聚合物加工原理复习及作业
聚合物加工原理
聚合物加工原理聚合物是一种常见的材料，广泛用于各个领域，如塑料制品、纺织品、医用材料等。
聚合物加工是将聚合物材料通过热、力、机械等加工方式，将其改变为需要的形状和结构的过程。
本文将介绍聚合物加工的原理及常见的加工方法。
一、聚合物本质上是由大量单体分子通过共价键连接而成的高分子化合物。
聚合物加工的原理是通过加热和加压来改变聚合物分子链的排列方式，从而改变聚合物的形状和性能。
聚合物材料通常以树脂的形态存在，树脂在加工过程中会经历熔融、流动、固化等阶段。
在加工中，将聚合物树脂加热到足够的温度使其熔化，然后将熔化的聚合物注入模具中，通过机械力或其他手段使其形成所需的形状，随后冷却固化。
聚合物加工的主要原理包括：1. 熔融：将聚合物加热至其熔点以上，使其转变为可流动的液体状态。
在熔融状态下，聚合物分子链之间的相互作用力减弱，分子链可以通过流动重新排列。
2. 流动：将熔融的聚合物注入到模具中，通过施加压力或其他力量使其形成所需的形状。
在流动过程中，聚合物分子链在施加的力下发生位移和变形。
3. 固化：冷却并固化聚合物，将其固定在所需的形状和结构中。
聚合物冷却后，分子链重新排列，形成固态结构，从而保持所需的形状。
二、聚合物加工方法聚合物加工有多种方法，常见的包括注塑、挤出、吹塑、压延、成型等。
1. 注塑：注塑是将熔融状态的聚合物注入到模具中，通过压力使其填充模腔并冷却固化。
注塑广泛应用于塑料制品的生产，如塑料盒、塑料椅等。
2. 挤出：挤出是将熔融的聚合物通过挤压机挤出成连续的均匀断面形状，然后通过冷却固化。
挤出常用于生产塑料管材、薄膜等。
3. 吹塑：吹塑是将熔融的聚合物注入到模具中，在模具内吹气使其膨胀成空心形状，并冷却固化。
吹塑常用于生产塑料瓶、塑料容器等。
4. 压延：压延是将熔融的聚合物放置在两个辊子之间，通过压力使其变薄并冷却固化。
压延广泛应用于塑料薄膜的制备。
5. 成型：成型是将熔融的聚合物材料倒入开放式模具中，通过压力或其他手段使其形成所需的形状，并冷却固化。
高分子 聚合物加工原理试题
高分子聚合物加工原理试题聚合物加工原理试题一、名词解释:1、高聚物的成型加工通常是在一定温度下使聚合物变形或熔融，经过模具或口模流道的压塑，形成所需的形状，通过定型得到能保持所取得形状的制品的工艺过程。
2、热塑性塑料塑料的一大类。
以热塑性树脂为基本成分的塑料，一般具有链状的线型结构，受热软化，在成型过程中是物理变化过程，成型冷却后便成为成品。
可反复塑制。
4、异型材的挤出成型通过挤出成型将聚合物材料制成横向截面非圆形、环形的各种异型形状的连续型材的工艺过程。
二、填空4、在粉料的制备过程中，首先要做好原料的准备工作，准备工作的第一项是原料的预处理，原料的预处理通常是指树脂过筛、吸磁、固体助剂粉碎、粉状助剂磨浆、母料的配制等工作。
6、挤出理论概括为固体输送理论、熔融理论、熔体输送理论三个理论，其意义在于寻求在聚合物加工中提高产量、提高塑化质量、降低能量消耗的有效途径。
10、常见双螺杆挤出机的类型:异向旋转平行啮合型双螺杆挤出机、同向旋转平行啮合型双螺杆挤出机、异向旋转锥型啮合双螺杆挤出机。
三(判断题: (每题1分)1.降低物料与螺杆的摩擦系数，有利于提高固体输送率。
( )3.如果有几种非牛顿流体,其中非牛顿指数n最小者,其流动行为必定与牛顿流体偏离最远。
()4.在评定固体物料的混合状态时,不仅要比较取样中各组分的比率与总体比率间的差异大小,而且还要考查混合料的分散程度。
( )5.拉伸后的薄膜或单丝,在重新加热时,将会延着分子定向方向发生较大的收缩。
()10.在塑料成型操作中,对一种表观粘度随温度变化不大的聚合物来说,可以仅凭增加温度来增加其流动性而成型。
( )四(计算题一台单螺杆挤出机，加料段螺杆的几何参数为:料筒内径D,90mm，螺距S,90mm，螺杆根部直径Ds,62mm，螺纹宽度e??,9mm，螺纹头数i,1;求:这台挤出机的最大挤出量。
已知:Db,90，Ds,62，h1,(Db-Ds)/2, ( 90-62)/2,14mm解:(φb,arctan(s/πDb),arctan(90/3.14×90),17.67?(φs,arctan(s/πDs),arctan(90/3.14×62),24.81?(φ,arctan(s/πD),arctan(90/3.14×76),20.66?sinφb,sin17.67?,0.30 cosφ,cos17.67?,0.95n Wb,s/i cosφb- e,=90× cos17.67?-9 = 90× 0.95-9=76.5 n Ws,s/icosφs-e,=90× cos24.81?-9= 90× 0.91-9=72.9 n W,s/i cosφ-e,=90×cos20.66?- 9= 90× 0.93-9=74.7 n Q=Qmax= π2??h1??Db(Db-h1) n (W/W， e,) sinφ??cosφn = 3.142×14×90(90-14)×1×(74.7/74.7，9)sin17.67?×cos17.67? n=9.86×14×90×76×0.89×0.30×0.95=239×103mm3/min 答:这台挤出机的最大挤出量239×103mm3/min.六、问答题2、为什么要对一些成型物料进行(干燥)预处理,举例说明，并列出工艺条件。
聚合物加工原理
东北林业大学 2009－2010 学年第二学期补考试题 考试科目： 高聚物加工工程 考试时间：120分钟 试卷总分100分一、填空（本大题共10个空，每空2分，总计20分） 1、下列哪种液体的粘度随着剪切速度的增加而减小（ ）。
A 膨胀性液体； B 宾汉液体； C 牛顿液体； D 假塑性液体。
2、聚合物液体在圆形等简单形状管道中因受压力作用而产生的流动称为（ ）。
A 拖曳流动； B 压力流动； C 收敛流动； D 不稳定流动。
3、螺杆中压缩段起的作用是（ ）。
A 熔化后的物料定量的送到口模； B 熔化物料； C 将料斗供给的料送往压缩段； D 其它。
4、聚合物在加工过程中受到高温和应力作用，引起分子量的降低，这种现象称为（ ） A 结晶； B 取向； C 交联； D 降解。
5、为使制品获得各种鲜艳的颜色，增进美感而加入的物质称为（ ）。
A 着色剂； B 防老剂； C 填料； D 增塑剂。
6、塑料的压制成型中的关键生产设备是（ ）。
A 双螺杆挤出机； B 压延机； C 柱塞式注塑机； D 油压机。
7、无定形聚合物二次成型利用的温度区间是（ ） A 玻璃化转变温度以下； B 粘流态温度以上； C 玻璃化温度以，粘流态温度以下； D 其它。
8、在橡胶的加工中，通过机械作用将橡胶分子剪断，提高聚合物流动性的过程称为（ ）。
A 塑炼； B 硫化； C 熔融； D 混炼。
9、纤维成型加工方法中，纺丝液体全部由聚合物组成的是（ ）。
A 熔融纺丝；B 干法纺丝；C 湿法纺丝；D 乳液法纺丝。
10、在橡胶的硫化过程中，达到适当交联度的阶段称为（）。
A 硫化起步阶段；B 欠硫阶段；C 正硫阶段；D 过硫阶段。
二、名词解释（本大题共8小题，每个小题3分，总计24分）1、熔融指数；2、假塑性流体；3、压缩比；4、均相成核5、逆流；6、弹性记忆；7、防老剂； 8 剪切增稠1、什么是聚合物的可模塑性，采用何种仪器测量，如何衡量聚烯烃的模塑性？（7分）2、试描述挤出成型过程中，一个螺槽内的塑料是如何熔融的。
聚合物加工原理复习题
1.单轴取向：取向单元沿着一个方向做平行排列而形成的取向状态2.双轴取向：取向单元沿着两个互相垂直的方向取向3.降解：聚合物分子主链断裂引起聚合度降低或发生分子内链转移反应的现象。
4.剪切变稀：聚合物流体表现为假塑性流动的区域。
随着剪切速率增大，其表观粘度降低。
5.机械降解：聚合物受到外力作用（如粉碎、塑炼、高速搅拌、塑化、挤出、注射等过程）引起聚合物的降解。
6.端末效应：聚合物在管道中进行剪切流动时，流体流经截面变化的部位时发生的弹性收敛和膨胀运动。
7.入口效应：由于流道截面变小，使流体压力降突然增大的现象。
8.离模膨胀效应：聚合物流体离开口模后产生体积膨胀的现象。
9.注塑成型周期：完成一次注塑所需的时间称为成型周期。
包括合模时间、注座前进时间、注射时间、保压时间、冷却时间、开模时间、制件顶出时间、以及下一成型周期的准备时间。
10.注塑成型塑化：塑料在料筒内受热达到流动状态并具有良好可塑性的过程。
11.层压成型：在一定温度和压力下，将多层浸有热塑性树脂或热固性树脂的薄片状材料黏结和熔合成为具有一定厚度的层压板材。
1．聚合物的结晶过程①结晶温度范围：Tg-Tm之间②结晶过程：晶核生成和晶体生长。
低温区为生成晶核，高温区为晶体生长。
2．物料混合的分类及混合设备分类：（1）按分散程度简单混合和分散混合；（2）按混合过程的特点间歇混合和连续混合；（3）按混合形式层流剪切混合和固定混合。
设备：转鼓式混合机、螺带式混合机、捏合机、高速混合机、密炼机、双辊混炼机、挤出机3．螺杆冷却与加料斗冷却作用螺杆冷却作用：控制物料温度；降低物料与螺杆的摩擦系数，提高物料输送效率；加料斗冷却作用：防止物料在料斗中架桥而影响加料进入机筒。
4. 注塑成型减少内应力措施（工艺上)：①提高熔体温度和模具温度；②降低充模压力和充模速度；③缩短保压时间。
1．单轴拉伸和双轴拉伸取向概念及对制品性能的影响单轴取向是指取向单元沿着一个方向做平行排列而形成的取向状态双轴取向是指取向单元沿着两个互相垂直的方向取向单轴拉伸和双轴拉伸取向导致制品中在性能上表现出各向异性，以提高制品的力学强度；有的取向会给制品带来不利影响，如易使制品发生翘曲、变形、开裂等现象。
第二章 聚合物加工基本原理2-3
∵ 牛顿流体
∴
分布与
分布相同
非牛顿流体
非牛顿流体
从上述推导过程中可以知道: 剪切应力分布 应没有变化
速度分布与 n 有关
n 值不同时圆管中流体速度分布
PVC、 PP 是典型 的 柱塞流
n
n<1
假塑性非牛顿液体
牛顿 流体
n＞1 膨胀性非牛顿液体
n : 非牛顿指数
n=1 牛顿液体，速度分布曲线为抛物线形； n＞1 膨胀性非牛顿液体， 速度分布曲线变得较为陡峭，
n值愈大，愈接近于锥形；
n<1 假塑性非牛顿液体， ,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，故称这种流动为“柱塞流动”
(Plug flow)。
2.3 聚合物流体在管和槽中的流动
应用：柱塞流动中聚合物不易得到良好混合。
题: 若拥挤出的方法对聚合物进行染色，PE 、PP 那个容易？
（b）湍流
湍流（紊流）特征：流体 的质点除向前运动外，还 在主流动的横向上作不规 则的任意运动，质点的流 线呈紊乱状态。
基本流动类型：
流体的流动 Re D v / Re c 状态由层流 式中：Re—— 雷诺数，为一无量纲的数群；转变为湍流 的条件： D —— 管道直径；
ρ —— 流体密度； v —— 流体速度； η —— 流体剪切黏度； Rec—— 临界雷诺数，其值与流道的断面形状 和流道壁的表面粗糙度等有关，光滑 的金属圆管Rec =2000～2300。
2.3.1 在简单几何形状管道内聚合物液体的流动
推导管道中流动参数间的关系式
1、管 2、缝
假设条件 流体不可压缩 ；
实际上流体内有自由体积，有百分之几的压缩率
聚合物成型加工复习题
在墙上刷一层 100 微米厚的涂料， 涂料的粘度为多大时， 才能保证涮涂后涂料在墙上向下流 淌的速度不超过 10 微米/秒？
2.1.3 聚合物普适流动曲线
三个区域： 1、第一牛顿区 零切粘度 （反映材料性质） 2、假塑性区(非牛顿区) 随切变速率增加，表观粘度ηa 值变小。 通常聚合物流体加工成型时的切变速率正在这一范围内。 3、第二牛顿区 无穷切粘度或极限粘度η∞。通常观察不到 聚合物流动曲线的微观解释 某个实验的结论 结论：随剪切速率升高，体系的取向程度提高 结论：在取向度相同的条件下，不同体系具有相同的约化粘度。 约化粘度：表观粘度与零切粘度的比值 聚合物流动曲线的解释 缠结理论解释：缠结破坏与形成的动态过程。 ⅰ第一牛顿区： 高分子处于高度缠结的拟网结构，流动阻力大；缠结结构的破坏速度等于 形成的速度，粘度保持不变，且最高。 ⅱ假塑性区：切变速率增大，缠结结构被破坏，破坏速度大于形成速度，粘度减小，表现出 假塑性流体行为。 ⅲ第二牛顿区：切变速率继续增大，高分子中缠结结构被完全破坏，来不及形成新的缠结， 体系粘度恒定，表现牛顿流动行为。
第二章 高聚物流变性能的一般特征 2.1 聚合物熔体的流变行为
(a)拉伸流动: 流体内质点速度沿着流动方向发生变化、垂直于流动方向是相等的。 存在纵向速度梯度 (b)剪切流动： 流体内质点速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化。 存在横向速度梯度 2.1.1 流体的流变方程，牛顿流体 简单平行剪切流场
粘弹性－本课程最重要的概念！ ！ 1）剪切变稀 聚合物粘度随着剪切速率的增加而减小 大部分聚合物属于这种类型 剪切增稠 聚合物粘度随着剪切速率的增加而增加 高聚物悬浮液
（不是时间 t 的函数） 2）韦森堡效应。 又叫爬杆现象，是高分子液体法向应力差的反映。 3）挤出胀大 巴拉斯效应， 当高聚物熔体从小孔、 毛细管或狭缝中挤出时挤出物在挤出模口后膨 胀使其横截面大于模口横截面的现象。 定量上用胀大比来表示。 挤出物胀大在聚合 物熔体中是常见的， 这是由于聚合物熔体在模具内因流动而取向， 在流出模口时分 子重新蜷曲。挤出物胀大随切变速度增大而增大，在到达最大值后再下降。分子量 增大和其他能增加缠结的因素(如长支链的增加)都将使挤出物胀大增大。 4）无管虹吸 对牛顿型流体，当虹吸管提高到离开液面时，虹吸现象立即终止。 对高分子液体， 如聚异丁烯的汽油溶液或聚醣在水中的微凝胶体系， 当虹吸管升离 液面后，杯中的液体仍能源源不断地从虹吸管流出，这种现象称无管虹吸效应。 5）二次流 因流线弯曲、 水流分离等引起的除主流以外的各种次生流动的总称。 对于弹性等有 影响啊 6）触变性和震凝性 触变(摇溶)体：指恒温、恒γ下，粘度随受剪时间的增加而下降的流体。冻胶是最 常见的典型触变体。 震凝(摇凝)体：指恒温、恒γ下，粘度随受剪时间的增加而增大，一般受剪切 10～ 100 分钟后可达到一平衡值，当停止剪切后，可以回复到受剪切前的粘度。 1.3 流变学在聚合物加工中的应用 1）可指导聚合，以制得加工性能优良的聚合物。 2）对评定聚合物的加工性能、分析加工过程、正确选择加工工艺条件、指导配方设计均有 重要意义。 3）对设计机械和模具有指导作用。 1.4 聚合物流变学的研究方法、 1）宏观流变学（唯象流变学、加工流变学） 用宏观物理量：η、τ、 、T、t 等，采用连续介质力学理论建立物质的应力－应变关 系，建立本构方程。 2）微观流变学（结构流变学） 研究聚合物奇异的流变学性质与其微观结构－分子链结构、聚集态结构之间的联系。 3）流变测量学 通过各种仪器测定材料参数和物理函数， 通过可测量的物理量 （流量、 压力差、 转速、 扭矩）获得不可直接测量的流变量（剪切速率、剪切应力、粘度、法向应力差系数等） 。 小结 1. 流变学是一种世界观和方法论； 2. 聚合物流变学是随着高分子材料工业的大规模发展而成长起来的新兴学科 . 它是研究高 分子材料结构性能与加工工艺关系的理论基础； 3. 粘弹性是聚合物流变行为的基本特征。
聚合物成型原理与工艺习题
一、名词解释聚合物加工、可模压性、可挤出性、可纺性、可延性、熔融指数、压力流动、收敛流动、拖曳流动、柱塞流动、表观粘度、表观剪切速率、拉伸粘度、拉伸流动、端末效应、不稳定流动、内润滑剂、塑炼、混炼、挤出成型、熔池、固体床、正流、逆流、环流、漏流、螺杆特征曲线、机头特征曲线、注射成型、主流道、分流道、浇口、欠熟、过熟、压延成型、中空吹塑成型、真空成型、热成型、凝封、注射周期、捆包胶、通用合成橡胶、特种合成橡胶、硫化、焦烧、化学增塑剂、贴胶、擦胶、定伸强度、焦烧时间、正流化时间、欠硫、过硫、薄通、捣胶、喷硫、喷霜、熔法纺丝、干法纺丝、湿法纺丝、散流、无因次温度、无因次浓度、比欧准数。
时间依赖性液体触变性液体震凝性液体切力变稀切力增稠二、简述题1. 聚合物有哪些加工形式？2.聚合物加工可分为哪几个过程？3.聚合物的粘弹行为对加工的影响？4.比较热固性塑料、热塑性塑料加工过程中的流变行为。
5.加工过程中提高压力的利弊?6.在实际加工过程中,PC和PE采用什么方法降低粘度最佳?为什么?7.讨论分子量分布对聚合物粘度的T、γ敏感性的影响？8.影响端末效应的因素及克服办法?9.造成不稳定流动的原因是什么?10.毛细管测聚合物熔体粘度的原理?11.结晶对制品性能会产生哪些影响?在成型加工中采取哪些方式来控制。
12.成型加工过程中为什么会发生分子和填料的取向，它对塑料制品有何影响？13.聚合物分子量、分子量分布、颗粒结构、粘度分布对聚合物加工性能的影响。
14.对增塑剂有哪些要求,增塑的目的是什么?15.防老剂的机理有那些?16.混合捏合与塑炼有什么差别?17.混合过程靠哪些作用完成?18.粉料及粒料的配制工艺过程及其作用。
19.简述螺杆的基本结构?20.螺杆一般分为几段,其作用有哪些?21.机头有哪些作用?22.挤出成型工艺包括哪几个步骤？23.聚乙烯管生产过程中管内出现一圈一圈的呈螺纹状的缺陷，原因是什么？24.PVC管生产管壁厚薄不均，其原因是什么？25.注射机的三个基本职能是什么？26.注射机的三个基本结构是什么?27.分流梭有哪些作用?28.注射机螺杆有哪些作用?29.喷嘴有哪些作用?30.注射模具由哪几部分组成?31.注射过程有哪五个工序?32.注射过程有哪六个阶段?33.影响注射成型的因素有哪些?34.模压成型有哪几道工序?35.采用压延成型可生产哪三大制品?36.影响吹塑成型的因素有哪些?37.什么叫热成型?它与注射成型相比有什么优缺点?38.非晶聚合物和结晶聚合物的拉幅薄膜的生产该工艺有何差异,为什么?39.比较通用合成橡胶的耐热性、耐油性、耐臭氧性和耐燃性。
聚合物加工工程复习题范文
《聚合物加工工程》复习题.概念1.挤出成型：挤出成型又称挤塑（挤压模塑），在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下，使高聚物的熔体（或高弹体），通过一定形状的口模，而成为具有恒定截面的连续型材的一种成型方法。
2.注射成型p219:注射成型是将固体聚合物加热塑化成熔融体，并高压、高速注射入模具中，赋予模腔的形状，经冷却（或交联、硫化）成型的过程。
3.压延成型p315:压延成型是利用压延机的辊筒之间的挤压力作用并在适当的温度（接近粘流温度）条件下，使聚合物发生塑性变形，制成薄膜或片状材料的加工工艺。
4.螺杆的长径比p115 :指工作部分有效长度与直径之比。
几何压缩比p116:是螺杆第一螺槽容积与最后一个螺槽容积之比。
泵比p136:排气螺杆的第二计量段的螺槽深度h2和第一计量段的螺槽深度hl之比称为泵比。
5.挤出工作点p104:螺杆特性曲线AB与口模特性曲线0K1的交点C,称为挤出工作点。
6.反应挤出成型p212 :是一种连续地将单体进行聚合以及对现有聚合物进行改性的成型方法。
7.反应注射成型p294 :是高分子领域的一种新工艺，它是把两种或两种以上具有高化学活性的低相对分子质量的液体原料，在一定的温度下，通过高压（14-20MPa）作用，使它们相互碰撞混合，并立即注射入密封的模腔内，完成聚合，交联（或相分离）固化等反应并形成制品的工艺过程。
8.塑化能力p233 :是指注射机塑化装置在1h内所能塑化物料的质量（以标准塑料聚苯乙烯为准），它是衡量注射机性能优劣的重要参数。
9.注射量p231 :通常是指注射机的最大注射量或公称注射量。
10.注射过程p240:塑化良好的聚合物熔体，在柱塞或螺杆的压力作用下，由料筒经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模腔这一重要又复杂的阶段称为注射过程。
11.保压过程p256:压实结束后柱塞或螺杆不立即退回，而必须在最大前进位置上再停留一段时间使成型物在一定压力作用下进行冷却产生保压流动，这过程就是保压过程。
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此时流体不再能充满所有的空隙，润滑作用因
而受到限制，表观粘度就随着剪切速率的增长 而增大。
2.时间依赖性液体
产生震凝性的原因，可以解释为液体中 的不对称粒子（椭球形线团）在剪切力场的
震 凝 性 液 体
速度作用下取向排列形成暂时次价交联点所 致，这种缔合使粘度不断增加而形成凝胶状， 一旦外力作用终止，暂时交联点也相应消失， 粘度重新降低。
1、影响聚合物流变行为的主要因素， 非牛顿液
体及其流变行为。 2、牛顿液体的流变学方程及非牛顿液体的流变 学方程。
第一节 聚合物熔体的流变行为
聚合物熔体在加工过程中的力学行为：
聚 合 物 受 力 的 三 种 类 型
剪切应力
简单的剪切
拉伸应力
简单的拉伸
流体静压力P
流体静压力的均 匀压缩
聚 合 物 受 力 的 相 应 形 变
一、牛顿流体及其流变方程
1.流动类型
层流和湍流 Re<2100 层流
低分子流体 Re>2100
湍流
Re=2100～4000 过渡态（介于层流与湍 流） 聚合物熔体，在成型过程中流动时，其雷诺准数一
般小于10，分散体也不会大于2100，因此其流动均为层
流。
原因：
粘度高，如低密度聚乙烯的熔体粘度约为 0.3×102 ～ 1×103Pa.s ，而且流速较低，在加工
剪切流动按其流动的边界条件可分为拖曳流动和压力 流动 由边界的运动而产生的流动，如运转滚筒表面
对流体的剪切摩擦而产生流动，即为拖曳流动。 而边界固定，由外压力作用于流体而产生的流 动，称为压力流动。
例如
聚合物熔体注射成型时，在流道内的流动 属于压力梯度引起的压力流动。 聚合物在挤出机螺槽中的流动为另一种剪
假塑性流体
n<1
膨胀性流体
n>1
高固体含量的糊
1.粘性液体及其指数定律
切力变稀原因（假塑性流体） 假塑性流体的粘度随剪切应力或剪切速率 的增加而下降的原因与流体分子的结构有关。 解缠理论： 对 聚 合 物 熔 体 来 说 造成粘度下降的原因在于其中大分子 彼此之间的缠结。
当缠结的大分子承受应力时，其缠结 点就会被解开，同时还沿着流动的方向规 则排列，因此就降低了粘度。
第一章 材料的加工性质
教学目的和要求 1、了解聚合物材料的加工性 。 2、理解聚合物在加工过程中的粘弹行为 。 重点和难点
1、流变加工性质中的可纺性， 聚合物的粘弹形变的
滞后效应，聚合物的聚集态与成型加工的关系。 2、聚合物的粘弹形变的滞后效应，聚合物的聚集态 与成型加工的关系。
作 业
1、试述聚合物成型加工对聚集态转变的依赖性？
一般认为，产生触变行为是因为液体静臵 时聚合物粒子间形成了一种类似凝胶的非永久 性的次价交联点，表现出很大粘度。 触 变 性 液 体 当系统受到外力作用而破坏这一暂时交联 点时，粘度即随着剪切持续时间而下降。
在聚合物成型中，只有少数聚合物的溶液
或悬浮液属触变性液体，涂料、油墨等具有这 种性质。
震凝性液体（t↑→η↑）
有时间依赖性液体
触变性液体（t↑→η↓）
流体的流动曲线类型
流动类型 牛顿流体
流动规律 (η为常数) (τy 和η为常 数)
符合的流体 PC和PVDC接近 牙膏、油漆、凝 胶糊、良溶剂的 浓溶液 大多数聚合物熔 体、溶液、糊
备注 低分子多为此类
宾汉流体
在剪切力增大到一 定值后才能流动 剪切增加，粘度下 降。原因为分子 “解缠” 剪切增加，粘度升 高
切流动，即拖曳流动。
二、非牛顿流体及其流变行 为
对于小分子流体该粘度为常数，称为牛顿
粘度。
而对于聚合物流体，由于大分子的长链结 构和缠结，剪切力和剪切速率不成比例，流体 的剪切粘度不是常数，依赖于剪切作用。 具有这种行为的流体称为非牛顿流体，非
牛顿流体的粘度定义为非牛顿粘度或表观粘度。
非牛顿液体类型 根据应变时有无弹性和 应变对时间有无依赖关系，非牛顿液体分为： 粘性液体 非 牛 顿 液 体 粘弹性液体 （宾汉液体、假塑性液体和膨胀性液体）
切力变稠原因（膨胀性流体） 当悬浮液处于静态时，体系中由固体粒
子构成的空隙最小，其中流体只能勉强充满这
膨 胀 性 流 体 的 流 动 行 为 些空间。当施加于这一体系的剪切应力不大时， 也就是剪切速率较小时，流体就可以在移动的
固体粒子间充当润滑剂，因此，表观粘度不高。
但当剪切速率逐渐增高时，固体粒子的紧 密堆砌就被破坏，整个体系就显得有些膨胀。
聚合物的受力的三种类型以及材料受力后产生的相对应的应变
聚合物流体在加工过程中的受力比较复杂，因此相对应 的应变也比较复杂，其实际的应变往往是二种或多种简单应 变的叠加，然而以剪切应力造成的剪切应变起主要作用。拉
伸应力造成的拉伸应变也有相当重要的作用，而静压力对流
体流动性质的作用主要体现在对粘度的影响上。 聚合物流体（熔融状聚合物和聚合物溶液或悬浮液）的 流变性质主要表现为粘度的变化，根据粘度与应力或应变速 率的关系，可将流体分为以下两类：牛顿流体和非牛顿流体。
2、简述无定形聚合物聚集态与加工方法之间的关系
？
3、为什么聚合物表现出可纺性，而小分子不具有可
纺性？ 聚合物材料纺丝过程中的影响因素有哪些？
4、简述聚合物的粘弹性形变与加工条件的关系以及 聚合物材料加工中松弛过程的特点？
第二章 聚合物的流变性质
教学目的和要求 1、掌握粘度的定义及影响粘度的因素。 2、了解弹性的表现和表征。 重点和难点
缠结点被解开和大分子规则排列的程 度是随应力的增加而加大的。
对 聚 合 物 溶 液 来 说
当它承受应力时，原来由溶剂化作用而 被封闭在粒子或大分子盘绕空穴内的小分 子就会被挤出，这样，粒子或盘绕大分子 的有效直径即随应力的增加而相应地缩小， 从而使流体粘度下降。 因为粘度大小与粒子或大分子的平均大 小成正比，但不一定是线性关系。
过程中剪切速率一般不大于103s－1。
注意
但是在特殊场合，如经小浇口的熔体注 射进大型腔，由于剪切应力过大等原因，会 出现弹性湍流，熔体会发生破碎，破坏成型。
拉伸流动和剪切流动 按照流体内质点速度分布与流动方向关系，可将聚 合物加工时的流体的流动分为两类： 拉伸流动：质点速 度沿的方向发生 变化。