高分子材料成形原理习题及答案

计算题

1.PA-66原纤维支数为4500支，在不断增加负荷的作用下，当负荷为8克时，纤

维被拉断。试求：a)旦数D b)特数Tex c)绝对强力P d)相对强度PDPT e)断裂长度LP f)强度极限σ（ρ=1.14）

2.某腈纶厂生产的产品经测量其含湿率为2.5%。

a)试折合为回潮率为多少？

b)若知回潮率为2%，那么该纤维的每1000公斤的标准重量是多少？

3.已知某纤维厂生产PET长丝，规格为128支/3L根，试求a)该长丝的旦数，50

米卷重

（1）单根纤维的旦数

（2）单根纤维的断面直径是多少？（PET：ρ=1.38）

4.PET的纺丝温度为286℃，计量泵规格为0.6cm3/r，转速为15r/min，喷丝板孔

径为0.3mm，孔数为20孔，孔长为0.5mm，已知η0＝210Pa.s，试求流经每孔的yw和压力降Δp。若为非牛顿流体，非牛顿指数n＝0.78，η＝140 Pa.s时，其yw和Δp又为多少？

5.聚丙烯腈的硫氰酸钠浓水溶液，已知其20℃时的零切粘度为40Pa.S，非牛顿指

数为0.43，临界剪切速率为150S－1，粘流活化能为38KJ/mol，问：

（1）20℃时，把剪切速率提高到3×104S-1，其表观粘度为多少？

（2）把该溶液提高到60℃时其零切粘度为多少？

6.涤纶纺丝工艺中所用工艺参数为：纺丝温度280℃，吹风温度30℃，纺丝线上

固化点温度80℃,熔体密度ρ=1.20×10-3g/cm3 ,熔体比热容容1.88kJ/kg℃，卷绕丝密度1.38 g/cm3，空气导热系数2.6×10-4J/cm.s.℃,泵供量365g/min，空气运动粘度1.6×10-5m2/s,卷绕速度1000m/min，喷丝板规格Ø0.25mm×400孔，L/D=2，求：（1）纺丝线固化点前的平均直径；（2）纺丝线固化点前的平均速度；（3）纺丝线固化点前的平均给热系数；（4）固化时间。

7.PA6熔体纺丝条件为：熔体密度1.0 g/cm3,卷绕高度4.5m，泵供量2.4 cm3/min，

喷丝板孔径d0=0.076cm，空气粘度和密度分别为：19.2×10-6Pa.s，和

1.2×10-3g/cm3，Cf=0.37Re-0.01,表面张力λ为5.0×10-4N/cm2,在两种纺丝速度

（100m/min，1000m/min）下的卷绕张力FL分别为4.0×10-3N和1.0×10-2N，沿纺程丝条直径变化如下表所示：

8.试求丝条在两种纺速下的重力，惯性力，流变阻力，空气摩擦阻力和表面张力。

当纺速进一步提高时，这些力的变化趋势如何？

简答题

1.比较熔融纺丝、湿法纺丝和干法纺丝的异同点。

2.列举六种可观察到聚合物流体弹性的现象。

3.用聚合物、溶剂、凝固剂三元相图说明湿纺、干纺和冻胶纺的相分离过程。

4.在橡胶的塑炼过程中，机械力、氧和温度是如何影响塑炼效果的？

5.胶接理论主要有哪几种，胶接接头的强度主要取决于哪几种界面结合力？

6.影响的ηo因素有哪些？

7.简述湿纺中形成皮芯结构的机理。

8.硫化过程中对硫化速度及硫化胶网络结构形成起决定作用的主要反应，可分为

哪四个主要反应阶段？

9.试述影响聚合物熔体剪切粘度的因素。

10.以SBS为例，说明热塑性弹性体为什么既具有橡胶状弹性又具有塑化成型性？

11.从热力学角度出发讨论高聚物结构变化对熔点的影响。

12.聚合物的取向结晶有何特点？

13.PA6和PET长丝拉伸方法有何不同？为什么？

14.PET纤维在拉伸过程中其结晶和取向结构有何变化？

15.硫化过程中对硫化速度及硫化胶网络结构形成起决定作用的主要反应，可分为

哪四个主要反应阶段？

16.试述影响聚合物流体剪切粘度的因素。

17.试述影响湿纺初生纤维横截面的因素，并结合纺丝工艺条件加以讨论。

18.阐明引起溶纺（或干纺或湿纺）非稳态纺丝的原因，并举例讨论其影响因素。

19.简述影响溶解度的结构因素。

20.工业生产中应如何选择溶剂？

21.如何表征聚合物流体的弹性？

22.试述纺丝过程的基本规律。

23.试述取向结晶有何特点。

24.连续拉伸可分为哪三个区，各个区之间丝条或丝束的运动速度和张力有何不

同？

25.熔融纺丝所得到的初生纤维，其结构对拉伸性能有何影响？

26.PET纤维在拉伸过程中其结晶和取向结构有何变化？

27.热定型过程中纤维结构和性能发生了哪些变化？

28.为什么硅橡胶的耐低温性能特别好？

29.塑炼过程中氧气和温度对塑炼效果有何影响？

30.硫化过程中对硫化速度及硫化胶网络结构形成起决定作用的主要反应，可分为

哪四个主要反应阶段？

31.胶接理论主要有哪几种，胶接接头的强度主要取决于哪几种界面结合力？

32.在涂料的生产过程中，颜料粒子是如何稳定分散在涂料中的？

33.熔纺纺程上的温度分布方程是在什么条件下导出的？

34.试述动力学结晶能力G的物理意义，并解释K-T曲线上出现极大值的原因。

35.熔融纺丝过程有哪些几类参数及其主要内容

36.纺丝线上拉伸应变速率为什么会变化及如何变化？

37.何谓稳态纺丝及非稳态纺丝？哪些因素影响初生纤维的线密度的不均一性？

38.熔纺纺程α的控制因素（丝条运动速度和吹风速度）是怎样变化的，它有什么

实际意义？

39.纺程上Ⅰ区，Ⅱ区，Ⅲa,Ⅲb,以及Ⅳ区的特点如何？

40.进行拉伸的方式有那几种？各适用于何种纤维？

41.何为细颈拉伸、冷拉伸、均匀拉伸？无定型聚合物、结晶聚合物、冻胶初生纤

维在拉伸行为上有何不同？

42.拉伸条件对拉伸曲线有何影响？试归纳其变化规律。

43.影响熔纺初生纤维拉伸应力的因素有哪些？通常采取哪些措施提高其拉伸倍

数，从而使拉伸均匀？

44.影响拉伸工艺稳定性的因素有哪些？

45.试述拉伸过程涉及三种形变机理，它们之间的关系如何？

46.为什么非晶取向因素是决定纤维强伸的主要因素？

47.试用蠕变方程解释纤维在拉伸中的形变机理。

48.影响松弛时间的因素有哪些？它们如何影响高弹形变的发展？

49.叙述分子网络理论的基本模型，Nc、Ns、η、α在分子网络理论中的含义。

50.热定型所需时间、温度受哪些因素影响？

51.选择定型温度一般要考虑哪些因素？为什么热定型温度一定要高于Tg?

52.何谓经验“转变温度”？它在热定型工艺中有何意义？

53.如何控制工艺条件制备高收缩纤维？

名词解释

1.化学纤维

2.人造纤维

3.合成纤维

4.再生纤维

5.复合纤维

6.异形纤维

7.丝束

8.差别化纤维

9.高性能纤维

10.功能纤维

11.智能材料

12.液晶

13.冻胶纺丝

14.静电纺丝

15.线密度