聚合物流变学复习题参考答案
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聚合物流变学复习题
一、名词解释(任选5小题,每小题2分,共10分):
1、蠕变:在一定温度下,固定应力,观察应变随时间增大的现象。
应力松弛:在温度和形变保持不变的情况下,高聚物内部的应力随时间而逐渐衰减的现象。
或应力松弛:在一定温度下,固定应变,观察应力随时间衰减的现象。
2、时-温等效原理:升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的,可用一个转换因子αT 将 某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
3、熔体破裂:聚合物熔体在高剪切速率时,液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动,引起液流破坏的现象。
挤出胀大:对粘弹性聚合物熔体流出管口时,液流直径增大膨胀的现象。
4、熔融指数:在标准熔融指数仪中,先将聚合物加热到一定温度,使其完全熔融,然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出,以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
5、非牛顿流体:凡不服从牛顿粘性定律的流体。 牛顿流体:服从牛顿粘性定律的流体。
6、假塑性流体:流动很慢时,剪切粘度保持为常数,而随剪切速率或剪切应力的增大,粘度反常地减少——剪切变稀的流体。
膨胀性流体:剪切速率超过某一个临界值后,剪切粘度随剪切速率增大而增大,呈剪切变稠效应,流体表观“体积”略有膨胀的的流体。
7、粘流活化能:在流动过程中,流动单元(即链段)用于克服位垒,由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量。
8、极限粘度η∞:假塑性流体在第二牛顿区所对应的粘度(即在切变速率很高时对应的粘度)。
9、断裂韧性K 1C :表征材料阻止裂纹扩展的能力,是材料抵抗脆性破坏能力的韧性指标,s b C E c K γπσ21==,其中,σ b 为脆性材料的拉伸强度;C 为半裂纹长度;E 为材料的弹性模量;s γ为单位表面的表面能。
聚合物流变学复习题参考答案2资料
高分子流变学复习题参考答案
一、名词解释:
1、蠕变:在一定温度下,固定应力,观察应变随时间增大的现象。
应力松弛:在温度和形变保持不变的情况下,高聚物内部的应力随时间而逐渐衰减的现象。
或应力松弛:在一定温度下,固定应变,观察应力随时间衰减的现象。
2、时-温等效原理:升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的,可用一个转换因子αT将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
3、熔体破裂:聚合物熔体在高剪切速率时,液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动,引起液流破坏的现象。
挤出胀大:对粘弹性聚合物熔体流出管口时,液流直径增大膨胀的现象。
4、.熔融指数:在标准熔融指数仪中,先将聚合物加热到一定温度,使其完全熔融,然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出,以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
5、非牛顿流体:凡不服从牛顿粘性定律的流体。
牛顿流体:服从牛顿粘性定律的流体。
6、假塑性流体:流动很慢时,剪切粘度保持为常数,而随剪切速率或剪切应力的增大,粘度反常地减少——剪切变稀的流体。
胀塑性流体:剪切速率超过某一个临界值后,剪切粘度随剪切速率增大而增大,呈剪切变稠效应,流体表观“体积”略有膨胀的的流体。
7、粘流活化能:在流动过程中,流动单元(即链段)用于克服位垒,由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量。
8、极限粘度η∞:假塑性流体在第二牛顿区所对应的粘度(即在切变速率很高时对应的粘度)。
9、拉伸流动:当粘弹性聚合物熔体从任何形式的管道中流出并受外力拉伸时产生的收敛流动。
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1. 一个纸杯装满水置于桌面上,用一发子弹从桌面下部射入杯子,并从杯子的水中穿
出,杯子仍位于桌面不动。如果杯里装的是高聚物溶液,这次子弹把杯子打出8米远,
解释之。
答:低分子液体如水的松弛时间是非常短的,它比子弹穿过杯子的时间还要短,因而虽然
子弹穿过水那一瞬间有黏性摩擦,但它不足以带走杯子。
高分子溶液的松弛时间比水大几个数量级,即聚合物分子链来不及响应,所以子弹将它的
动量转换给这个“子弹-液体-杯子”体系,从而子弹把杯子带走了。
2. 已知增塑PVC 的Tg 为338K ,Tf 为418K ,流动活化能 ,433K 时的粘度为5Pa. s 。求此增塑PVC 在338K 和473K 时的粘度各为多大?
答:在 范围内,用WLF 经验方程计算
又因为473K>Tf ,故用Arrhenius 公式计算, 或
3. 溶液的粘度随着温度的升高而下降,高分子溶液的特性粘数在不良溶剂中随温度的升
高而升高,怎样理解?
答:在常温下,线团密度很大时,随温度升高,线团趋向松解,粘度增高。
在良溶剂中线团密度已经很小,随着温度的升高,线团密度变化不大,粘度降低。
4. 为何同一种高聚物分子量分布宽的较分布窄的易于挤出或注射成型?
分子量分布宽的试样的粘度对切变速率更敏感,随切变速率的提高,粘度比窄分布的试样
131.8-⋅=∆mol kJ E ηC T T g g 100+-3015.11)338433(6.51)338433(44.17log 433-=-+--=g T ηη004.123015.115log log =+=g T ηs
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1. ⼀个纸杯装满⽔置于桌⾯上,⽤⼀发⼦弹从桌⾯下部射⼊杯⼦,并从杯⼦的⽔中穿出,
杯⼦仍位于桌⾯不动。如果杯⾥装的是⾼聚物溶液,这次⼦弹把杯⼦打出8⽶远,解释之。
答:低分⼦液体如⽔的松弛时间是⾮常短的,它⽐⼦弹穿过杯⼦的时间还要短,因⽽虽然⼦弹穿过⽔那⼀瞬间有黏性摩擦,但它不⾜以带⾛杯⼦。
⾼分⼦溶液的松弛时间⽐⽔⼤⼏个数量级,即聚合物分⼦链来不及响应,所以⼦弹将它的动量转换给这个“⼦弹-液体-杯⼦”体系,从⽽⼦弹把杯⼦带⾛了。
2. 已知增塑PVC 的Tg 为338K ,Tf 为418K ,流动活化能,433K 时的粘度为5Pa. s 。求此增塑PVC 在338K 和473K 时的粘度各为多⼤
答:在范围内,⽤WLF 经验⽅程计算
⼜因为473K>Tf ,故⽤Arrhenius 公式计算,或 3. 溶液的粘度随着温度的升⾼⽽下降,⾼分⼦溶液的特性粘数在不良溶剂中随温度的升⾼
⽽升⾼,怎样理解
答:在常温下,线团密度很⼤时,随温度升⾼,线团趋向松解,粘度增⾼。
在良溶剂中线团密度已经很⼩,随着温度的升⾼,线团密度变化不⼤,粘度降低。
4. 为何同⼀种⾼聚物分⼦量分布宽的较分布窄的易于挤出或注射成型
分⼦量分布宽的试样的粘度对切变速率更敏感,随切变速率的提⾼,粘度⽐窄分布的试样低。
5. 为什么⾼分⼦熔体的表观粘度⼩于其真实粘度
6. 不受外⼒作⽤时橡⽪筋受热伸长;在恒定外⼒作⽤下,受热收缩,试⽤⾼弹性热⼒学理论解释.
答:(1)不受外⼒作⽤,橡⽪筋受热伸长是由于正常的热膨胀现象,本质是分⼦的热运动。
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1. 一个纸杯装满水置于桌面上,用一发子弹从桌面下部射入杯子,并从杯子的水中穿出,
杯子仍位于桌面不动。如果杯里装的是高聚物溶液,这次子弹把杯子打出8米远,解释之。
答:低分子液体如水的松弛时间是非常短的,它比子弹穿过杯子的时间还要短,因而虽然子弹穿过水那一瞬间有黏性摩擦,但它不足以带走杯子。
高分子溶液的松弛时间比水大几个数量级,即聚合物分子链来不及响应,所以子弹将它的动量转换给这个“子弹-液体-杯子”体系,从而子弹把杯子带走了。
2. 已知增塑PVC 的Tg 为338K ,Tf 为418K ,流动活化能 ,433K 时的粘度为5Pa. s 。求此增塑PVC 在338K 和473K 时的粘度各为多大?
答:在 围,用WLF 经验方程计算 又因为473K>Tf ,故用Arrhenius 公式计算, 或 3. 溶液的粘度随着温度的升高而下降,高分子溶液的特性粘数在不良溶剂中随温度的升高
而升高,怎样理解?
答:在常温下,线团密度很大时,随温度升高,线团趋向松解,粘度增高。
在良溶剂中线团密度已经很小,随着温度的升高,线团密度变化不大,粘度降低。
4. 为何同一种高聚物分子量分布宽的较分布窄的易于挤出或注射成型?
分子量分布宽的试样的粘度对切变速率更敏感,随切变速率的提高,粘度比窄分布的试样低。
5. 为什么高分子熔体的表观粘度小于其真实粘度?
6. 不受外力作用时橡皮筋受热伸长;在恒定外力作用下,受热收缩,试用高弹性热力学理论解释.
答:(1)不受外力作用,橡皮筋受热伸长是由于正常的热膨胀现象,本质是分子的热运动。
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高分子流变学复习题参考答案
一、名词解释:
1、蠕变:在一定温度下,固定应力,观察应变随时间增大的现象。
应力松弛:在温度和形变保持不变的情况下,高聚物内部的应力随时间而逐渐衰减的现象。
或应力松弛:在一定温度下,固定应变,观察应力随时间衰减的现象。
2、时-温等效原理:升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的,可用一个转换因子αT将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
3、熔体破裂:聚合物熔体在高剪切速率时,液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动,引起液流破坏的现象。
挤出胀大:对粘弹性聚合物熔体流出管口时,液流直径增大膨胀的现象。
4、.熔融指数:在标准熔融指数仪中,先将聚合物加热到一定温度,使其完全熔融,然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出,以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
5、非牛顿流体:凡不服从牛顿粘性定律的流体。
牛顿流体:服从牛顿粘性定律的流体。
6、假塑性流体:流动很慢时,剪切粘度保持为常数,而随剪切速率或剪切应力的增大,粘度反常地减少——剪切变稀的流体。
胀塑性流体:剪切速率超过某一个临界值后,剪切粘度随剪切速率增大而增大,呈剪切变稠效应,流体表观“体积”略有膨胀的的流体。
7、粘流活化能:在流动过程中,流动单元(即链段)用于克服位垒,由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量。
8、极限粘度:假塑性流体在第二牛顿区所对应的粘度(即在切变速率很高时对应的粘度)。
9、拉伸流动:当粘弹性聚合物熔体从任何形式的管道中流出并受外力拉伸时产生的收敛流动。
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案2
-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
高分子流变学复习题参考答案
一、名词解释:
1、蠕变:在一定温度下,固定应力,观察应变随时间增大的现象。
应力松弛:在温度和形变保持不变的情况下,高聚物内部的应力随时间而逐渐衰减的现象。
或应力松弛:在一定温度下,固定应变,观察应力随时间衰减的现象。
2、时-温等效原理:升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的,可用一个转换因子αT将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
3、熔体破裂:聚合物熔体在高剪切速率时,液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动,引起液流破坏的现象。
挤出胀大:对粘弹性聚合物熔体流出管口时,液流直径增大膨胀的现象。
4、.熔融指数:在标准熔融指数仪中,先将聚合物加热到一定温度,使其完全熔融,然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出,以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
5、非牛顿流体:凡不服从牛顿粘性定律的流体。
牛顿流体:服从牛顿粘性定律的流体。
6、假塑性流体:流动很慢时,剪切粘度保持为常数,而随剪切速率或剪切应力的增大,粘度反常地减少——剪切变稀的流体。
胀塑性流体:剪切速率超过某一个临界值后,剪切粘度随剪切速率增大而增大,呈剪切变稠效应,流体表观“体积”略有膨胀的的流体。
7、粘流活化能:在流动过程中,流动单元(即链段)用于克服位垒,由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量。
8、极限粘度η∞:假塑性流体在第二牛顿区所对应的粘度(即在切变速率很高时对应的粘度)。
聚合物流变学复习题含参考答案
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绝⼤数⾼分⼦成型加⼯都是粘流态下加⼯的,如挤出,注射,吹塑等。弹性形变及其后的松驰影响制品的外观,尺⼨稳定性。
之所以出现以上的特点,主要原因有:
⾼分⼦的流动是通过链段的协同运动来完成的;
⾼分⼦的流动不符合⽜顿流体的流动规律。
5、试述温度和剪切速率对聚合物剪切粘度的影响。并讨论不同柔性的聚合物的剪切粘度对温度和剪切速率的依赖性差异。
答:(⼀)随着温度的升⾼,聚合物分⼦键的相互作⽤⼒减弱,粘度下降。但是各种聚合物熔体对温度的敏感性不同。聚合物熔体的⼀个显著特征是具有⾮⽜顿⾏为,其粘度随剪切速率的增加⽽下降。(⼆)柔性⾼分⼦如PE、POM等,它们的流动活化能较⼩,表观粘度随温度变化不⼤,温度升⾼100℃,表观粘度也下降不了⼀个数量级,故在加⼯中调节流动性时,单靠改变温度是不⾏的,需要改变剪切速率。否则,温度提得过⾼会造成聚合物降解,从⽽降低制品的质量。
6、试述影响聚合物粘流温度的结构因素。
分⼦链越柔顺,粘流温度越低;⽽分⼦链越刚性,粘流温度越⾼。
⾼分⼦的极性⼤,则粘流温度⾼,分⼦间作⽤越⼤,则粘流温度⾼。
分⼦量分布越宽,粘流温度越低。
.相对分⼦质量愈⼤,位移运动愈不易进⾏,粘流温度就要提⾼。
外⼒增⼤提⾼链段沿外⼒⽅向向前跃迁的⼏率,使分⼦链的重⼼有效地发⽣位移,因此有外⼒对粘流温度的影响,对于选择成型压⼒是很有意义的。
延长外⼒作⽤的时间也有助于⾼分⼦链产⽣粘性流动,增加外⼒作⽤的时间就相当于降低粘流温度。
7、按常识,温度越⾼,橡⽪越软;⽽平衡⾼弹性的特点之⼀却是温度愈⾼,⾼弹平衡模量越⾼。这两个事实有⽭盾吗?为什么?
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➢绝大数高分子成型加工都是粘流态下加工的,如挤出,注射,吹塑等。
➢弹性形变及其后的松驰影响制品的外观,尺寸稳定性。
之所以出现以上的特点,主要原因有:
➢高分子的流动是通过链段的协同运动来完成的;
➢高分子的流动不符合牛顿流体的流动规律。
5、试述温度和剪切速率对聚合物剪切粘度的影响。并讨论不同柔性的聚合物的剪切粘度对温度和剪切速率的依赖性差异。
答:(一)随着温度的升高,聚合物分子键的相互作用力减弱,粘度下降。但是各种聚合物熔体对温度的敏感性不同。聚合物熔体的一个显著特征是具有非牛顿行为,其粘度随剪切速率的增加而下降。(二)柔性高分子如PE、POM等,它们的流动活化能较小,表观粘度随温度变化不大,温度升高100℃,表观粘度也下降不了一个数量级,故在加工中调节流动性时,单靠改变温度是不行的,需要改变剪切速率。否则,温度提得过高会造成聚合物降解,从而降低制品的质量。
6、试述影响聚合物粘流温度的结构因素。
➢分子链越柔顺,粘流温度越低;而分子链越刚性,粘流温度越高。
➢高分子的极性大,则粘流温度高,分子间作用越大,则粘流温度高。
➢分子量分布越宽,粘流温度越低。
➢.相对分子质量愈大,位移运动愈不易进行,粘流温度就要提高。
➢外力增大提高链段沿外力方向向前跃迁的几率,使分子链的重心有效地发生位移,因此有外力对粘流温度的影响,对于选择成型压力是很有意义的。
➢延长外力作用的时间也有助于高分子链产生粘性流动,增加外力作用的时间就相当于降低粘流温度。
7、按常识,温度越高,橡皮越软;而平衡高弹性的特点之一却是温度愈高,高弹平衡模量越高。这两个事实有矛盾吗?为什么?
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1 聚合物流变学复习题参考答案
一、名词解释(任选 5 小题,每小题 2 分,共 10 分):
1、蠕变:在一定温度下,固定应力,观察应变随时间增大的现象。
应力松弛:在温度和形变保持不变的情况下,高聚物内部的应力随时间而逐渐衰减的现象。
或应力松弛:在一定温度下,固定应变,观察应力随时间衰减的现象.
2.端末效应:流体在管子进口端一定区域内剪切流动与收敛流动会产生较大压力降,消耗于粘性液体流动的摩擦以及大分子流动过程的高弹形变,在聚合物流出管子时,高弹形变恢复引起液流膨胀,管子进口端的压力降和出口端的液流膨胀都是与聚合物液体弹性行为有密切联系的现象。
2、时-温等效原理:升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的,可用一个转换因子αT将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
3、熔体破裂:聚合物熔体在高剪切速率时,液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动,引起液流破坏的现象。
挤出胀大:对粘弹性聚合物熔体流出管口时,液流直径增
大膨胀的现象。
4、.熔融指数:在标准熔融指数仪中,先将聚合物加热到一定温度,使其完全熔融,然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出,以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
5、非牛顿流体:凡不服从牛顿粘性定律的流体。
牛顿流体:服从牛顿粘性定律的流体。
6、假塑性流体:流动很慢时,剪切粘度保持为常数,而随剪切速率或剪切应力的增大,粘度反常地减少——剪切变稀的流体。
膨胀性流体:剪切速率超过某一个临界值后,剪切粘度随剪切速率增大而增大,呈剪切变稠效应,流体表观“体积”略有膨胀的的流体。
聚合物流变学复习题参考答案2
高分子流变学复习题参考答案
一、名词解释:
1、蠕变:在一定温度下,固定应力,观察应变随时间增大的现象。
应力松弛:在温度和形变保持不变的情况下,高聚物内部的应力随时间而逐渐衰减的现象。
或应力松弛:在一定温度下,固定应变,观察应力随时间衰减的现象。
2、时-温等效原理:升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的,可用一个转换因子a T将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
3、熔体破裂:聚合物熔体在高剪切速率时,液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动,引起液流破坏的现象。
挤出胀大:对粘弹性聚合物熔体流出管口时,液流直径增大膨胀的现象。
4、.熔融指数:在标准熔融指数仪中,先将聚合物加热到一定温度,使其完全熔融,然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出,以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
5、非牛顿流体:凡不服从牛顿粘性定律的流体。
牛顿流体:服从牛顿粘性定律的流体。
6、假塑性流体:流动很慢时,剪切粘度保持为常数,而随剪切速率或剪切应力的增大,粘度反常地减少——剪切变稀的流体。
胀塑性流体:剪切速率超过某一个临界值后,剪切粘度随剪切速率增大而增大,呈剪切变稠效应,流体表观体积”略有膨胀的的流体。
7、粘流活化能:在流动过程中,流动单元(即链段)用于克服位垒,由原位置跃迁到附近空穴”所需的最小能量。
8、极限粘度二:假塑性流体在第二牛顿区所对应的粘度(即在切变速率很高时对应的粘度)。
9、拉伸流动:当粘弹性聚合物熔体从任何形式的管道中流出并受外力拉伸时产生的收敛流动。
聚合物流变学复习题参考答案2
高分子流变学复习题参考答案
一、名词解释:
1、蠕变:在一定温度下,固定应力,观察应变随时间增大的现象。
应力松弛:在温度和形变保持不变的情况下,高聚物内部的应力随时间而逐渐衰减的现象。
或应力松弛:在一定温度下,固定应变,观察应力随时间衰减的现象。
2、时-温等效原理:升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的,可用一个转换因子α
T
将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
3、熔体破裂:聚合物熔体在高剪切速率时,液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动,引起液流破坏的现象。
挤出胀大:对粘弹性聚合物熔体流出管口时,液流直径增大膨胀的现象。
4、.熔融指数:在标准熔融指数仪中,先将聚合物加热到一定温度,使其完全熔融,然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出,以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
5、非牛顿流体:凡不服从牛顿粘性定律的流体。
牛顿流体:服从牛顿粘性定律的流体。
6、假塑性流体:流动很慢时,剪切粘度保持为常数,而随剪切速率或剪切应力的增大,粘度反常地减少——剪切变稀的流体。
胀塑性流体:剪切速率超过某一个临界值后,剪切粘度随剪切速率增大而增大,呈剪切变稠效应,流体表观“体积”略有膨胀的的流体。
7、粘流活化能:在流动过程中,流动单元(即链段)用于克服位垒,由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量。
8、极限粘度:假塑性流体在第二牛顿区所对应的粘度(即在切变速率很高时对应的粘度)。
9、拉伸流动:当粘弹性聚合物熔体从任何形式的管道中流出并受外力拉伸时产生的收敛流动。
聚合物流变学复习题
聚合物流变学复习题
一、名词解释(任选5小题,每小题2分,共10分):
1.熔体破裂:聚合物熔体在高剪切速率时,液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳
定流动,引起液流破坏的现象。
●挤出胀大:对粘弹性聚合物熔体流出管口时,液流直径增大膨胀的现象。
2.熔融指数:在标准熔融指数仪中,先将聚合物加热到一定温度,使其完全熔融,
然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出,以十分钟内挤出
的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
3.非牛顿流体:凡不服从牛顿粘性定律的流体。
●牛顿流体:服从牛顿粘性定律的流体。
4.假塑性流体:流动很慢时,剪切粘度保持为常数,而随剪切速率或剪切应力的增
大,粘度反常地减少——剪切变稀的流体。
●膨胀性流体:剪切速率超过某一个临界值后,剪切粘度随剪切速率增大而增大,
呈剪切变稠效应,流体表观“体积”略有膨胀的的流体。
5.粘流活化能:在流动过程中,流动单元(即链段)用于克服位垒,由原位置跃迁
到附近“空穴”所需的最小能量。
6.极限粘度η∞:假塑性流体在第二牛顿区所对应的粘度(即在切变速率很高时对应
的粘度)。
7.拉伸流动:当粘弹性聚合物熔体从任何形式的管道中流出并受外力拉伸时产生的
收敛流动。
●或拉伸流动:质点速度仅沿流动方向发生变化的流动。
●剪切流动:质点速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化的流动。
8.法向分量:作用力的方向与作用面垂直即称为应力的法向分量。
●剪切分量:作用力的方向与作用面平行即称为应力的剪切分量。
9.粘流态:是指高分子材料处于流动温度(Tf)和分解温度(Td)之间的一种凝聚
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一、名词解释(任选5小题,每小题2分,共10分):
蠕变与应力松弛、时-温等效原理、屈服强度与断裂强度、熔融指数、牛顿流体与非牛顿流体、假塑性流体与膨胀性流体、第一法向应力差、拉伸流动与剪切流动、熔体破裂、挤出胀大、不稳定流动、法向分量与剪切分量、粘流态、宾汉流体、粘流活化能、极限粘度、断裂韧性K1C、聚合物流变学、应力与应变、拉伸应变与剪切应变、内耗与损耗因子、断裂强度、脆性断裂、韧性断裂、疲劳断裂、疲劳寿命、蠕变断裂、磨损磨耗、细颈、冷拉伸、韧性、断裂功、环境应力开裂、疲劳、疲劳强度、普弹形变与高弹形变、屈服与断裂、屈服现象与屈服点、普弹性、高弹性、强迫高弹性、粘弹性与熵弹性、脆化温度与耐寒性、应力集中与应力松弛、拉伸强度与断裂强度、冲击强度与抗弯强度、出口膨胀与颈缩、银纹与裂纹
二、简答题(可任选答8题,每题5分,共40分):
第一章绪论
1、简述聚合物流变行为的特征是什么?
2、何为粘弹性?为什么聚合物具有明显的粘弹性?举例介绍塑料制品应用和塑料加工中的粘弹性现象?
第二章基本物理量和线性粘性流动
1、简述线性弹性变形的特点。
2、聚合物的粘性流动有何特点?为什么?
第三章熔体流动和弹性
1、列举改善下列高分子材料力学性能的主要途径:
1)提高结构材料的抗蠕变性能; 2)减小橡胶材料的滞后损失;
3)提高材料的拉伸强度; 4)提高材料的冲击强度。
2、聚合物的结晶熔化过程与玻璃化转变过程本质上有何不同?试从分子运动角度比较聚合物结构和外界条件对这两个转变过程影响的异同。
聚合物流变学基础复习题
聚合物流变学基础复习题
名词解释
动态力学性能:材料在交变力场作用下的力学性能。
爬杆现象:法向应力超过了离心力就将流体沿旋转轴向上推。
挤出膨胀:聚合物熔体经口模挤出后,其断面膨胀,大于口模的断面。
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。
临界分子量:聚合物的性质随分子量的增加或减少,变化规律发生转折所对应的分子量。蠕变实验:在不同的材料上瞬时地加上一个应力并保持恒定,然后观察各种材料的应变随时间的变化的实验。
应力松弛实验:使材料试样瞬时产生一个应变,保持恒定,然后观察应力随时间的变化的实验。
涂-4杯:国内应用最广泛的一种粘度杯,按GB/T 1723-93设计,适用于测量涂料及其它相关产品的条件粘度。
圆管中的稳定层流:流体仅沿着z轴方向在一根细管中流动,且每个质点的流动速度不随时间变化。
Couette流动:在外圆筒与内圆筒之间环形部分内的流体中的任一质点仅围绕着内外管的轴以角速度ω作圆周运动,没有沿Z 或Y方向流动。
锥板流动:发生在一个圆锥与一个圆盘之间,圆盘与平板之间的夹角很小,一般小于4度,在流动中,剪切面为具有相同θ坐标的圆锥面,速度梯度为θ方向,流体流动的方向为ψ方向。
进口效应:由于毛细管很细,压力传感器不能设置在毛细管壁上,它只可设在毛细管进口处的机筒内,这样测得的压力来计算粘度会偏高。
边缘效应:部分转矩被消耗在产生这种在边缘上的复杂流动上而造成的误差。
《聚合物流变性》练习题及解答
《聚合物流变学》练习题
一、简答题
1、简述高分子流变学的定义。
2、简述流变本构方程的定义。
3、简述线性粘性变形的特点。
4、简述假塑性流体粘度随着剪切速率升高而下降的主要原因。
5、相同分子量情况下,为什么短支链的支化高聚物容易流动,长支链的难于流动?
6、在聚合物韧性断裂过程中,超过屈服应力后应力一般略有下降,请解释出现这一现象的原因。
二、论述题
1、论述聚合物流变行为的特性。
2、画出典型的假塑性非牛顿流体的流动曲线,曲线可以分为那几个区?利用链缠结的观点解释各个区间的剪切速率与粘度的关系。
《聚合物流变学》练习题答案
一、简答题
1、简述高分子流变学的定义。
高分子流变学是研究高分子及其熔体的变形和流动特性,主要指高分子熔体、高分子溶液,在流动状态下的非线性粘弹行为,以及这种行为与材料结构及其它物理、化学性质的关系。
2、简述流变本构方程的定义。
在不同物理条件下(如温度、压力、湿度、辐射、电磁场等),以应力、应变和时间的物理变量来定量描述材料状态的方程,叫作流变状态方程或本构方程。3、简述线性粘性变形的特点。
(1)变形的时间依赖性,(2)流变变形的不可回复性,(3)能量散失,(4)正比性
4、简述假塑性流体粘度随着剪切速率升高而下降的主要原因。
聚合物分子链在流场中的取向,使流动阻力减小。也可以这样说,在流动过程中,分子链构象有变化,即与松弛有关。此外,剪切速率的增大使影响流动的缠结点解脱,这也是粘度下降的原因之一。
5、相同分子量情况下,为什么短支链的支化高聚物容易流动,长支链的难于流动?
具有短支链的分子之间距离大,流动阻力小;具有长支链的分子之间缠结过于严重。
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1聚合物流变学复习题参考答案
一、名词解释(任选5小题,每小题2分,共10分):
1、蠕变:在一定温度下,固定应力,观察应变随时间增大的现象。
应力松弛:在温度和形变保持不变的情况下,高聚物内部的应力随时间而逐渐衰减的现象。
或应力松弛:在一定温度下,固定应变,观察应力随时间衰减的现象.
2.端末效应:流体在管子进口端一定区域内剪切流动与收敛流动会产生较大压力降,消耗于粘性液体流动的摩擦以及大分子流动过程的高弹形变,在聚合物流出管子时,高弹形变恢复引起液流膨胀,管子进口端的压力降和出口端的液流膨胀都是与聚合物液体弹性行为有密切联系的现象。
2、时-温等效原理:升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的,可用一个转换因子αT将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
3、熔体破裂:聚合物熔体在高剪切速率时,液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动,引起液流破坏的现象。
挤出胀大:对粘弹性聚合物熔体流出管口时,液流直径增大膨胀的现象。
4、.熔融指数:在标准熔融指数仪中,先将聚合物加热到一定温度,使其完全熔融,然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出,以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
5、非牛顿流体:凡不服从牛顿粘性定律的流体。
牛顿流体:服从牛顿粘性定律的流体。
6、假塑性流体:流动很慢时,剪切粘度保持为常数,而随剪切速率或剪切应力的增大,粘度反常地减少——剪切变稀的流体。
膨胀性流体:剪切速率超过某一个临界值后,剪切粘度随剪切速率增大而增大,呈剪切变稠效应,流体表观“体积”略有膨胀的的流体。
7、粘流活化能:在流动过程中,流动单元(即链段)用于克服位垒,由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量。
8、极限粘度η∞:假塑性流体在第二牛顿区所对应的粘度(即在切变速率很高时对应的粘度)。
10、拉伸流动:当粘弹性聚合物熔体从任何形式的管道中流出并受外力拉伸时产生的收敛流动。
或拉伸流动:质点速度仅沿流动方向发生变化的流动。 剪切流动:质点速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化的流动。
12、粘流态:是指高分子材料处于流动温度(T f )和分解温度(T d )之间的一种凝聚态。
13、宾汉流体:在流动前存在一个剪切屈服应力σy 。只有当外界施加的应力超过屈服应力才开始流动的流体。
14、稳定流动:流动状态不随时间而变化的流动。
25、零切黏度—— 剪切速率趋向于零时的熔体黏度,即流动曲线的初始斜率。
27、非牛顿性指数:幂律公式•=n s K γσ中的n 是表征流体偏离牛顿流动的程度的指数,称为非牛顿指数。
28、粘弹性:外力作用下,高聚物材料的形变行为兼有液体粘性和固体弹性的双重特性,其力学性质随时间变化而呈现出不同的力学松弛现象的特性称为粘弹性。
29、表观粘度:与牛顿粘度定义相类比,将非牛顿流体的粘度定义为剪切应力与剪切速率之比,其值称为表观粘度,即•
•=γγση/)(s a 。 二、简答题(可任选答8题,每题5分,共40分):
第一章 绪 论
1、简述聚合物流变行为的特征是什么?
聚合物流变行为的多样性和多元性、聚合物形态对温度和
时间的依赖性,是两个表现特性。聚合物分子结构构象的复杂性是这些特性表现的根本原因。
2、何为粘弹性?为什么聚合物具有明显的粘弹性?举例介绍塑料制品应用和塑料加工中的粘弹性现象?
答案1力学性质随时间变化的现象称为力学松弛现象或粘弹性现象,粘弹性现象主要包括蠕变、应力松弛两类静态力学行为和滞后、内耗两类动态力学行为
答案2力学行为在通常情况下总是或多或少表现为弹性与粘性相结合的特性,而且弹性与粘性的贡献随外力作用的时间而异,这种特性称之为粘弹性。粘弹性的本质是由于聚合物分子运动具有松弛特性。例如塑料雨衣挂在钉子上,由于自身重量作用会慢慢伸长,取下后不能完全恢复。橡胶松紧带开始使用时感觉比较紧,用过一段时间后越来越松。
第二章基本物理量和线性粘性流动
1、简述线性弹性变形的特点。
❖1、变形小
❖在线性弹性变形中,只涉及聚合物分子中化学键的拉伸、键角变化和键的旋转。因此,其变形量很小,变形时不涉及链段的运动或整个分子链的位移。
❖2、变形无时间依赖性
❖变形是瞬间发生的,且不随时间而变化。
❖3、变形在外力移除后完全回复
❖变形能完全回复,且也是瞬时完成的,无时间依赖性。
❖4、无能量损失
❖外力在变形时转化成材料的内能贮存起来。外力释放后,内能释放使材料完全回复。在整个变形和回复过程中无能量损失。因此,线性弹性也称为能弹性。
❖5、应力与应变成线性关系:σ=Eε
2、聚合物的粘性流动有何特点?为什么?
与低分子物相比,聚合物的粘性流动(流变行为,主要是指聚合物熔体,而不包括聚合物溶液)具有如下特征:
1 聚合物熔体流动时,外力作用发生粘性流动,同时表现出可逆的弹性形变。
2 聚合物的流动并不是高分子链之间的简单滑移,而是运动单元依次跃迁的结果。
3 它的流变行为强烈地依赖于聚合物本身的结构、分子量及其分布、温度、压力、时间、作用力的性质和大小等外界条件的影响。
4 绝大数高分子成型加工都是粘流态下加工的,如挤出,注射,吹塑等。
5 弹性形变及其后的松驰影响制品的外观,尺寸稳定性。
之所以出现以上的特点,主要原因有:1.高分子的流动是通过链段的协同运动来完成的
2.高分子的流动不符合牛顿流体的流动规律。
第三章熔体流动和弹性
1、列举改善下列高分子材料力学性能的主要途径: