高分子材料成型原理期末復(fù)習(xí)資料全解

1、名稱：2015秋高分子材料成型原理期末復(fù)習(xí)資料3.（D）屬于功能纖維。第二章一、選擇題A.非極性高聚物與極性溶劑B.非極性高聚物與非極性溶劑C.極性高聚物與極性溶劑D.極性高聚物與非極性溶劑2纖維素黃酸酯-氫氧化鈉水溶液體系的平衡相圖具有（ C ）有利于纖維素黃酸酯溶解度的提高。第一章、選擇題1.屬于化學(xué)合成高分子。a.甲殼素b.聚乳酸c.淀粉d.細(xì)菌纖維素2.屬于高性能纖維。a.粘膠纖維b.聚酯纖維c.聚丙烯腈纖維d.碳纖維a.下臨界混溶溫度升高b.上臨界混溶溫度升高c.下臨界混溶溫度降低d.上臨界混溶溫度降低a.粘膠纖維b.聚酯纖維c.聚丙烯腈纖維d.導(dǎo)電纖維1.“溶解度參數(shù)相近原則”適用

2、于估計B）的互溶性。特征，（ ）溫度名稱：2015秋高分子材料成型原理期末復(fù)習(xí)資料a.剪切b.彎曲、簡答題1.簡述聚合物熔融的主要方法。2.簡述聚合物在螺桿擠壓機(jī)中熔融的能量來源。答：(1)裝在機(jī)筒外壁的加熱器，使能量在機(jī)筒沿螺槽深度方向自上而下傳導(dǎo)。(2)隨著螺桿的轉(zhuǎn)動，筒壁上的熔膜被強(qiáng)制刮下來移走，而使熔融層受到剪 切作用，使部分機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?.簡述選擇聚合物溶劑的基本原則。答：聚合物溶劑的選擇原則：1)聚合物和溶劑的極性相近規(guī)律相似相溶：聚合物和溶劑的極性越接近，越容易互溶。2)溶度參數(shù)理論對于非極性聚合物盡可能找到聚合物溶度參數(shù)s相近的非極性溶劑對于極性較高或者易形成氫鍵的聚合物

3、或者溶劑，只有當(dāng)聚合物與溶劑的Sh分別接近時才能很好地混溶。(3)高分子-溶劑相互作用參數(shù)(哈金斯參數(shù)1X 1越小，溶劑的溶解能力越大，一般X 1V 0.5為良溶劑。4.聚氯乙烯的溶解度參數(shù)S值與氯仿和四氫呋喃接近，但為什么四氫呋喃能很好地溶解聚氯乙烯而氯仿不能與聚氯乙烯混溶第三章、選擇題1在聚合物物理改性的混合過程中，其混合機(jī)理不包括(d、S p、SB)作用。、簡答題1.簡述混合過程的三種基本運(yùn)動形式及其聚合物加工中的作用。2.根據(jù)混合理論，聚合物共混體系與聚合物一添加劑體系涉及的混合機(jī)理有何差別？3.簡述分散混合過程中發(fā)生的作用。第四章選擇題1, C ）曲線上非牛頓區(qū)的直線斜率即非牛頓流動

4、指數(shù) ya. Ig CT - Igb_ Ig Tl a Ig爲(wèi)邁一Ig仰ad” Lg a 2對于切力變稀的紡絲流休=（）D一Tipllo且C.拉伸d.分流、合并和置換3.高聚物的分子量分布加寬,其流體的臨界剪切速率一般向（ 彈性一般C）oA.高施小B高，増大C低朋小D低，増大值移動值移動2對于切力變稀的紡絲流體( A )。彈性般( D )。二、簡答題1.簡述聚合物流體切力變稀的原因。三、討論題第五章、選擇題1.熔紡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,橫吹風(fēng)時的傳熱系數(shù)與縱向吹風(fēng)時的傳熱系數(shù)相比,1( A )曲線上非牛頓區(qū)的直線斜率即非頓流動指數(shù)n。3高景物的分子量分布加寬，其流體的%界剪切速率般向( )值移動，A高

5、堿小B高增大C低堿小低增大答：(1)大分子鏈間纏結(jié)點(diǎn)的解除，擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)理論：聚合物流體中的纏結(jié)點(diǎn)具有瞬變性，可不斷拆散和重建，并在某一特定條件下達(dá)到動態(tài)平衡，因此，此種流體可看成瞬變網(wǎng)絡(luò)體系。y T,纏結(jié)點(diǎn)濃度J2)大分子鏈段取向效應(yīng)y T,鏈段取向T流層間牽曳力Jn a Jo3)大分子鏈的脫溶劑化(濃溶液情況)聚合物濃溶液：T,脫溶劑化T大分子鏈有效尺寸Jn aJ。1.試述聚合物分子結(jié)構(gòu)對聚合物流體剪切粘性的影響。2.試述聚合物溶液濃度對剪切粘性的影響。3.試述影響聚合物流體拉伸粘性的因素。4.試述影響聚合物流體彈性的因素。a.兩者相同b.前者是后者的兩倍c.后者是前者的兩倍nHl溫度對各組

6、分的擴(kuò)散速率的影響不同隨著凝固浴濃度的增加，Ds.DvDv均下降;凝固浴濃度超過臨界 值,D D； TDTDs s和D D申隨凝固浴中溶劑含量的變化有極小值.二、簡答題1.簡述在紡絲過程中非正常細(xì)流形成的原因及避免其出現(xiàn)的措施。二、討論題1.試述根據(jù)拉伸應(yīng)變速率不同而將整個熔體紡絲線分成的三個區(qū)域中速度和軸d.在紡絲線上段，前者是后者的兩倍;在紡絲線下段，后者是前者的兩倍2.熔體紡絲過程的取向主要是（B）的作用。a.噴絲孔道中的剪切流動取向b.紡絲線上的拉伸流動取向c.紡絲線上的拉伸形變?nèi)∠騞.3. 濕法紡絲采用（C）時，其紡絲線上的膨化區(qū)消失。a.零拉伸b.負(fù)拉伸c.正拉伸d.零拉伸和正拉伸

7、4.溶劑的擴(kuò)散系數(shù)和凝固劑的擴(kuò)散系數(shù)隨凝固浴中溶劑含量的增加而a.增大b.減小c.有極小值d.有極大值分析舟凝固浴濃度對擴(kuò)散來敖的影響-向速度梯度分布的特征及其對初生纖維結(jié)構(gòu)的影響。3.試討論成纖聚合物在熔體紡絲線上取向度的變化規(guī)律及其原因。4.試述影響濕紡初生纖維橫截面形狀的主要因素，并結(jié)合紡絲工藝條件進(jìn)行討論。5.試述濕法成形中纖維橫截面出現(xiàn)皮層與芯層差異的原因及皮層的特點(diǎn)。6.試述試述濕紡初生纖維中形成空隙的機(jī)理及其影響因素。7.為什么說濕紡初生纖維微孔的形成是不可避免的？哪些因素可影響微孔的生成？1、熔體紡絲線上的速度、速度梯度、拉伸粘度及直徑通常是怎樣分布的？初生纖維結(jié)構(gòu)主要在何處形

8、成?答：1）速度分布S烤體的等溫穩(wěn)態(tài)紡絲為例如果在不考慮速度在絲條的戴0上的井布則，其速度分布有 皆*.二常數(shù)*其中可以適過溫度分布T g來確定八-禱布不均勻，在出口遺犬直徑最大的截面之前運(yùn)動是減速的，經(jīng)過最大直徑汶后又逐步力噠, 到固化后速A基本上対此恒定。a 速度梯度同椒等溫穩(wěn)態(tài)紡幼例則其軸向就梯度有紳=牛根抿拉伸應(yīng)b變速率的不同可汰將整個紡絲線分成？部分.1區(qū)中，秋歸対員值，即學(xué) 6 在細(xì)淙ov最大直徑處，如=5II E由于在張力的作用下.細(xì)演逐漸被拉長變1田，故II沿沿紡程CLX的藝優(yōu)呈S形J則拐點(diǎn)把IIE分成II尼和II尼，其中II尼中込沁、甞II尼中空氷 竺1=0、空=6 HIE中

9、宙于纖維已經(jīng)固他!皿不效 心出*出r3）由于溫度的降低和拉W應(yīng)變速率的増大，拉 tt 粘度增大，最后固化*4 塑條直徑隨著噴絲楨距劇増大單一的減小到脊繞直任但對紡絲線上發(fā)生結(jié)晶的情況，當(dāng)紡聖速度在600（血mm臥上時，S伸過理中存在看一處絲茶直徑急劇減小的位S。莉?yàn)轭i縮。 IIS的鞏為出現(xiàn)極大值，是熔體細(xì)流向出生纖維轄化的重S過渡階段，是巻生拉訥冊成初生纖維結(jié)構(gòu)的區(qū)域。因此初生纖維結(jié)構(gòu)主S在II尼形淼2、用毛細(xì)管流變儀測定聚丙烯熔體的剪切速率與剪切應(yīng)力ffl 毛細(xì)管流變儀測定聚丙烯熔體的切速率與剪切應(yīng)力的關(guān)系如下表 F 已知熔體 符合幕律定律氐=尺尹，求非牛頓扌鐵n和裘觀粘度叫 當(dāng)7 = 5.

10、0 0,對應(yīng)的6 丄和表觀粘度tU各為多少？Y理6270430.6S11.051.702.704.50Qi: (Pa) 1050154022303H0428056607310S33O1dx解：由上表知臥及巧：=口異扣-0.77-0.77-C.57-C.57-037-037-0.17-0.170.00.0：0.230.230.430.430.630.63塔3.023.023.193.195.355.353 3腫33335.755.753$63$63.9?3.9?5618061805700570051?051?0457045704080408033303330271027101 1舛0 0解：1)

11、由于 特數(shù)X支數(shù)=1000 f (旦數(shù)/9) X支數(shù)=1000則旦數(shù)=9000/支數(shù)=9000/128=70.3旦50m的卷重=(50/9) X 70.3125=0.39gig-；壬其育線方稈劃JsCrJsCr = = 3.57d-O3.57d-O ssjgzssjgz則知K K非牛頓指2121 = = 0.650.65由 6 上=疋-尹活口 5 = 失當(dāng)： =5_=5_ 05-005-0寸3、已知某纖維廠生產(chǎn)滌綸長絲，規(guī)格為128支/36根，試計算:(1)該長絲的旦數(shù)，50m的卷重(2)單根纖維的旦數(shù)分支數(shù)(3)單根纖維的斷面直徑是多少？(P =1.383)通過OriginproOrigin

12、pro 7.7.5 5作如下圖2）單根纖維的分支數(shù)=128/36=3.556支單根纖維的旦數(shù)=70.3/36=1.95旦3)d=(4np L)1/2其中取L=1m 1.95/9=0.217、p=1.383、代入得1.4X10-24、某流體在30C時的零切粘度（n0）為35S粘流活化能為36,問其溫度提高到60 C時的零切粘度為多少?解=由公式W =丄円（瓦彈n知在其任意溫度時得粘度m由由7二勢P2&瓦=36kJfnioL R=8314. Ti=i33K. 7帀I =9一6666 PaPa S S承上題.若該濬液3此時的N值為0.415, 4=1亦 r 問苴剪切速率瀕高到1時，苴表觀粘度

13、為多少？解=由公式戸=K-了 m 得其任意剪切速率時的表觀粘虞HI由z.=35Pa-S.-150S-10S- 11=0.415M可I 3-C PsS5、導(dǎo)出紡絲線上穩(wěn)態(tài)軸向平均溫度T（x）的解析式，并根據(jù)此求紡絲線上的固化長度和討論影響的因素。解：固化長度E何從放絲線上的速度分布、溫度分布和直徑變化的實(shí)蝮求得。從其溫度分.dT -Aa(T-T：y-加-壬b4ti工L - dx丁5其中盤為傳熱系數(shù)，等容熱容兀？環(huán)境介質(zhì)溫度，為每個噴絲孔熔休擠岀量。4 金徨對上式進(jìn)行積分得r T十7_? isdci_hlhl-二I I-tftf r rT.T. Trc_ _J-J-b b= r十世一/;）已社甕

14、J：-7i殳其固化點(diǎn)溫度希兀.固化長度兀帶入上式中得其固化悵度L=竺二也逵*7罷-T.其式中托、7都是走值跖 G 對其影響不大，其紡垃又為穩(wěn)態(tài)貝M變化也不大，則可以看出，影響*的王要因素S兀和/66熔體紡絲體紡絲條件対：焙體度1.0呂心U訂 卷繞高度4,5m,泵供量2.4CEUCEU, ,口賁絲板孔徑d0.076ciii .空氣粘度和密度分別均=19.2 X lOPa- 5,和L-2X1。泊cm ,U 尸ORRL比界面張力X 3 5.0 x 1 OfTcm.在兩種紡圣連度C 100m min. 1000m min；）下的卷絳張力Fi分別沽4.0 X lON和14 X lOST,沿 紡程絲雜宜徑

15、變化S D T表所示rx(cm)x(cm)1010202030304-04-0505060607070d(x)(n)紡速lOOtnmiii0/0440.0300.0240.020O.OIS0.017O.Qie紡速t CXHhn min0 0360 0240.O150 01?0 0100 DOS0 007試求絲條在兩種紡速下的董力噴性力，裁變阻力，空氣摩擦阻力和表面 張丈 4 當(dāng)纟方速進(jìn)一步提高時，這些力的變化趨勢如何T解；根據(jù)泵供量2.4 cminin計算得V529cm min兀=0戸佗-_）.巧（/）=戸比：+心-兀一幵-乓、八打hM匚a為常數(shù)）以及P =1.0巨cm、L=4_5m A Q?

16、.4 cm mill 0=0-37RB句、=5.0X10N/cm g=10N/Kg可計算得xCxC nn101020203030-w50506060F=uNuN紡誄 OftmOftm miTimiTi0-0152.01410.01360.01260.01270.01360.0141紡速1-QOQm.-1-QOQm.- rriTnrriTno_oo_o 1 1 ONONu.ooy0.00530.0053 jOO5jOO50.00.0 DsyDsyO_ODS0.0020.002/cN/cN紡速IOOIOOTLLTLLiiiiiiiiiiii0_005.00720.00S2o.ooss0.00910

17、_00930.0094紡迪l-CKKl-CKK . . minmin0-000-00 S3S3.00S2.00S2 1 10.00P60.010.01 0 0 1 10.01040.01040-0107O.OlOBO.OlOBF-LNLNlOOinlOOin tulatula0.0003.0004040X0.00003W0.QQ30312lOOOm/BQirLlOOOm/BQirL(J_OD5fo(J_OD5fo(j.ouysu.ui ly(J.U145(J.U145.ui.ui yyO_O1S6 . .206206_/cN_/cN+ +紡速lOOtnlOOtn minmin0, 0070,

18、01310. 03100.04 740. 0D330. 0G70, 07C.lOOOnunlinlOOOnunlin0.01220.0122.O31S.O31S0.0870.13730.13730.20020.2002.31470.41220.4122解：諄兩固化點(diǎn)、的位竄九旳、X2.固化后絲條肓徑基本不或，S動速度也不璧化。by= = t Uj-QJ J；亠二6山4=2 *P9p -孔 AT；) =R-XU 干-飛 L；由公式行=j 宮加Jr）應(yīng)、兀=27T（R-F = = 1 Q“、；曲-屈 rdo0.076ciTi X /? = 1一2 X 10，寸cm、7、試推導(dǎo)溶體紡絲線上空氣阻力系

19、數(shù)武中兀 H 向福吉堯弓長力.二為左 r 檢度.J均紡十彳全，x.均紡齊呈。n J =一 7 V TT/iX8、紡絲溫度為286 CFET紡絲溫度為286X2.卄量泵規(guī)格為0.6cm5轉(zhuǎn)數(shù)15pmin ,嘖絲板孔徑0.25mm,孔數(shù)3衛(wèi)孔孔長為0.5nwi,試求流經(jīng)每個孔的九 和壓力降A(chǔ)P。已知嘰=2WPM-S兒 若為非牛頓流體，n=0,78,口 =1425時，其扎和壓力降A(chǔ)p又為多少.解：由公式豹戀巧汗心=守=警其中單孔的S2-4.69X Wcm S. R=O.125ffLm.化二21OP呂S、L=0.5min知.：=30575-A/ = 5.14X10Pa若為非牛頓流體時茨通過其修正公式幾

20、 =沖+ 1）其中n=O.7S-.0=4.69XlO-cm s. R=O_l?5fnm知乙=327沾J而AP的算法不孌則AP = 3,67X10-spa 9、16%勺聚乙烯醇溶液密度為1.0033，在98 C下用=9/0.85的毛細(xì)管獲得實(shí)驗(yàn)16%的聚乙烯醇溶液密度為1-003歐m3 ,在98t下用LD=9/0.85的毛細(xì)管獲 得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下，壓力降（Pa）濟(jì)岀時間（S）流董W (g)9.81x12607.21501.96xia-*206.61772.94x104106.54783.92x11010.81964.90滬8.45555.88x104512.33146.86x10416.21867

21、.84x1卜522.19278.82x1卜517.6028繪制實(shí)驗(yàn)測得的流動曲線（覽 求溶液的非牛頓指數(shù)n值（平均值入各組數(shù)據(jù)的表觀粘度。解：根據(jù)公式=%=警、？=葺、巧；以及tp nR序號12 23 345 56 67s9 9% （乙）231.65231.65462.73462.736944769447925.56925.561156,W1156,W13SS.3313SS.3316191619 72721S51.111S51.1120S2.520S2.52362362.6?2.6?2.842.842.972.973.063.063.143.143213213273273-323-322(10

22、m/J)0.120.120330330.650.65l.OSl.OSl.9l.92462465235234434431831837(D11911191 3 35476.25476.210786,410786,4門92292228044.528044.540822.240822.2636006360073513J73513J 97077.297077.2Is 73,303,303.743.744.034.03425425443443 61614.734.734.874.874.994.990.1160.1160.0950.0950 0如如005200520.0410.0410.0340.0340.0300.0300.0250.0250.0210.021iSilOriginpro 7.5作如下圖+L9p = 1.003gW , = = 10.591