高分子材料成型加工问答完整版
高分子成型加工基础题库精简版

高分子成型加工基础题库精简版1.什么是出口膨胀,影响出口膨胀的因素有哪些?答:出口膨胀是指高分子聚合物熔体从模口挤出后,挤出物的截面积比模口截面积大的现象。
影响因素:口模的形状与尺寸,成型工艺条件对口模膨胀有较大影响,出口膨胀随剪切速率升高而增加,随温度升高而减小。
此外,高分子链结构、分子量、分子量分布及物料配方等对出口膨胀也有明显影响。
2.什么是剪切稀化现象,解释为什么大部分的高分子熔体都会出现这种现象。
答:剪切稀化是高分子熔体粘度随剪切速率的增大而减小的现象。
原因: 因为大部分高分子流动时各液层间存在速率梯度,分子链最初的流动阻力大,随剪切速率增加,分子链都力图进入同一速度液层以减少阻力。
分子链不断延流动方向取向,导致粘度降低。
3.熔体流体速率和表观粘度都是表征聚合物熔体流动能力的参数,它们有什么区别,有什么关系?答:表观粘度反映熔体流动中流层之间的摩擦阻力,熔体流动速率(MFR)是在一定的温度和载荷下,熔体每10min从标准的测定仪所挤出的物料质量。
表观粘度与MFR成反比,高MFR对应于低粘度塑料熔体。
4.聚合物的降解本质是什么?答:降解的实质是1断链,2交联,3分子链结构的改变,4侧基的改变,5以上四种作用的综合。
5.什么是取向?答:高聚物分子和某些纤维状填料,在成型过程中由于受到剪切流动(剪切应力)或受力拉伸时沿受力方向作平行排列的现象,称为取向。
6.热稳定剂的作用是什么?哪些塑料需要加入热稳定剂?对热稳定剂的要求是什么?答:能延缓或避免由于热作用引起的塑料破坏和进一步降解。
PVC,PP等热稳定性差的塑料。
①消除PVC分子中不稳定的氯原子,抑制脱氯化氢;②吸收、中和氯化氢;③改变多烯结构,阻止颜色变化;④消耗**基,阻止氧化反应7.光稳定剂的作用是什么?其可分为几类?对光稳定剂的要求是什么?答:光稳定剂能抑制或减弱这高分子材料的光老化过程。
光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、**基捕获剂。
高分子材料成型加工课后答案

高分子材料成型加工课后答案高分子成型加工总复习(本文档版权归高材1201所有)1、0.1 高分子材料的定义和分类高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。
通常所说的高分子材料是从应用的角度对高分子进行归类,分为塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂、功能高分子、聚合物基复合材料等。
2、交联能影响高分子材料的哪些性能?哪些材料或产品是经过交联的?力学性能、耐热性能、化学稳定性能、使用性能。
PF可用于电器产品;EP可用于高强度的增强塑料、优良的电绝缘材料、具有优秀黏结强度的黏结剂;UP可用于性能优良的玻璃纤维增强塑料;还有UF MF PE PVC PU等。
3、1.6 聚合物成型过程中为什么会发生取向?成型时的取向产生的原因及形式有哪几种?取向对高分子材料制品的性能有何影响?在成型加工时,受到剪切和拉伸力的影响,高分子化合物的分子链会发生取向。
原因:①由于在管道或型腔中沿垂直于流动方向上的各不同部位的流动速度不相同,由于存在速度差,卷曲的分子力受到剪切力的作用,将沿流动方向舒展伸直和取向。
②高分子化合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用沿受力方向排列。
主要包括单轴拉伸取向和双轴拉伸取向。
形式:非晶态高分子取向包括链段的取向和大分子链的取向;结晶性高分子的拉伸取向包括晶区的取向和非晶区的取向高分子材料经取向后,拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性增加4、2.1 高分子材料中添加剂的目的是什么?添加剂是实现高分子材料成型加工工艺过程并最大限度的发挥高分子材料制品的性能或赋予其某些特殊功能性必不可少的辅助成分。
5、2.3 试述增塑剂的作用机理?增塑剂的作用机理是增塑剂分子插入到聚合物分子链间,削弱了聚合物分子间的应力。
结果增加聚合物分子链的稳定性,降低了聚合物的结晶度,削弱了分子间的极性,从而使聚合物的塑性增加。
6、3.3 高分子材料配方设计的一般原则和依据是什么?规则:①制品的性能要求②成型加工性能的要求③选用的原材料来源容易,产地较近,质量稳定可靠,价格合理④配方成本应在满足上述三条的前提下,尽量选用质量稳定可靠、价格低的原材料;必要时采取不同品种和价格的原材料复配;适当加入填充剂,降低成本。
高分子成型加工参考答案

高分子成型加工参考答案高分子成型加工参考答案高分子材料是一类重要的工程材料,广泛应用于汽车、电子、航空航天等领域。
而高分子成型加工是将高分子材料加工成所需形状和尺寸的过程。
本文将从高分子成型加工的基本原理、常见加工方法以及材料选择等方面进行探讨。
一、高分子成型加工的基本原理高分子成型加工的基本原理是通过加热和施加压力使高分子材料发生形状变化,从而得到所需的产品。
在加热过程中,高分子材料会变得柔软,使得其可以被塑性变形。
而施加的压力则能够使高分子材料充分填充模具,并保持所需的形状和尺寸。
通过控制加热温度、压力和时间等参数,可以实现高分子材料的精确成型。
二、常见的高分子成型加工方法1. 注塑成型注塑成型是一种常见的高分子成型加工方法,适用于制造各种塑料制品。
该方法通过将高分子材料加热熔化后注入模具中,并施加压力使其冷却固化,最终得到所需的产品。
注塑成型具有生产效率高、成本低等优点,广泛应用于塑料制品的生产。
2. 挤出成型挤出成型是将高分子材料加热熔化后通过挤出机将其挤出成型的方法。
挤出机将高分子材料推进至模具中,并施加压力使其冷却固化,形成所需的产品。
挤出成型适用于制造管道、板材等形状较为简单的产品。
3. 压缩成型压缩成型是将高分子材料加热至熔点后放入模具中,并施加压力使其冷却固化的方法。
压缩成型适用于制造复杂形状的产品,如电子元件、汽车零部件等。
该方法可以实现高分子材料的高精度成型。
4. 发泡成型发泡成型是在高分子材料中加入发泡剂,并通过加热使其发生膨胀,形成孔隙结构的方法。
发泡成型可以降低材料的密度,并提高其吸音、隔热等性能。
该方法广泛应用于制造座椅、隔热材料等产品。
三、高分子成型加工中的材料选择在高分子成型加工中,材料选择是非常重要的一环。
不同的高分子材料具有不同的性能和加工特性,因此需要根据产品的要求选择合适的材料。
常见的高分子材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
根据产品的要求,可以选择具有耐热、耐腐蚀、机械强度高等性能的材料。
《高分子成型加工》复习题及答案

1。
分散性、均匀性、分散相、连续相分散性:指分散相的破碎程度,用分散相的平均尺寸及其分布表示。
尺寸越小,分布越窄,则分散度越高。
均匀性:是指被分散物在共混体中的浓度分布均一性,反应在共混物不同部位取样,分散物含量的差异程度。
主要取决于混炼效率和混炼时间。
分散相:共混物中,间断地分散在连续相中(岛相)。
连续相:共混物中,连续而不间断的相称为连续相(海相)。
2.混炼胶:将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程,其产物叫混炼胶。
塑化料:将各种添加剂混入并均匀分散在塑料熔体中的过程,其产物叫塑化料。
3.橡胶的塑炼:使弹性材料由弹性状态转变为可塑性状态的工艺过程.塑料的塑化:是借助加热和剪切作用使物料熔化、剪切变形、进一步混合,使树脂及各种配合剂组分分散均匀。
4。
压延成型:压延成型是生产高聚物薄膜和片材的主要方法,它是将接近黏流温度的物料通过几个相向旋转着的平行辊筒的间隙,使其受到挤压和延展作用,得到表面光洁的薄片状连续制品。
5.螺杆的长径比:螺杆长径比L/D :指工作部分有效长度与直径之比。
L/D大,温度分布好。
混合均匀,减少逆流和漏流,生产能力提高.几何压缩比:指加料段第一螺槽的容积与均化段最后一个螺槽容积之比。
一般为2~5,压缩比愈大,挤压作用愈大,排气能力愈强。
6.塑化能力: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。
7.*注射量:注射量—注射机的最大注射量或称公称注射量,指注射机在对空注射(无模具)条件下,注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时,注射系统所能达到的最大注射量.8.注射过程: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复杂而又重要的过程称为注射过程。
9.保压过程:模腔充满之后,柱塞或移动螺杆仍保持施压状态,使喷嘴的熔体不断充实模腔,以确保不缺料。
这一阶段称为保压阶段。
10.背压:螺杆顶部熔体在螺杆后退时受到的压力,又称塑化压力,通常小于2MPa.11.注射压力:在注射过程中螺杆对塑料熔体所施加的压力。
高分子材料成型加工A卷题

高分子材料成型加工(A)卷一、填空题(每空1分,共15分)1、材料四要素指材料的制备、①、材料的性能和材料的使用性能。
2、通常将添加剂划分为①和功能性添加剂两大类。
3、高分子材料成型加工是一个复杂的物理-化学变化过程,其中,①必要条件。
4、①是实现高分子材料成型加工工艺过程并最大限度发挥高分子材料制品性能或赋予其某些特殊功能性必不可少的辅助成分。
5、酸性促进剂本身具有酸性或与硫化氢反应生成酸性化合物的一类促进剂,主要有①、秋兰姆类、二硫代胺基甲酸盐类、黄原酸盐类等。
其中①为最重要的通用促进剂,属半超速促进剂,适于白色、浅色和透明制品。
6、制品设计必须贯彻“①”的原则。
7、①是高分子材料成型加工前的准备工艺。
8、压制成型的主要特点是较大的压力,加压的目的是①。
9、吹塑的实质是①。
10、橡胶的压出成型是半成品成型,半成品还需要①才能最终成为制品。
11、注射速度过度增加,物体受剪切力增加,制品产生①。
所以速度不宜太快,应以层流状态,可顺利将模腔内的空气排出。
12、高速纺丝的关键是①。
13、注射成型用于①加工通常叫注压。
14、差压成型包括真空成型和①。
15、注射机过程变量一般都采用①控制。
二、选择题(每小题1分,共15分)1、高分子材料结构上的特殊性和性能上的可变性,决定高分子材料成型加工方法具有______。
A、多样性B、不变性C、特殊性D、普适性2、聚合物高弹区不适合的成型加工方法是______。
A、熔融纺丝和注射成型B、压力成型和热拉伸C、中空吹塑和冷拉伸D、压延成型和中空吹塑3、聚合物加工中结构上的变化与性质变化对应不符的是______。
A、结晶对应刚性增强B、取向对应各向异性,刚性增加C、交联对应弹性增加D、降解对应断裂强度增加4、高分子纳米复合材料较基础树脂在性能上有所改进的,关于性能改进叙述不正确的是______。
A、拉伸强度约提高20%B、弯曲强度提高50%左右C、熔融流动性提高,流动长度增加D、冲击强稍稍上升20%左右5、下列关于抗氧剂叙述不正确的是______。
高分子材料成型加工习题参考答案

高分子材料成型加工习题参考答案(1~5章)绪论1、高分子材料可应用于哪些方面? 有哪些特点, 答:高分子材料可应用于如下各个方面:结构材料:机械零部件、机电壳体、轴承……电器材料:电缆、绝缘版、电器零件、家用电器、通讯器材…… 建筑材料:贴面板、地贴、塑料门窗、上下水管…… 包装材料:各种瓶罐、桶、塑料袋、薄膜、绳、带、泡沫塑料…… 日用制品:家具、餐具、玩具、文具、办公用品、体育用品及器材……交通运输:道路交通设施、车辆、船舶部件……医疗器械:医疗器具、药品包装、医药附件、人造器官…… 航天航空:飞机、火箭、飞船、卫星零部件……军用器械:武器装备、军事淹体、防护器材…… 交通运输:道路交通设施、车辆、船舶部件……医疗器械:医疗器具、药品包装、医药附件、人造器官…… 航天航空:飞机、火箭、飞船、卫星零部件……军用器械:武器装备、军事淹体、防护器材…… 化纤类:布、线、服装、……高分子材料具有如下特点:优点: a.原料价格低廉; b.加工成本低; c.重量轻; d.耐腐蚀;e.造型容易;f.保温性能优良;g.电绝缘性好。
缺点: a.精度差; b.耐热性差; c.易燃烧; d.强度差; e.耐溶剂性差; f.易老化2、塑料制品生产的完整工序有哪五步组成,答:成型加工完整工序共五个1.成型前准备:原料准备:筛选,干燥,配制,混合 ?2.成型:赋预聚合物一定型样 ?3.机械加工:车,削,刨,铣等。
?4.修饰:美化制品。
?5.装配: 粘合,焊接,机械连接等。
?说明:a 并不是所有制品的加工都要完整地完成此5个工序b 五个次序不能颠倒3、学习本课程的重点是什么,答:本课程的重点是:高分子材料方面:应掌握高分子材料定义,高分子材料工程特征,高分子材料及其制品的制备方法,高分子材料的组成,添加剂的作用、机理、品种及其选择,高分子材料配方设计原则,配方分析,影响高分子材料性能的化学因素和物理因素。
成型加工方面:应掌握高分子材料制品各种成型方法,成型加工过程,成型工艺特点,成型工艺的适应性,成型工艺流程,成型设备结构及作用原理,成型工艺条件及其控制,成型工艺在橡胶、塑料、纤维加工中的共性和特殊性。
(完整版)高分子材料成型加工课后习题答案

1、什么是“非分散混合”,什么是“分散混合”,两者各主要通过何种物料运动和混合操作来实现?答:①非分散混合在混合中仅增加离子在混合物中空间分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程称为非分散混合或简单混合。
这种混合的运动基本形式是通过对流来实现的,可以通过包括塞形流动和不需要物料连续变形的简单体积排列和置换来达到。
②分散混合是指在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值,同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。
分散混合主要是靠剪切应力和拉伸应力作用实现的。
分散混合的目的是把少数组分的固体颗粒和液相滴分散开来,成为最终粒子或允许的更小颗粒或滴,并均匀地分散到多组分中,这就涉及少组分在变形粘性流体中的破裂为题,这是靠强迫混合物通过窄间隙而形成的高剪切区来完成的。
2、在热固性塑料模压成型中,提高压力应相应地降低还是升高模压压力才对模压成型工艺有利?为什么?答:在一定温度范围内,模温升高,物料流动性提高,模压压力可降低,但模温提高也会使塑料的交联反应速率加速,从而导致熔融物料的粘度迅速增高,反而需要更高的模压压力。
3、热固性塑料模压成型中物料的预热温度对模压压力有何影响?为什么?答:对塑料进行预热可以提高流动性,降低模压压力,但如果预热温度过高或预热时间过长会使塑料在预热过程中有部分固化,会抵消预热增大流动性效果,模压是需更高的压力来保证物料充满型腔。
1、什么是聚合物的结晶取向?它们有何不同?研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际影响?答:结晶是聚合物分子在三维空间呈周期性重复排列的过程,而取向是取向单元在外力作用下择优排列的过程,取向单元可以是:基团、链段、分子链、晶粒、晶片或变形的球晶等。
结晶是材料自身的性质,只发生在分子、原子、离子这些基础的单元上,取向的产生是外力作用的结果,取向单元也更多样。
结晶可以影响材料的拉伸强度、弹性模量、冲击强度、耐热性、耐候性、吸水性、透明性、透气性、成型收缩性等物性。
取向后的聚合物,在取向方向和垂直于取向方向上性能差异特别显著。
高分子材料成型加工原理复习题及答案及高分子材料成型原理 简答题答案

高分子材料加工成型原理考试复习资料考试题型1.填空题(25*1)2.选择题(10*2)3.名词解释(5*3)4.解答题(5*6)5.论述题(1*10)可挤压性是指聚合物通过挤压作用是获得形状和保持形状的能力。
可挤压性主要取决于熔体的剪切粘度和拉伸粘度。
熔融指数是评价热塑性聚合物特别是聚烯烃的挤压性的一种简单而实用的方法,它是在熔融指数仪中测定的。
可模塑性是指材料在温度和压力作用下形变和在模具中模制成型的能力。
可模塑性主要取决于材料的流变性,热性质和其它物理力学性质。
聚合物的可延性取决于材料产生塑性形变的能力和应变硬化能力作用。
由于松弛过程的存在,材料的形变必然落后于应力的变化,聚合物对外力响应的这种滞后现象称为滞后效应或弹性滞后。
聚合物熔体的流变行为按作用力可分为剪切流动、拉伸流动。
均相成核又称散现成核,是纯净的聚合物中由于热起伏而自发的生成晶核的过程,过程中晶核的密度能连续上升。
异相成核又称瞬时成核是不纯净的聚合物中某些物质起晶核作用成为结晶中心,引起晶体生长过程,过程中晶核密度不发生变化。
在Tg~Tm温度范围内,常对制品进行热处理以加速聚合物的二次结晶或后结晶的过程,热处理为一松弛过程,通过适当的加热能促使分子链段加速重排以提高结晶度和使晶体结构趋于完善。
通常热处理的温度控制在聚合物最大结晶速度的温度Tmax。
塑料成型加工一般包括原料的配制和准备、成型及制品后加工等几个过程。
混合过程一般是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成。
衡量其混合效果需从物料的分散程度和组成的均匀程度两方面来考虑。
最常见的螺杆直径为45~150毫米。
长径比L/D一般为18~25。
压缩比是螺杆加料段最初一个螺槽容积于均化段最后一个螺槽容积之比,表示塑料通过螺杆全长范围时被压缩的倍数,压缩比愈大塑料受到的挤压作用愈大。
根据物料的变化特征可将螺杆分为加料段、压缩段和均化段。
锁模机构在启闭模具的各阶段的速度都不一样的,闭合时应先快后慢,开启时则应先慢后快再转慢。
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高分子材料成型加工问答完整版1.聚合物熔体的流动行为有哪些?(郑治公)假塑性:此种流体的流动曲线是非线性的,剪切速率的增加比剪切应力增加的快,并且不存在屈服应力。
流体特征是黏度随剪切速率或剪切应力的增大而降低,此种流体称为剪切变稀的流体。
涨塑性:此种流体的流动曲线是非线性的,剪切速率的增加比剪切应力增加的慢,并且不存在屈服应力。
流体特征是黏度随剪切速率或剪切应力的增大而升高,此种流体称为剪切增稠的流体。
宾汉流体:是指当所受的剪切应力不超过屈服应力τ时,表现出线性弹性y响应,只发生虎克变形;当所受剪切应力超过τ时,发生线性粘性流动,遵循y牛顿定律的流体,亦称为塑形流体。
触变性:剪切速率保持不变,黏度随时间而减小,或所需的剪切应力随时间减少的流体称为触变性流体。
触变性描述的是具有时间依赖性的假塑性流体的流动行为。
震凝性:剪切速率保持不变,黏度随时间而增大,或所需的剪切应力随时间增大的流体称为震凝性流体,亦称为反触变流体。
震凝性描述的是具有时间依赖性的胀塑性流体的流动行为。
2. 聚合物加工中的形变种类有哪些?拉伸取向和剪切取向有何区别?(曹淑言)形变种类:答:普弹性变:(玻璃态下)普弹形变是外力作用下,链长和键角的变化中晶格的变形扭曲而致,撤去外力形变就能恢复,形变量小。
高弹性变:链段运动,大形变,大模量,形变一定时间可恢复。
粘流形变:高分子链发生质心位移,形变大,模量小,不可恢复。
1)剪切流动取向:聚合物熔体或浓溶液中的分子链、链段或几何形状不对称的固体粒子在剪切流动时沿剪切流动的运动方向排列的现象称为剪切流动取向。
2)拉伸取向:聚合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用时沿受力方向作定向排列的现象称为拉伸取向。
如果受一个方向作用力引起的结构单元只朝一个方向取向为单轴拉伸取向。
如果同时受两个相互垂直的作用力引起的取向结构单元朝两个方向取向称双轴拉伸取向。
拉伸取向的类型:高弹拉伸、塑性拉伸和黏性拉伸。
区别:作用一个是拉伸应力一个是剪切应力,拉伸取向的应力范围是有限的,而剪切取向在宽广的应力范围里永远存在的。
长径比大于6可消除1)在剪切流动取向情况下,一方面由于在成型管道或型腔中沿垂直于流动方向上各不同部位的流动速度不相同,存在速度梯度,蜷曲的分子链受到剪切力的作用,将沿流动方向舒展伸直和取向;另一方面,由于熔体温度很高,分子热运动剧烈,也存在解取向作用。
因成型制品各部位流动速度的差异和冻结时各部位的温度不同,造成如挤出管材到中心部位取向度并不相同。
2)拉伸取向分为非晶态高分子的取向和晶态高分子的取向。
非晶态高分子的取向包括链段的取向和大分子链的取向两个部分,两个过程同时进行,但速率不同。
主要是受高弹拉伸、塑性拉伸或黏性拉伸所致。
结晶性高分子的拉伸取向包括晶区的取向和非晶区的取向,两个过程同时进行,但速率不同,晶区取向发展较快,非晶区取向发展较慢,在晶区取向达到最大时,其才达到中等程度。
晶区取向包括晶区的破坏、链段的重排和重结晶以及微晶的取向等,还伴随着相变发生。
随着拉伸取向的进行,结晶度会有所提高。
3. 临界分子量、缠结分子量、分子量分布对聚合物成型加工的影响?(陈宇)答:①分子量对聚合物黏度的影响可用下式表示:当平均分子量小于临界缠结分子量时,聚合物的粘度与分子量基本成正比关系,分子间相互作用较弱。
一旦分子量大到分子链间发生相互缠结,分子链间的相互作用因缠结而突然增强,则聚合物粘度将随分子量的3.4次方迅速增加。
②在平均分子量相同时,熔体粘度随分子量分布增宽而迅速降低。
分子量分布窄的聚合物在较宽的剪切速率范围内流动时,其熔体粘度对温度变化的敏感性比分子量分布宽的聚合物大。
分子量分布对高分子材料的加工与使用有着显著的影响:a.对塑料而言,塑料的分子量依据产品的要求,变动范围较大,但窄分布对加工和性能都有利,因为存在少量低分子量级分的分子能起内增塑的作用。
b.对橡胶而言,平均分子量一般都很大,为保证制品强度,常以分子量分布宽一些为宜,这样可改善流动性而有利于加工。
但也不宜过宽,因为低分子量级分过多,橡胶混炼时易粘辊。
c.对合成纤维而言,因其平均分子量较小,分子量分布以窄为宜。
若分布宽,小分子的组分含量高,这对纺丝性能和机械强度都不利。
——摘自《高分子流变学基础》P57-60 + 百度4. 聚合物流体的流动与剪切速率之间有何关系?是什么原因导致的?(戴英俊)答:凡是影响高分子流层之间内摩擦的因素,都会影响高分子流体的流动。
对于高分子流体最直观的影响,就在于体系的黏度对这些因素具有不同程度的依赖性。
剪切速率与流体流动的关系,实际上是剪切速率对黏度的影响。
(聚合物流变学p57)①假塑性流体剪切速率与黏度有如下关系Ⅰ:第一牛顿区,低剪切速率下,黏度不变。
Ⅱ:第二牛顿区,剪切速率达到某值,黏度随剪切速率增大而减小。
Ⅲ:第三牛顿区,剪切速率很高,但黏度不再改变。
原因:一般认为,分子量超过某一临界值后,分子链间可能因相互作用形成链间瞬态物理交联,这些物理交联点在分子运动作用下处于不断解体与重建的动态平衡中。
物理交联点的解体与重建对于黏度的贡献具有相反的作用。
Ⅰ:在低剪切速率下,物理交联点破坏很少,其重建等于解体,黏度不变。
Ⅱ:剪切速率达到一定值,物理交联点破坏速度大于重建,黏度开始下降,出现假塑性。
Ⅲ:当剪切速率继续增加到物理交联点被破坏完全来不及重建,黏度达到最小值。
②胀塑性流体剪切速率和黏度的关系黏度随剪切速率增大而增大原因:一般认为,胀塑性聚合物是悬浮体系,当剪切应力不大时,粒子是分开的;剪切应力大时,粒子被搅在一起,虽然这种结合并不稳定,但却大大增加了流动的阻力。
剪切速高,粒子结合速率越大,阻力也越大③宾汉流体原因:以填充聚合物体系为例,在静止时,由于极性键间的吸引力、分子间力,氢键等强相互作用,会形成分子链间或粒子间的凝胶或三维网状结构。
这些网络结构的存在使它们在受较低应力是像固体一样,只发生弹性形变,当外力超过某个临界值后,网络结构被破坏,固体便屈服转化成液体,并且存在三类塑性流动,与上述①②塑性流体流动原理类似。
(聚合物流变学p29~31)5. 聚合物熔体的粘度变化特征有哪些?温敏性和热敏性是如何定义的?(丁昆山)⑴剪切速率的影响:具有非牛顿行为的聚合物熔体,其黏度随剪切速率的增加而下降。
在高剪切速率下熔体黏度比低剪切速率下的黏度小几个数量级。
⑵温度的影响:随着温度的升高,聚合物分子间的相互作用力减弱,熔体的黏度降低,流动性增大。
⑶压力的影响:体积压缩必然引起自由体积减少,分子间距离减小,将导致流体的黏度增加,流动性降低。
⑷分子结构的影响:①相对分子质量(Mr):Mr越大,流动性差,黏度较高;②相对分子质量分布(MWD):聚合物在相对分子质量相同情况下,MWD宽的聚合物流动性好,黏度小;③支化:在相对分子质量相同时,支化聚合物的黏度比线形聚合物的黏度要小。
(长链支化对熔体黏度影响较复杂,可看书P133)。
⑸添加剂的影响:①增塑剂:加入增塑剂会降低成型过程中熔体的黏度;②润滑剂:聚合物中加入润滑剂可以改善流动性;③填充剂:填充剂的加入,一般会使聚合物的流动性降低。
温敏性:温敏性高分子材料是指对温度刺激具有响应性的智能型材料。
(PPT 和书上都没看到)热敏性:热敏性高分子材料是指达到某一温度,某些性能会发生极大的变化的材料。
(PPT和书上都没看到)6. 为什么聚合物的粘度被称为结构粘度?(周华)聚合物的粘度受链结构与极性、相对分子质量及其分布和聚合物的组成等支配,分子间作用力大、极性大、刚性分子链、支链结构都使聚合物粘度增大,这些都属于聚合物的结构,所以聚合物的粘度被称为结构粘度。
7. 聚合物在成型加工中有哪些有利和不利的变化?(葛银彪)有利变化:(1)交联:聚合物经适度交联后,其力学强度、弹性、尺寸稳定性、耐溶剂性等均有改善。
交联常被用于聚合物的改性。
(2)取向:取向结构对材料的力学、光学、热性能影响显著。
(3)结晶(4)塑料降解不利变化:(1)焦化:有机物质碳化变焦的过程(2)分解8. 什么是聚合物熔体流动的巴拉斯效应?对聚合物加工有何影响?如何消除?(巩敏东)答:(1)巴勒斯效应:当聚合物熔体从口模挤出时,挤出物尺寸大于口模尺寸、截面形状也发生改变的现象,称之为挤出胀大、出口膨胀或离模膨胀。
挤出胀大主要是由被拉伸的大分子链的弹性记忆特性所致,聚合物熔体具有的这种记忆特性称之为巴拉斯效应(Barus 效应) P105(2)聚合物熔体在加工中进入口模时,受到强烈的拉伸和剪切形变,这些形变在口模中只有部分的到松弛,剩余部分在挤出后发生弹性回复,从而出现挤出胀大现象。
(3)可通过牵引拉伸消除。
9. 影响聚合物熔体流动的巴拉斯效应的因素有哪些?(顾健)1.当口模的长径比一定时,膨胀比B随剪切速率的增加而增大,并在发生熔体破裂的临界剪切速率之前有个最大值,而后的B值下降。
2.在低于临界剪切速率的一定剪切速率下,离模膨胀比B随温度的升高而降低,但最大膨胀比随温度的升高而增加;对有些特殊材料,如PVC,膨胀比B 随温度升高而增大。
3.在低于发生熔体破裂的临界剪切应力之下,膨胀比B随着剪切应力的增大而增大;在高于临界剪切应力的情况下,膨胀比B随着剪切应力的增大而减小;但在低于临界剪切应力的很小的剪切应力时,膨胀比B与温度无关。
4.剪切速率恒定时,离模膨胀比B随口模长径比L/D的增大而降低。
当长径比超过某一数值时,膨胀比B为常数;5.离模膨胀随熔体在口模内停留时间呈指数关系地减小。
6.离模膨胀随聚合物的品种和结构不同而异。
聚合物的相对分子质量分布对膨胀比也有影响。
7.离模膨胀与口模入口的几何形状无关。
10. 聚合物熔体粘度测量方法有哪些?(周进)毛细管型流变仪,旋转型流变仪,混炼机型流变仪,拉伸流变仪。
11. 机头和口模的作用?(郝志行)机头是口模与料筒的过渡连接部分,口模是制品的成型部件,通常机头和口模是一个整体,习惯上统称为机头。
机头和口模的作用:1.使黏流态物料从螺旋运动变为平行直线运动,并稳定的导入口模而成型。
2.产生回压,使物料进一步均化,提高物品质量。
3.产生必要的成型压力,以获得结构密实和形状准确的制品。
12. 拉伸流动和剪切流动的特征有何区别?(胡梦璠)拉伸流动:质点速度仅沿流动方向发生变化的层状稳态流动。
可分为单轴拉伸和双轴拉伸。
单轴拉伸的特点是一个方向被拉长,其余两个方向则相对缩短,例如合成纤维的拉丝成型。
双轴拉伸时两个方向被同时拉长,另一个方向则相对缩小,例如塑料中的中空吹塑。
剪切流动:质点速度仅沿与流动方向垂直的方向发生变化的层状稳态流动。
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称为拖曳流动,如旋转滚筒表面对流体产生剪切摩擦进而形成流动。