高分子课后习题问题详解

第一章

1、请用粘弹性的滞后效应相关理论解释塑料注射成型制品的变形收缩现象以及热处理的作用。

答：

（1）粘弹性滞后效应是指在外作用力下，聚合物分子链由于跟不上外力作用速度而造成的形变总是落后于外力作用速度的效应。

（2）当注射制件脱模时大分子的形变并非已经停止，在贮存和使用过程中，大分子重排运动的发展，以致密度增加，体积收缩。

（3）在Tg—Tf温度围对成型制品进行热处理，可以缩短大分子形变的松弛时间，加速结晶聚合物的结晶速度，使制品的形状能加快的稳定下来。

2、比较塑性形变和粘弹性形变的异同点。

答：同：都是不可逆变形。

异：（1）温度区间不同，塑性形变温度区间为Tg—Tf；粘性形变温度区间为Tf以上。

（2）作用力和时间不同，塑性形变需较大外力和较长时间；粘性形变要很小的外力和瞬时。

3、什么是聚合物的力学三态，各自的特点是什么？各适用于什么加

工方法？

答：玻璃态、高弹态、粘流态称为聚合物的力学三态。

（1）玻璃态：聚合物模量高，形变小，故不宜进行大形变的成型加工。适用：二次加工

（2）高弹态：产生较大的可逆形变；聚合物粘性大，且具有一定的强度。适用：较大变形的成型工艺。

（3）粘流态：很大的不可逆形变；熔体黏度低。适用：流动性要求较高的成型加工技术。

第二章

1、画出几种典型流体的剪切力-剪切速率流动曲线，并简单说明各自

的流变行为特征。

答：宾汉流体：与牛顿流体相同，剪切速率～剪切应力的关系也是一条直线，不同处：它的流动只有当高到一定程度后才开始。

假塑性流体：流体的表观粘度随剪切应力的增加而降低。也即切力变稀现象。

膨胀性流体：流体的表观粘度随剪切应力的增加而增加。也即切力增稠现象。

2、怎么样根据聚合物粘度的温敏特性以及切敏特性选择加工条件？

答：（1）根据聚合物粘度的温敏特性，当聚合物处于粘流温度以上不宽的温度围时，用Andrade公式：选择尽可能打的温度作为加工条件。当温度包括从玻璃化温度到熔点这样打的温度围时，用W.L.F方程：

计算温度T时的年度选择加工条件。

（2）根据切敏特性，加工过程中，通过调整敏感参数来实现对粘度的有效控制。对于粘度对剪切速率敏感的一类聚合物，通过调整熔体剪切速率（或剪切力）来改变熔体粘度。

3、影响聚合物粘度的因素分别有哪些？

答：影响聚合物流变形为的主要因素有应力、应变速率、温度、压力和分子参数和结构、相对分子质量及其分布、添加剂……等。

温度对粘度的影响

一般来讲，T ，链段活动能力，自由体积，分子间相互作用，聚合物熔体，流动性增大。

压力对粘度的影响

一般来说：压力粘度

第三章

1.压力流动、收敛流动、拖曳流动的定义及各自常见发生场合。

压力流动：在简单的形状管道中因受压力作用而产生的流动。<受力:压力、剪切力>；聚合物成型时在管的流动多属于压力梯度引起的剪切流动。如注射时流道熔体的流动。

收敛流动：在截面积逐渐减小的流道中的流动。<受力:压力、剪切力、拉伸力>；多发生在在锥形管或其他截面积逐渐变小的管道中。

拖拽流动：在具有部分动件的流道中的流动。<受力：拉伸力、剪切力>，如在挤出机螺槽中的聚合物流动以及线缆包覆物生产口模中。

2.用简图表示牛顿流体及非牛顿流体在圆管中的流动特征各是什么？

答：牛顿流体在圆管中流动特征：

剪切应力：管壁处剪切应力最大，中心处为零；剪切应力在液体中的分布与半径成正比，并呈直线关系。

流体速度：液体在圆形管道中的流动时具有抛物线型的速率分布；管中心处的速率最大，管壁处为零，圆管中的等速线为一些同心圆。

非牛顿流体流动的特征：

剪切应力：管壁处剪切应力最大，中心处为零；剪切应力在液体中的分布与半径成正比，并呈直线关系。（与牛顿流体相同）

流体速度：对于膨胀性非牛顿液体(n＞1)，速度分布曲线变得较为陡峭，n值愈大，愈接近于锥形；对假塑性非牛顿液体(n＜1)，分布曲线则较抛物线平坦；n 愈小，管中心部分的速度分布愈平坦，曲线形状类似于柱塞。管中心处的速率最大，管壁处为零，圆管中的等速线为一些同心圆。

牛顿流体：

非牛顿流体：

（1）n值不同的流体在圆管的流速分布：

（2）n值不同的流体在圆管的剪切速率分布：

（3）n值不同的流体在圆管的剪切力分布：