聚合物流变学复习题参考答案2

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恒定(达最低值), 称牛顿极限粘度h¥, , 又类似牛顿流体行为。

12. 解释为什么高速行驶中的汽车内胎易爆破.

解:汽车高速行驶时,作用力频率很高,Tg上升,从而使橡胶的Tg接近或高于室温。内胎处于玻璃态自然易于爆破。

13、高聚物熔体产生弹性效应的本质是什么?

高聚物熔体在外力作用下进行粘性流动,流动的同时会伴随一定量的高弹形变,这部分高弹形变是可逆的,外力消失以后,高分子链又蜷曲起来,因而整个形变要恢复一部分。

14、高聚物熔体弹性效应有哪些表现?它们对高聚物制品的性能各有什么影响?

不稳定流动和熔体破裂现象实验表明,高分子熔体从口模挤出时,当挤出速率(或剪切应力)超过某一临界剪切速率 (或临界剪切应力τc),容易出现弹性湍流,导致流动不稳定,挤出物表面粗糙,失去光泽,类似于橘子皮。随挤出速率进一步增大,先后出现波浪形、鲨鱼皮形、竹节形、螺旋形畸变,最后导致完全无规则的熔体破裂。

挤出胀大现象是高分子液体具有弹性的典型表现。从弹性形变角度看,熔体在进入口模前的入口区受到强烈拉伸作用,发生弹性形变。这种形变虽然在口模内部流动时得到部分松弛,但由于高分子材料的松弛时间一般较长,直到口模出口处仍有部分保留,于是在挤出口模失去约束后,发生弹性恢复,使挤出物胀大。

无管虹吸效应该现象也与高分子液体的弹性行为有关。液体的这种弹性使之容易产生拉伸流动,拉伸液流的自由表面相当稳定,因而能够产生稳定的连续拉伸形变,具有良好的纺丝和成膜能力。

15、何为挤出胀大现象?举例说明减少胀大比的措施。

①液体流出管口时,液流的直径并不等于管子出口端直径,对粘弹性聚合物熔体,液流直径增大膨胀。

②挤出温度升高,或挤出速度下降,或体系中加入填料而导致高分子熔体弹性形变减少时,挤出胀大现象明显减轻,从而使胀大比减少。

三、选择题:

1、Maxwell 模型可以模拟:( A )

A.线形聚合物的应力松弛过程 B.交联聚合物的应力松驰过程 C. 线形聚合物的蠕变过程 D.交联聚合物的蠕变过程 2、下列三类物质中具有粘弹性的是:( D )

A.硬固的塑料 B. 硫化橡胶 C. 聚合物熔体 D. 以上三者均有 3、大多数聚合物流体属于:( D )

A.胀塑性流体(τ = kγn ,n>1) B. 胀塑性流体(τ = kγn ,n<1) C. 假塑性流体(τ = kγn ,n>1) D. 假塑性流体(τ = kγn ,n<1) 4、3.4次方幂律适用于( C )。

A、缩聚物 B、低相对分子质量加聚物 C、高相对分子质量加聚物 5、高聚物为假塑性流体,其粘度随剪切速率的增加而( B )。

A、增加 B、减少 C、不变 6、交联橡胶以下哪一条不正确( C )。

A、形变很小时符合胡克定律 B、具有熵弹性 C、拉伸时吸热 7、下列材料哪种更易从模头挤出( A )。

A、假塑性材料 B、胀塑性材料 C、牛顿流体 8、在设计制造外径为5cm管材的模头时,应选择哪种内径的模头( A )。

A、小于5cm B、5cm C、大于5cm 9、聚合物挤出成型时,产生熔体破裂的原因是( A )。

A、熔体弹性应变回复不均匀 B、熔体粘度过小 C、大分子链取向程度低 10、高聚物滞后现象的发生是什么原因( A )。

A、运动时受到内摩擦力的作用 B、高聚物的惰性很大 C、高聚物的弹性太大 11、以下哪种现象可用聚合物存在链段运动来解释( B )。 A、聚合物泡在溶剂中溶胀 B、聚合物受力可发生弹性形变

C、聚合物熔体粘度很大

12、粘弹性表现最为明显的温度是( B )。

A、﹤Tg B、Tg附近 C、Tf附近 13、聚合物熔体的爬杆效应是因为( B )。

A、普弹形变 B、高弹形变 C、粘流 14、3.4次方幂律是反映以下什么与相对分子质量的关系( B )。

A、溶液粘度 B、零剪切粘度 C、玻璃化转变温度 15、对于假塑性流体,随着剪切速率的增加,其表观粘度( C )。

A、先增后降 B、增加 C、减少 17、大多数聚合物流体属于 ( C )

nn????K???K?切切A、膨胀型流体(,n>1) B、牛顿流体(,n=1)

n???y?K?????K?切C、假塑性流体(,n>1) D、宾哈流体(切)

18、在注射成型中能最有效改善聚甲醛熔体流动性的方法是 ( C ) A、增大分子量; B、提高加工温度; C、提高注射速率

19、橡胶产生弹性的原因是拉伸过程中___B____。

A、内能的变化; B\\熵变; C、体积变化。

20、可以用时温等效原理研究聚合物的粘弹性,是因为__A___。

A、高聚物的分子运动是一个与温度、时间有关的松弛过程; B、高聚物的分子处于不同的状态;

C、高聚物是由具有一定分布的不同分子量的分子组成的。

21、高分子材料的应力松弛程度与_ C__有关。

A、外力大小; B、外力频率; C、形变量。

22、同一种聚合物的三种不同熔体粘度,其大小顺序为:(C )>(B )>(A ) (A)无穷剪切粘度;(B)表观粘度;(C)零切粘度

23、将下列三种聚合物用同样的外力拉伸到一定长度后,保持各自的应变不变,经过相当长的时间后测定其应力,则其大小顺序为:(C)>(B)>(A) (A)理想弹性体;(B)线形聚合物;(C)交联聚合物 24、剪切粘度随剪切速率的增大而减小的流体属于:( A )

(A) 假塑性流体;(B)胀塑性流体;(C)宾汉流体 25、Voigt 模型可以用来描述:( A ) (A) 交联高聚物的蠕变过程; (B)交联高聚物的应力松弛过程; (C)线形高聚物的应力松弛过程;(D)线形高聚物的蠕变过程 26、假塑性流体的熔体粘度随剪切应力的增大而:( B ) (A) 增大;(B)减小;(C)不变 27、WLF方程不能用于( B )。 A、测粘度 B、测结晶度 C、测松弛时间 28、某一聚合物薄膜,当温度升至一定温度时就发生收缩,这是由于( A )。 A、大分子解取向 B、内应力释放 C、导热不良 29、下列哪个过程的熵变增加( A )。 A、结晶熔化 B、橡胶拉伸 C、交联 30、高聚物处于橡胶态时,其弹性模量( C )。 A随着形变增大而增大 B、随着形变的增大而减小 C、与形变无关 31、采用Tg为参考温度进行时温转换叠加时,温度高于Tg的曲线,lgαT( C )。 A、负,曲线向左移 B、正,曲线向右移 C、负,曲线向右移 32、蠕变与应力松弛速度( B )。 A、与温度无关 B、随温度升高而增大 C、随温度升高而减小 33、指数方程中,在非牛顿性指数 时,聚合物熔体为假塑性流体( A )。 A、n=1 B、n﹥1 C、n﹤1 34、WLF方程是根据自由体积理论推导出来的,它 。( B ) A、适用于晶态聚合物松弛过程 B、适用于非晶态聚合物松弛过程 C、适用于所有聚合物松弛过程 35、对于假塑性流体,随着剪切速率的增加,其表观粘度( C )。 A、先增后降 B、增加 C、减少 四、填空题: 1、理想高弹性的主要特点是 形变量大、弹性模量小 弹性模量随温度上升而增大 力学松弛特性 和 形变过程有明显热效应 2、粘弹性现象有_ 蠕变 应力松弛 滞后现象。 3、聚合物材料的蠕变过程的形变包括__普弹形变、_高弹形变_和____黏性流动_。 4、交变外力作用下,作用频率一定时,在______________时高分子的复数模量等于它的实部模量,在_______________时它的复数模量等于它的虚部模量。 5、泊松比ν的定义为拉伸实验中材料___横向 应变与____纵向___应变的比值的负数,数值范围为____0~0.5____,ν=0.5 表示______拉伸过程中体积不变_______。 6、松驰时间τ的定义为松驰过程完成____63.2%____所需的时间,τ越长表示___弹___(弹/粘)性越强;损耗角δ的定义是在交变应力的作用下,应变____落后(滞后)于应力的相位差,δ越大表示_ 粘_ (弹/粘)性越强。 7、在交变应变的作用下,材料的动态模量中_____储能(实数) 模量与应变同相,___ 损耗(虚数) 模量与应变的相差为_____90(π/2) 。 8、根据时温等效原理,当温度从高温向低温变化时,其移动因子 aT___大于___1。 9、对于相同分子量,不同分子量分布的聚合物流体,在低剪切速率下,分子量分布___宽 的粘度高,在高剪切速率下,分子量分布____窄____的粘度高。 10、橡胶弹性的本质是____熵 弹性,具有橡胶弹性的条件是___长链___、____柔性____与______交联_____。橡胶在绝热拉伸过程中____放______热,橡胶的模量随温度的升高而___增大_____。 11、松弛时间τ的物理意义是____松弛过程完成63.2%所需要的时间 ,τ值越小,表明材料的弹性越_____小___。 12、在交变应力(变)的作用下,应变_____滞后 于应力一个相角δ的现象称为滞后,δ的范围在____0~π/2____,δ的值越小,表明材料的弹性越___好___。 13、假塑性流体的粘度随应变速率的增大而____减小 , ___,用幂律方程表示时,n______小于____1。 14、聚合物熔体的弹性响应包括有___熔体的可回复形变 , __包轴效应____,_____不稳定流动_____、 无管虹吸效应 与____挤出胀大效应_____等。 15、 刚性 表示材料抵抗变形的能力,它的大小用弹性模量来衡量,也即应力应变图中直线的斜率。斜率越大, 模量越高,刚性越大 ,俗称越硬。 16、橡胶弹性与 气体 的弹性类似,弹性的本质是 熵 弹性,具有橡胶弹性的条件是 长链 、 足够柔性 与 交联 。橡胶在绝热拉伸过程中 放 热,橡胶的模量随温度的升高而 升高 。 17、聚合物流体一般属于 假塑性流体 ,粘度随着剪切速率的增大而 减小 ,用幂律方程表示时,则n 小于 1(大于、小于、等于)。 18、通常假塑型流体的表观粘度 小于 (大于、小于、等于)其真实粘度。 19、聚合物相对分子质量越大,则熔体粘度越 大 ;对相同相对分子质量的聚合物而言,相对分子质量分布越宽,则熔体的零切粘度越 大 。 20、聚合物熔体的弹性响应包括有 可回复的切形变 , 法向应力效应 与 挤出物胀大 。 21、聚合物静态粘弹性现象主要表现在 蠕变 和 应力松弛 。 22、理想弹性体的应力取决于 应变 ,理想粘性体的应力取决于 应变速度 。 23、粘弹性材料在交变应变作用下,应变会 落后 应力一个相角δ,且δ在 0~π/2 范围之内,δ的值越小,表明材料的弹性越 好 。 24、在交变应变的作用下,材料的 储能 模量与应变同相, 损耗 模量与应变的相差为 π/2 。 25、Maxwell模型是一个粘壶和一个弹簧 串 联而成,适用于模拟 线性 聚合物的 应力松弛 过程;Voigt模型是一个粘壶和一个弹簧 并 联而成,适用于模拟 交联 聚合物的 蠕变 过程。 26、松弛时间为松弛过程完成 63.2% (或1- 1/e) 所需的时间,温度越高,高分子链运动的松弛时间越 短 。 27、松弛时间τ的物理意义是 松弛过程完成63.2% 所需要的时间 ,τ值越小,表明材

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