高分子材料加工原理
1.简述粒子填充剂对剪切粘度的影响
一般固体物质的加入会使聚合物的剪切粘度有所增大，增大的程度与流体中粒子填充剂体积及剪切速率有关。在低剪切速率下，粘度随填充剂增加而升高的程度要比高剪切速率大些。
2.简述聚合物在螺杆挤压机中熔融的能量来源
对于聚合物在螺杆挤压机中的熔融，即有强制熔体移走的传导熔融，其能量来源于两个方面：一是依靠机筒沿螺槽深度方向自上而下传导而来的能量，这是加热器装在机筒外壁上，上下温差大，左右温差小的必然结果；二是通过熔膜移走而使熔融层受到剪切作用，使部分机械能转变成热能的必然结果。
3.塑料二次成型的主要方式
二次成型主要包括拉幅薄膜、中空吹塑成型及热定型。
①拉幅薄膜是将挤出成型所得的厚度为1-3mm的厚片或管坯重新加热到材
料的高弹态进行大幅度拉伸而形成的薄膜。
②中空吹塑是知道空心塑料制品的成型方法，是借助气体压力使闭合在模具
型腔中的处于类橡胶态的型坯吹胀成为中空制品的二次成型技术
③热成型是一种以热塑性塑料片材为成型对象的二次成型技术，首先将裁成
一定尺寸和形状的片材，夹在模具的框架上，让其在高弹态的适宜温度下加热软化，然后施加压力使坯件弯曲与延伸，在达到预定的型样后使其冷却定型，经过适当的修整，即成为制品。
4.PET超高速纺丝中双折射沿纺程的分布特点并解释其原因
聚合物熔体从喷丝孔以温度T0挤出后温度逐渐下降。据此可以将取向度沿纺程的分布划分为三个区：
①流动形变区
在喷丝板以下0-70cm的范围内，此处大部分的细化形变已基本完成，但是双折射仍然很小。这是因为该区的形变速率较低，聚合物处于高温，大分子迅速地发生解取向作用。因此此区中双折射仅和纺丝应力有关。
②结晶取向区
在喷丝板70-130cm。显然，与常规纺PET不同，其取向度在该狭小的区域内急剧上升，其饱和值大大提高。此区对应的直径曲线上出现细颈，温度曲线上出现平台，形变速率dv/dx出现极大的峰值。这是由于PET卷绕丝在纺程上发生了结晶。当双折射增至0.02-0.03时，某些分子排列形成密集相，这对晶核的形成起着重要的作用。一旦晶核形成，结晶细颈处纺丝应力急剧增大。
③ 塑性形变区
这个区域始于接近固化的末端，距离喷丝板大约130cm，尽管表面看
来纤维几乎固化，但是由于空气阻力的存在，拉伸应力随之不断增加，使大分子在这样高的拉伸应力下屈服，因此在纺丝期间出现初生纤维的冷拉，而且可以看到纤维在结构和力学性质方面的某些变化。
5.影响橡胶分子链断裂的主要因素有哪些？
①机械力作用
橡胶在炼胶机中辊筒的剪切作用下，大分子链被拉直，致使大分子链中间部位发生断裂。M增大，受到的机械力也越大，M大的地方总是首先被切断。
②氧气
在低温下，大分子链受到机械力的作用，被切断形成自由基。自由基能与氧发生反应使自由基得到稳定。在无氧的情况下，断裂生成的自由基可能发生偶合或歧化反应，无法得到塑化；在高温下，会由于氧的作用直接发生氧化断裂。
③温度
温度较高时，橡胶的平均分子量变小，相对分子质量分布则整体沿着相对分子质量低的方向移动。
④化学塑解剂
提高塑炼效率。
6.高分子材料的主要品质指标
①长度
切断长度，化学纤维丝束按预定要求切成的短纤维长度。
长度偏差率：实测长度与名义长度之差对名义长度的百分率。
②细度
定长制：指一定长度纱线的重量，其数值越大，纱线越粗。
特数：指1000m长纤维或纱线在公定回潮率时的重量克数。
旦数：指9000m长的纤维或纱线在公定回潮率时的重量克数。
③吸湿性
通常将纤维吸收或放出气态水的能力称为吸湿性。
④密度：试样的单位体积质量。丙纶的最小，黏胶纤维的密度最大。
⑤热收缩
受热条件下纤维形态尺寸的收缩，温度降低后不可逆。
⑥拉伸性能
⑦耐疲劳性：回弹性较好的，耐疲劳性能较高。锦纶的耐疲劳性最好。
⑧耐磨性：纤维抵抗磨损能力的量度。锦纶的耐磨性能好。
⑨卷曲性
⑩对温度作用的稳定性
耐热性：纤维在升高温度下测得的机械性能的变化。
热稳定性：纤维受热后，机械性能的不可复变。
?对化学试剂作用的稳定性
?对日光和大气作用的稳定性
?阻燃性：在规定的试验条件下，氮氧混合物中，材料刚好保持燃烧状态所需的最低度。限氧指数越高，纤维越难燃烧。
?染色性
7.相对于其他材料，金属材料在力学性能方面有什么优势？金属材料具有该优
势的原因？
金属材料通常是晶态结构，具有较高的弹性模量和强度，在受力开始为弹性形变，接着一段塑性形变，然后断裂，总变形能很大，具有较高的熔点。金属材料的弹性模量随温度升高而降低，这是因为温度升高，原子的间距增大，原子间的结合力减小，因此随着温度的升高而降低。
金属键决定了这些性能，金属键是由公有化自由电子及离子间的静电作用。
8.聚物结晶与取向的相同点、不同点与其相互关系各是什么？
相同点：都是高分子链排列有序化
不同点：取向是一维或二维的有序化，取向结构是外力强迫形成的不稳定。
结晶是二维有序化，结晶结构是稳定的。
相互关系：取向有利于结晶，取向不一定结晶，结晶可取向。