高分子材料成型原理沈新元简答题答案1

简答题

1.比较熔融纺丝、湿法纺丝和干法纺丝的异同点。

（1）相同点：

（2）不同点：与熔纺不同，湿法成形过程中除有传热外，传质十分突出，有时还伴有化学反应.。在干纺中，力学因素和传热因素的作用是次要的，纺丝线和周围介质之间的传质强度以及各种浓度所控制的转变起主要作用。.

（3）机理差别：由于湿纺初生纤维含有大量的凝固浴液而溶胀，大分子具有很大的活动性，因此湿纺初生纤维的超分子结构接近于热力学平衡状态，而其形态结构却对纺丝工艺极为敏感.干法纺丝：将聚合物溶于挥发性溶剂中，通过喷丝孔喷出细流，在热空气中形成纤维的纺丝方法.

2.列举六种可观察到聚合物流体弹性的现象。

（1）流体的弹性回缩（2）聚合物流体的蠕变松弛（3）孔口胀大效应

（4）爬杆效应（5）剩余压力现象（6）孔道的虚构长度（7）无管虹吸现象

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。

当夹角＝0时， SD沿S－P线向S靠近，相应的通量比JS/JN＝－∞，即纺丝原液不断地被纯溶剂所稀释。

当＝π时，SD向P靠近，通量比JS/JN＝∞，相当于干法纺丝，即纺丝原液中的溶剂不断蒸发，使原液中聚合物浓度不断上升，直至完全凝固。

①区: －∞≤ JS/JN ≤u* (第一临界切线)。

沿纺丝线组成变化路径,聚合物浓度下降 (即溶剂扩散速度小于凝固剂的扩散速度)

无相分离，不固化。

②区: u*< JS/JN ≤1 (上限，即溶剂与凝固剂的扩散速度相等)。

沿纺丝线途径聚合物含量下降 (凝固剂浓度增加) 有相分离，固化。

③区: 1< JS/JN ≤u** (第二临界切线)

沿纺丝线途径聚合物浓度增加，有相分离，固化。通常的湿法纺丝以③区为多。

④区: u**< JS/JN ≤∞ (上限为干法纺丝)

聚合物含量增加，无相分离，固化，形成致密而均匀的结构

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

（1）胶接的吸附理论（2）胶接的扩散理论（3）胶接的静电理论（4）胶接的机械连接理论（5）胶接的化学键理论 (6)弱边界层

（1）胶黏剂本身的内聚强度（2）粘结剂与被粘物之间的粘附力，包括化学键力，分子间作用力，界面静电引力及机械嵌合力。

6.影响的ηo因素有哪些

材料的平均分子量，粘流活化能

7.简述湿纺中形成皮芯结构的机理。

主要是细流外边和内部的凝固机理不同.

①细流外边的凝固:

主要由于溶剂向凝固浴扩散,使细流中溶剂浓度低于临界浓度,于是聚合物析出;此时P-S-N体系中聚合物含量高,因此结构致密.

②细流内部的凝固

溶剂向凝固浴扩散,凝固浴中的沉淀剂向原液细流扩散,使溶剂浓度不断下降,当细流中溶剂浓度低于临界浓度, 聚合物析出,但此时P-S-N体系中聚合物含量不高,内部含有较多溶剂和沉淀剂,因此结构较松散

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

（1）硫化体系各组分间相互作用生成中间化合物，这些中间化合物是事实上的硫化剂；

（2）中间化学物与橡胶相互作用在橡胶分子链上生成活性侧基；

（3）这些活性侧基相互间或与橡胶分子作用形成交联键；

（4）交联键的继续反应。

9.试述影响聚合物熔体剪切粘度的因素。

(一)聚合物分子结构的影响

1. 链结构的影响

2.平均分子量的影响

3.分子量分布的影响

(二) 聚合物溶液浓度的影响

(三) 温度的影响

(四) 溶剂性质的影响

1.溶剂的粘度s影响聚合物浓溶液的粘度0

s ↑0 ↑(C相同时)

2. 溶剂的溶解能力影响0

3.溶剂中混入的可溶性杂质或添加剂的影响

(五)混合的影响

(六) 流体静压的影响

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。

1.等规稀类聚合物：即等规聚-a稀烃，随取代基的空间位阻增大，主链内旋转

位阻增加，分子链的柔顺性降低，熔点升高。

当侧链长度继续增加时，会使熔点回升。

当取代基为体积庞大基团时，由于内旋转的空间位阻，使分子链刚性增加，熔点升高。这类取代基的空间位阻越大，熔点升高越多。

2.脂肪族聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚脲：这类聚合物随重复单元的增加，逐渐趋

于聚乙烯的熔点。

3 .主链含苯环或其它刚性结构的高聚物：主链含有环状结构或共扼结构的聚合物，都使链的刚性增加，具有比对应的饱和脂肪链聚合物高得多的熔点。对位芳族高聚物的熔点比相应的间位芳族高聚物的熔点要高。

12.聚合物的取向结晶有何特点

特点：结晶聚合物的结晶速度随张应力和纺速的提高而增加，结晶体的结构随纺速不同而不同。结晶聚合物的形态随分子取向程度的不同而变化，结晶温度和结晶速率升高。（1、从结晶理论来看，大分子取向规整区域越大，生成晶核的临界温度越高。2，从热力学来看，取向比未取向体系的熵值低，所以从熔体转变成晶体时，取向体系的熵值变化较小，即自由能变化较大，这样，就能使那些在未取向体系中不稳定的亚稳晶核稳定下来，即增大晶核的生成速率。

13.PA6和PET长丝拉伸方法有何不同为什么

PA6是室温拉伸，因为它的玻璃化温度低，结晶度低。PET是热拉伸，因为它的玻璃化温度高，结晶度低。

14.PET纤维在拉伸过程中其结晶和取向结构有何变化

15.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。

（1）传质通量比(Js/JN) （2）固化表面层硬度（3）喷丝孔形状

讨论：

（1）当JS / JN <1时，丝条就溶胀，纤维的横截面是圆形的。