晶聚合物

（3）低硫化度橡膠

5、同樣材料，長度相等兩根試樣，一根截面積為正方形，邊長為D另一根截面積為圓形，

直徑為D如果都被兩端支起，中間加荷W問哪根彎曲得歷害些，其撓度比是多少？

6、材料軟硬，強弱和脆韌在材料力學(xué)上用什么參數(shù)來描述。

7、與金屬和陶瓷材料相比聚合物材料具備哪些新特點。

8、高分子材料理論強度與實際強度相差很大，請分析一下因素

9、無論粉狀填料或纖維狀填料，在使用都需表面活化，為什么？

10、高抗沖聚苯烯與普通聚苯乙烯相比有什么新特點？

11、提高拉伸速率，高聚物屈服應(yīng)力和拉伸強度都相應(yīng)提高，為什么？

13、簡述高聚物增韌幾種途徑和機理，并以抗沖擊聚苯乙烯為例加以討論。

15、試闡明高聚物實際抗張強度遠(yuǎn)低于其理論抗張強度因素，并以聚乙烯為例，指出提高聚

乙烯抗張強度辦法。

16、何謂高彈形變和逼迫高彈形變?有何異同？

17、如何用物理辦法提高聚苯乙烯抗沖擊強度，詳細(xì)闡明并用應(yīng)力--應(yīng)變曲線闡明之

18、晶態(tài)，非晶態(tài)高聚物冷拉曲線有何不同？

19、提高拉伸速率，高聚物屈服應(yīng)力和拉伸限度都相應(yīng)提高

五、闡述題

1、提高拉伸速率，高聚物屈服應(yīng)力和拉伸限度都相應(yīng)提高

2、試述典型纖維材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線特性

3、畫圖并簡樸解釋，同一種高聚物在不同溫度下拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線

4、從分子運動理論分析非晶態(tài)高聚物典型應(yīng)力-應(yīng)變曲線

5、高聚物理論強度與實際強度相差巨大，試分析其因素。

6、HIPS沖擊強度較PS提高諸多，試從理論上分析其因素。

7、試從聚合物構(gòu)造分析

（1）非晶態(tài)聚合物有逼迫高彈性

（2）結(jié)晶聚合物冷拉

（3）共聚物應(yīng)變誘發(fā)塑料一橡膠轉(zhuǎn)變，指出其異同點。

8、指出改進高分子材料下列力學(xué)性能重要途徑

（1）提高構(gòu)造材料抗蠕變性能

（2）減少橡膠材料滯后損失

（3）提高材料抗張強度

（4）提高材料抗沖擊強度

9、試證明當(dāng)形變較小而各向同性材料，在形變先后體積近似不變時，其泊松比為=1/2并指

出各種模量極限值.

10已知聚甲基丙烯酸甲酯應(yīng)力松弛模量E(t)-T曲線如題5-3圖所示，畫出圖中由▲批示狀態(tài)下

應(yīng)力-應(yīng)變行為(其他測試條件同)。

11.如何從工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線求材料模量、屈服強度和斷裂強度？應(yīng)力-應(yīng)變曲線與橫座標(biāo)所包

圍面積物理意義是什么？

12.如何從真應(yīng)力-應(yīng)變曲線上求屈服點？冷拉過程三個基本階段是什么？非晶態(tài)高聚物和某些

結(jié)晶高聚物在什么溫度范疇內(nèi)可以進行冷拉？它們冷拉本質(zhì)有無差別？

13.什么叫逼迫高彈性？材料浮現(xiàn)逼迫高彈性條件是什么？

14.為什么高聚物玻璃比小分子玻璃韌性好？為什么雙軸拉伸定向有機玻璃韌性又比普通有機

玻璃好？

15.有3種高聚物”如題5-9表所示，試預(yù)計當(dāng)把它們分別冷卻到各自”