聚合物流變學習試題庫完整

1、1. 一個紙杯裝滿水置于桌面上，用一發(fā)子彈從桌面下部射入杯子，并從杯子的水中穿出， 杯子仍位于桌面不動。如果杯里裝的是高聚物溶液，這次子彈把杯子打出8米遠，解釋之。答：低分子液體如水的松弛時間是非常短的，它比子彈穿過杯子的時間還要短，因而雖然子彈穿過水那一瞬間有黏性摩擦，但它不足以帶走杯子。高分子溶液的松弛時間比水大幾個數(shù)量級，即聚合物分子鏈來不及響應， 所以子彈將它的動 量轉換給這個“子彈-液體-杯子”體系，從而子彈把杯子帶走了。2. 已知增塑PVC的Tg為338K, Tf為418K,流動活化能E8.31kJ mol,433K時的粘度為 5Pa. s。求此增塑 PVC在338K和473K時的

2、粘度各為多大？答：在Tg Tg 100 C范圍內，用 WLF經驗方程計算9917.44(433 338)51.6 (433 338)433logTg11.3015log Tg log 511.3015 12.004Tg1210PaE /RT0e或 (473)z8.31 103、 exp()8.31 473z8.31 103、 exp()又因為473K>Tf，故用 Arrhenius 公式計算，你）5 0.82264.1Pa s3.溶液的粘度隨著溫度的升高而下降，高分子溶液的特性粘數(shù)在不良溶劑中隨溫度的升高4330.8226(433)而升高，怎樣理解？答：在常溫下，線團密度很大時，隨溫度升

3、高，線團趨向松解，粘度增高。在良溶劑中線團密度已經很小，隨著溫度的升高，線團密度變化不大，粘度降低。4. 為何同一種高聚物分子量分布寬的較分布窄的易于擠出或注射成型?分子量分布寬的試樣的粘度對切變速率更敏感，隨切變速率的提高，粘度比窄分布的試樣低。5. 為什么高分子熔體的表觀粘度小于其真實粘度？6. 不受外力作用時橡皮筋受熱伸長；在恒定外力作用下， 受熱收縮，試用高彈性熱力學理論解釋.答：（1）不受外力作用，橡皮筋受熱伸長是由于正常的熱膨脹現(xiàn)象，本質是分子的熱運動。（2）恒定外力下，受熱收縮。分子鏈被伸長后傾向于收縮卷曲，加熱有利于分子運動，從而利于收縮。其彈性主要是由熵變引起的,Tdsfdl

4、 中, f =定值，所以,dl TdSf 0即收縮，而且隨t增加，收縮增加。7、在橡膠下懸一砝碼，保持外界不變，升溫時會發(fā)生什么現(xiàn)象？解：橡膠在張力（拉力）的作用下產生形變，主要是熵變化，即蜷曲的大分子鏈在張力的作 用下變得伸展，構象數(shù)減少。熵減少是不穩(wěn)定的狀態(tài)，當加熱時，有利于單鍵的內旋轉，使 之因構象數(shù)增加而卷曲，所以在保持外界不變時，升溫會發(fā)生回縮現(xiàn)象。9. 今有B-S-B型、S-B-S型及S-I-S型、I-S-I型四種嵌段共聚物，其中哪些可作熱塑性橡膠，為什么？ （B代表丁二烯，I代表異戊二烯）答：只有S-B-S和S-I-S兩種嵌段共聚物可作熱塑性橡膠，其余兩種不行。因為S-B-S和S

5、-I-S的軟段在中間，軟段的兩端固定在玻璃態(tài)的聚苯乙烯中，相當于用化學鍵交聯(lián)的橡膠，形成了對彈性有貢獻的有效鏈一一網鏈。而B-S-B和I-S-I軟段在兩端，硬段在中間。軟段的一端固定在玻璃態(tài)的聚苯乙烯中，相當于橡膠鏈的一端被固定在交聯(lián)點上，另一端是自由活動的端鏈，而不是一個交聯(lián)網。由于端鏈對彈性沒有貢獻，所以，這樣的嵌段共聚物不能作橡膠使用。10. 按常識，溫度越高，橡皮越軟；而平衡高彈性的特點之一卻是溫度愈高，高彈平衡模量越高。這兩個事實有矛盾嗎？為什么?答：按常識，溫度越高，橡皮越軟；而平衡高彈性的特點之一卻是溫度愈高，高彈平衡模量越高。這兩個事實不矛盾。RT原因：1） E 3,T升高，高

6、分子熱運動Me加劇，分子鏈趨于卷曲構象的傾向更大，回縮力更大，故高彈平衡模量越高；2）實際形變?yōu)榉抢硐霃椥孕巫?，形變的發(fā)展需要 一定的松弛時間，這個松弛過程在高溫時比較快，而 低溫時較慢，松弛時間較長，如圖。按常識觀察到的 溫度越高，橡皮越軟就發(fā)生在非平衡態(tài)，即t<t 0時。11. 為什么說實際橡膠彈性中帶粘性，高聚物粘性熔體中又帶彈性？列舉它們的具體表現(xiàn)。如何減少橡膠的粘性？在擠出成型中如何減小制品中的彈性成分？答：實際橡膠彈性中帶粘性的原因：外力作用下分子鏈的質心發(fā)生位移，需克服內摩擦力，是不可逆形變。表現(xiàn)形式：蠕變、應力松弛、滯后與內耗。減少橡膠的粘性：減少分子 鏈質心位移，如引入

7、剛性成分，適度交聯(lián)等。高聚物粘性熔體帶彈性的原因：分子鏈質心的遷移是通過鏈段的協(xié)同運動實現(xiàn)的，外力去除后，通過鏈段的運動不可避免的要恢復一部分，表現(xiàn)出彈性。高聚物粘性熔體帶彈性的表現(xiàn)：法向應力效應、擠出物脹大、不穩(wěn)定流動等。減小成型制品中的彈性成分：提高熔體溫度；降低擠出速率；降低分子量，減小分子量分布；增加毛細管直徑，增加口模長徑比； 將出口設計為流線形等。12. 為什么高聚物玻璃比小分子玻璃韌性好？說明雙軸拉伸定向有機玻璃與普通非定向有機玻璃在模量、強度、韌性上的主要差別并解釋原因。答：雙軸拉伸定向有機玻璃在取向的x,y方向上的模量、強度提高，韌性也提高， 而在垂直于取向的方向上模量和強度

8、比非定向有機玻璃減小。（2分）解釋原因：1）取向后，高分子鏈沿取向方向排列，原子間以化學鍵結合為主，而未取向方向上原子間以范德華力為主；b2）材料在拉伸取向的過程中，能通過鏈段運動，使局部高應力 區(qū)發(fā)生應力松弛，使材料內的應力分布均化，這也是取向后 強度提高的原因之一。（可不答）3）取向對屈服強度的影響遠低于對斷裂強度的影響。因此，當材料的斷裂強度隨取向程度提高時，材料的脆化溫度下降（如圖）.未拉伸普通有機玻璃的 Tb在室溫附近，而雙軸拉伸定向有機玻璃的 Tb低于室溫。拉伸度足夠高時，Tb可下降到-40 C。因此，在常溫下，雙軸拉伸定向有機玻璃處于不脆區(qū)，不僅強度比普通有機 玻璃的高，而且韌性

9、也好得多。13. 如果把高分子材料在熔點或玻璃化以下進行退火處理，其蠕變速度有何變化？為什么？14. 聚合物在玻璃化轉變區(qū)域出現(xiàn)一個內耗峰，為什么？15. 何謂高彈形變和強迫高彈形變 ？有何異同？出現(xiàn)強迫高彈形變的條件是什么？16. 能否說“溫度愈高，蠕變速率和應力松弛速率愈快”？17. 高聚物的應力松馳現(xiàn)象，就是隨著時間的延長，應力逐漸衰減到零的現(xiàn)象。該說法正確 否？18試述聚合物分子量對流動活化能和熔體切粘度的影響。流動活化能與熔體切粘度的溫度敏 感性之間有什么關系？如何求聚合物的流動活化能。19. 在塑料擠出成型中，如發(fā)現(xiàn)制品出現(xiàn)竹節(jié)形、鯊魚皮一類缺陷，在工藝上應采取什么措施 消除這類缺

10、陷。20. 若在室溫下（25 C）對橡皮筋（輕度交聯(lián)橡膠）施加一適當?shù)闹匚?，試用曲線和公式表明其 形變隨時間的變化；今若提高試驗時的溫度（35 C）進行同樣的試驗， 其形變隨時間的變化會 有何不同，解釋之21. 在樓板上安裝振動裝置時，若樓板與機座間安放橡皮樓板的振動大大減弱或完全消失， 為什么？22. 已知聚甲基丙烯酸甲酯的應力松弛模量 E（t）-T曲線如題5-3圖所示，畫出圖中由指示狀 態(tài)下應力-應變行為（其它測試條件同）。為了降低高分子熔體的粘度， 對于剛性料：增加螺桿轉速和柱塞壓力（X）提高體系的溫度（）對于柔性料：提高料筒的溫度（X）提高螺桿轉速和柱塞壓力（）第一章習題1. 什么是流

11、變學（Rheology） ?流變學是力學的一個分支，它主要研究材料在外界作用下（應力、應變、溫度、電場、磁場、輻射等）的流動和變形的一門科學。2. 流變性實質一一“固-液兩相性”，“粘彈性”并存。3. 聚合物流變學 研究高分子液體，主要指高分子熔體與高分子溶液，在流動狀態(tài)下的 非線性粘彈行為，以及這種行為與材料結構及其它物理、化學性質的關系。4. 軟物質（Soft matter）也稱軟凝聚態(tài)物質（Soft con de nsed matter），是處于固體和理想流體之間的一類凝聚態(tài)物質，一般由大分子或基團組成，如液晶、聚合物、膠體、生物膜、泡沫、顆粒物質、兩親分子等，這類物質相對于弱的外界影響

12、（如施加給物質瞬間的或微弱 的刺激），能作出相當顯著的響應和變化。5. 流變學研究對象：軟物質；聚合物流變學研究對象：高分子溶液、高分子熔體、聚合物 基復合體系。軟物質：弱力引起大變化6. 聚合物流變學的研究方法 ：結構流變學、加工流變學（唯象性流變學）、實驗流變學7. 聚合物流變特點：多樣性、高彈性、時間依賴性：8. 聚合物主要流變行為：粘性流動、類橡膠彈性、胡克彈性、粘彈性、塑性形變和斷裂特 性9. 聚合物的結構特點? 高分子的鏈式結構：由很大數(shù)目（103-105 ）的結構單元組成。? 高分子鏈的柔順性：鏈的內旋轉產生非常多的構象，使主鏈彎曲而具有柔性。? 高分子結構的多分散性，不均一性。

13、? 凝聚態(tài)結構復雜：晶態(tài)（球晶、串晶、單晶、伸直鏈晶）、非晶態(tài)、液晶態(tài)結構、取向態(tài)結構等。第三章線性粘性與非線性粘性習題一、基本概念1. 流體、層流、湍流、牛頓流體、非牛頓流體、賓漢塑性體、假塑性流體、表觀粘度、觸 變體、流凝體、1、非牛頓流體；牛頓流體；粘流溫度2、表觀粘度；無窮大剪切粘度；零切粘度3、熔融指數(shù)；門尼粘度；幕律定律4、觸變體；流凝體5、拉伸粘度；動態(tài)粘度6、 巴拉斯效應；韋森堡效應；熔體破裂現(xiàn)象；擠出物脹大比；擠出物脹大現(xiàn)象二、判斷題1. 粘流溫度與外力大小和外力作用時間有關（ Y2. 聚合物的分子量大小對其玻璃化溫度影響不大。Y3. 分子量增加，Tf增大。Y4. 對Bing

14、ham塑性體，當切應力小于屈服應力時，其形變行為類似于虎克彈性體。Y5. 凡觸變體均可視為剪切變稀的假塑性體，但假塑性體未必為觸變體；同樣，凡震凝體均 可視為剪切變碉的脹流體，但脹流性體未必為震凝體。選擇與填空題：1、隨分子量的增加,Tf和E的變化趨勢（）a, Tf增加，E 基本不變；b,Tf 增加，E 增加；c,Tf基本不變；E基本不變2、 聚合物成型加工中，要減小柔性高分子的表觀粘度,?需提高剪切速率；而要減小剛性鏈高 分子的表觀粘度,?則提高溫度更為有效（）3、 高聚物的粘流活化能越高，其（）a.分子間作用力越小b.分子鏈越柔順c.分子鏈越剛硬或者分子間作用力越大4、隨分子量的增加，Tf

15、和 En的變化趨勢a、Tf增加， En基本不變；b、Tf增加， En增加;c、Tf基本不變， En 基本不變。5、 高聚物的粘流活化能越高，其（）a、分子間作用力越小；b、分子鏈越柔順6、 下列聚合物中，熔體粘度對溫度最敏感的是（）。A 、PE B 、PP C 、PC D 、PIB7、聚合物的粘流活化能一般與（）有關。A、溫度 B、切應力C切變速率D 、高分子的柔順性8、 下列四種聚合物中，粘流活化能最大的為（）。A、高密度聚乙烯， B順丁橡膠，C聚二甲基硅氧烷，D聚苯乙烯9、 對于同一種聚合物，在相同的條件下，流動性越好，熔融指數(shù)Ml越（）。A 、咼、B、低、10、 假塑性流體的粘度隨應變速

16、率的增大而 ，用幕律方程 表示時，n。11、 聚合物熔體的彈性響應包括 , 與。12、 對于相同分子量，不同分子量分布的聚合物流體，在低剪切速率下，分子量分布 的粘度高，在高剪切速率下，分子量分布 粘度高。13、 通常聚合物熔體屬于非牛頓流體中的（）型流體，其流動行為可以用（）公式描述，式中n值（）。14、加工聚碳酸酯時，可以采用（）有效方法來改善其加工流動性。15、非牛頓流體的主要類型有（）、（）和（）。16、高聚物熔體的彈性流變效應主要反映在（）、（）和（）三個方面。四、簡答題1、高分子熔體流動的特點2、影響聚合物熔體流動性的因素有哪些4、 試從非晶態(tài)高聚物自由體積與粘度的關系推導WLF方

17、程5、隨著剪切速率的增加，聚合物熔體的粘度會出現(xiàn)怎樣的變化。6、推導出幕律流體粘度和剪切速度的關系式，說明幕律公式和實際高聚物性質的差異7、 毛細管流變儀測定高分子流變性需考慮哪兩種修正？簡要說明修正方法？8、簡要說明同類高聚物分子量和分子量分布對聚合物流動性能的影響。9、什么叫剪切速率，它對聚合物熔體粘度的影響怎樣？10、 怎樣才能在成型加工中有效地調節(jié)聚碳酸酯和聚甲醛的流動性？為什么？11、分別畫出牛頓流體和假塑性流體的流動曲線和流變曲線并加以簡單說明。12、熔體破裂后會出現(xiàn)哪些現(xiàn)象13、 高聚物熔體彈性流變效應都有哪些？14、討論Tg、AEn、n。與分子量的關系。15、簡述假塑性流體和脹

18、塑性流體表觀粘度與剪切速率之間的關系，并用理論加以解釋。16、 為何同一種高聚物分子量分布寬的較分布窄的易于擠出或注射成型？17、 有兩種具有相同化學組成，近似相同密度和相同分子量聚合物，其中一種是線形的，另 一種是短支鏈形的，則此兩種聚合物的log nlogMw關系圖，定性表示怎樣？ ？并指出其纏 結分子量的不同。18、解釋下列粘性流動曲線（1）下圖是零切粘度（n。）與分子量（Mw）關系的log n。 logMw曲線在切變速率 丫 2丫1 的條件下，于B點分成BC和BD兩段，試說明曲線上 AB BC和BD各段曲線的趨勢及其原因。圖6-2切變速率對log n。-logMw曲線的影響.19、下圖

19、 （b）分別表示分子量大?。?M1 > M2）和分子量分布寬度指數(shù)（d1 > d2）的不同，對 表觀粘度（n a）和切變速度 丫1的依賴性，解釋出現(xiàn)上述曲線的原因圖6-3分子量對流動曲線的影響圖6-4分子分布對流動曲線的影響20、 熔體粘度隨聚合物分子量的增大而增大，但當分子量超過臨界值時，粘度與分子量的關 系由 log n =1.5 -2.0logM+A 變?yōu)?log n =3.4logM+A。21、 隨著剪切速率的增加，大多數(shù)高分子熔體的流動曲線會經歷三個區(qū)域即第一牛頓區(qū)、假 塑性區(qū)、第二牛頓區(qū)。22、高聚物熔體的流動是通過鏈段的協(xié)同作用來實現(xiàn)的。23、 氯化聚醚和聚碳酸酯在加

20、工中為了改善其加工流動性，各應選用何種加工條件更為有效, 為什么？24、聚碳酸酯熔體粘度受剪切速率的影響較小，而聚甲醛熔體粘度受剪切速率的影響較大。25、聚合物熔體擠出模口后，發(fā)生擠出物脹大現(xiàn)象26、從纏結理論出發(fā)，分析高聚物熔體和溶液的普適流動曲線27、以下為幾種流體的流動曲線，判斷其各屬哪種類型流體，畫出高分子熔體的流動曲線（log n - Log y ），并用作圖法求出其n 0n anm28、與小分子相比，高聚物熔體流動具有哪些特點，試用分子運動論討論。29、討論影響高聚物粘流溫度的主要因素30、降低柔性鏈（POM）剛性鏈（PC）熔體的粘度應該采取什么措施？31、 1）說明鏈結構對粘度的

21、影響 2）說明溫度對不同結構的聚合物的粘度的影響。32、為什么滌綸用熔融紡絲，而腈綸用濕法紡絲？16、溶液的粘度隨著溫度的升高而下降，高分子溶液的特性粘數(shù)在不良溶劑中隨溫度的升高而升高，怎樣理解？ 五、計算題1、 畫出牛頓流體，假塑性流體，賓漢流體的流動曲線，？并寫出 相應的函數(shù)表達式。2、什么叫非牛頓流體和假塑性流體 ？現(xiàn)有高密度聚乙烯， 聚碳酸酯，等規(guī)聚丙烯和聚甲基丙烯酸甲酯四種高聚物， 試指出哪些高聚物的溶體粘度對溫度的敏感性大，哪些高聚物的熔體粘度對剪切速率的敏感性大 ？為什么？基礎部分1、簡述引起熔體破碎的主要的原因。熔體破裂是液體不穩(wěn)定流動的一種現(xiàn)象。產生熔體破裂的原因主要是熔體中

22、的彈性回復 所引起。熔體在管道中流動時剪切速率分布的不均勻性使熔體中彈性能不均勻分布。當熔體中產 生的彈性應力一旦增加到與滯流動阻力相當時，粘滯阻力就不能再平衡彈性應力的作用，而彈性效應所致熔體流速在某一位置上的瞬時增大形成“彈性湍流”，即“應力破碎”現(xiàn)象。在園管中，如果產生彈性湍流的不穩(wěn)定點沿著管的周圍移動，則擠出物將呈螺旋狀， 如果不穩(wěn)定點在整個圓周上產生，就得到竹節(jié)狀的粗糙擠出物。產生不穩(wěn)定流動和熔體破裂現(xiàn)象的另一個原因是熔體剪切歷史的波動引起的。即剪切應 力不同，熔體所產生的彈性效應不同，從而使其彈性回復產生差異，形成熔體破裂。2、 將聚丙烯絲抽伸至相同伸長比，分別用冰水或90C熱水冷

23、卻后，再分別加熱到90C的二個聚丙烯絲試樣，哪種絲的收縮率高，為什么？用冰水的聚丙烯絲收縮率高，因為冰水冷卻時，冰水的溫度遠遠低于聚丙烯的最佳結晶 溫度，此時，聚丙烯絲的結構更多的保持了其紡絲過程中分子的取向狀態(tài)，而用90C熱水冷卻時，聚丙烯分子具有較為充分的解取向時間，當聚丙烯絲再次分別加熱到90C時，前者才進行較高程度的解取向，表現(xiàn)出較高的收縮率。3、簡述高聚物熔體流動的特點。由于高聚物大分子的長鏈結構和纏繞，聚合物熔體、溶液和懸浮體的流動行為遠比傷分 子液體復雜。在寬廣的剪切速率范圍內，這類液體流動時剪切力和剪切速率不再成比例關系， 液體的粘度也不是一個常此因而聚合物液體的流變行為不服從

24、牛頓流動定律。即非牛頓型流動。4、舉例說明高聚物熔體粘彈性行為的表現(xiàn)。聚合物流動過程最常見的彈性行為是端末效應和不穩(wěn)定流動。端末效應包括入口效應和?？谂蚧x模膨脹）即巴拉斯效應。不穩(wěn)定流動即可由于熔體彈性回復的差異產生熔體破碎現(xiàn)象。5、說明鏈結構對高聚物粘度的影響。聚合物的結構因素即鏈構型和鏈的極性、分子量、分子量分布以及聚合物的組成等對聚 合物液體的粘度有明顯影。聚合物鏈的柔性愈大纏結點眾多，鏈的解纏和滑移愈困難，聚合物流動時非牛頓性 愈強。鏈的剛硬性增加和分子間吸引力愈大時，熔體粘度對溫度的敏感性增加，提高這類聚合物的加工溫度有利于增大流動性。聚合物分子中支鏈結構的存在對粘度也有影響

25、，尤以長支鏈對熔體粘度的影內最大， 聚合物分子中的長支鏈可增加與其鄰近分子的纏結，因此長支鏈對熔體成溶液流動性的影響比短支鏈重要。聚合物分子量增大，不同鏈段偶然位移相互抵消的機會愈多，分子鏈重心移動慢，要 完成流動過程就需要更長的時間和更多的能量，所以聚合物的粘度隨分子量增加而增大。熔體的粘度也與分子量分布有關。一般在平均分子量相同時，熔體的粘度隨分子量分 布增寬而迅速下降，其流動行為表現(xiàn)出更多的非牛頓性。6、說明溫度對不同結構高聚物粘度的影響。溫度是物質分子運動能力的表現(xiàn)。溫度越高，物質的運動能力越高，表現(xiàn)出其可變形性越好，即流動性好。當聚合物鏈的柔性大，其本身分子運動在常規(guī)的溫度范圍內，運

26、動能力較高，表現(xiàn)出對溫度的敏感性較低，而鏈的剛硬性增加和分子間吸引力愈大時，分子運動能力在常規(guī)的溫度范圍內較差，從而顯現(xiàn)熔體粘度對溫度的敏感性增加，提高這類聚合物的加工溫度有利于增大流動性。7、在寬廣的剪切速率范圍內，聚合物流體的剪切應力與剪切速率之間的關系會出現(xiàn)怎樣的ai霽悄憐般豐起e曜肯的橋x忖毗“怖”前觀 耐和I邨加加£卿境耐變化?&聚合物熔體在剪切流動過程中有哪些彈性表現(xiàn)形式？在塑料成型過程中可采取哪些措施以減少彈性表現(xiàn)對制品質量的不良影響？聚合物流動過程最常見的彈性行為是端末效應和不穩(wěn)定流動。提高溫度，減少剪切應力，增加高溫下的流動時間， 均化塑料結構，降低其流動的

27、非牛頓性。9、聚合物很低的導熱系數(shù)和熱擴散系數(shù)對塑料成型加工有哪些不利影響？聚合物很低的導熱系數(shù)和熱擴散系數(shù)在加工中主要是影響塑料制品中溫度分布的不均勻 性，從而導致制品結構的非均勻性。另一方面，降低制品的生產效率。12、試畫出擠出成型時，制品取向度的分布圖。遽口鍛11、取向度對注塑制品的力學性能有何影響非品聚合物取向后，沿應力作用方向取向的分子鏈大大提高了取向方向的力學強度， 但垂直于取向方向的力學強度則因承受應力的是分子間的次價鍵而顯著降低。團此拉伸取向的非品聚合物沿拉伸方向的拉伸強度，斷裂伸長率和沖擊強度均隨取向度提高而增大。取向結晶聚合物的力學強度主要由連接晶片的伸直鏈段所貢獻，其強度

28、隨伸直錢段增加而增大，晶片間伸直鏈段的存在還使結晶聚合物具有韌性和彈性。通常，隨取向度提高，材料的密度和強度都相應提高，而伸長率則逐漸降低。13. 分子量對高聚物的Tg、 Tf、 Tm、 E （流動活化能）、a （表觀粘度）、 b （斷裂強度）、蠕變、應力松弛、溶解度等的影響如何？在全書中不斷地出現(xiàn)“臨界分子量”這一術 語，其物理意義是什么？14. 分別以線性座標和雙對數(shù)座標畫出牛頓流體、賓哈流體、假塑性流體和膨脹性流體的流動 曲線（即 和log log曲線）以及它們的 a 曲線。15. 橡膠、纖維、塑料三大合成材料對分子量的要求有什么不同？就塑料而言，對注塑級、 擠出級和吹塑級（中空制品）的

29、分子量有什么不同要求？16試根據(jù)所學的高物基本知識，分析減少注塑制品中彈性成分的措施。17. 在塑料擠出成型中，如發(fā)現(xiàn)制品出現(xiàn)竹節(jié)形、鯊魚皮一類缺陷，在工藝上應采取什么措施消 除這類缺陷。18. 注射成型中，高聚物熔體經歷的是否是純剪切流動？為什么？19. 擠出脹大比與擠出工藝條件和口模長徑比有什么關系？20. 測定熔體切粘度的常用方法有哪些？各方法適用于什么粘度范圍和切變速率范圍？寫出各方法中實測的量和計算切粘度的公式。21. 測得某高聚物熔體的熔融指數(shù)為 0.4。已知熔融指數(shù)儀的活塞截面積為1cmf,測試中所用毛細管的長度為1cm,直徑為0.1cm;設熔體密度為約1 g cm3。試計算該熔

30、體在流過毛細管 時管壁處的切變速率R、切應力R以及該熔體的表觀粘度a （忽略各種校正）。當砝碼重量改為21.6公斤時，測得這種高聚物熔體的熔融指數(shù)為8，問該高聚物熔體是牛頓流體還是非牛頓流體。22. 試述聚合物分子量對流動活化能和熔體切粘度的影響。流動活化能與熔體切粘度的溫度敏 感性之間有什么關系？如何求聚合物的流動活化能。23. 澆口在底部的注射成型薄壁塑料杯很容易以如題6-7圖所示的方式開裂，試分析其原因。24. 為什么高分子熔體的表觀粘度小于其真實粘度?25說明假塑性流體剪切變稀的原因第四章線性彈性與非線性彈性習題、基本概念：1、應變；應力；模量；泊松比2、高彈性；粘彈性；熵彈性；能彈性

31、；儲能函數(shù)3、線性粘彈性；非線性粘彈性；二、問答：1、不受外力作用，橡皮筋受熱伸長；在恒定外力作用下，受熱收縮，試用高彈性熱力學理 論解釋解：（1）不受外力作用，橡皮筋受熱伸長是由于正常的熱膨脹現(xiàn)象，本質是分子的熱運動。（2）恒定外力下，受熱收縮。分子鏈被伸長后傾向于收縮卷曲，加熱有利于分子運動,從而利于收縮。其彈性主要是由熵變引起的,Tdsfdl中，f =定值，所以，dl Tdsf 0即收縮，而且隨 T增加，收縮增加。2、在橡膠下懸一砝碼，保持外界不變，升溫時會發(fā)生什么現(xiàn)象？解：橡膠在張力（拉力）的作用下產生形變，主要是熵變化，即蜷曲的大分子鏈在張力的作 用下變得伸展，構象數(shù)減少。熵減少是不

32、穩(wěn)定的狀態(tài)，當加熱時，有利于單鍵的內旋轉，使 之因構象數(shù)增加而卷曲，所以在保持外界不變時，升溫會發(fā)生回縮現(xiàn)象。1. 如果加一重物于交聯(lián)橡皮筋，保持恒定的張力，當加熱該橡膠時，重物位置如何變化？（ ）A. 升高B 降低C 不變2. 有關橡膠高彈性的描述正確的是（）？A 彈性模量低B形變量較小C伸長時放熱D 回縮時放熱3. 產生高彈性的分子結構特征是（）？A分子鏈具有一定柔性B分子之間具有強烈的相互作用C分子鏈之間化學鍵連接D常溫下能夠結晶E相對分子質量足夠大4. 對理想彈性的描述正確的是（）？A. 形變的產生不需要時間；B形變是緩慢恢復的；C應力與應變成正比；D彈簧具有理想彈性；E 形變量總是很

33、大.3、聚合物的高彈性表現(xiàn)在哪些方面4、試用分子運動的觀點解釋聚合物的高彈性5、橡膠彈性理論的發(fā)展經歷了哪些階段，并闡述其要點6、試述橡膠彈性熱力學分析的根據(jù)和所得結果的物理意義7、 交聯(lián)橡膠彈性的統(tǒng)計理論的根據(jù)是什么？它得出的交聯(lián)橡膠狀態(tài)方程告訴了我們什么？這個理論存在哪些缺陷。8、由橡膠彈性熱力學和狀態(tài)方程解釋下列問題（1）?掛有一個固定重量的物體的己拉伸的橡皮帶，當溫度升高時其長度減?。?）?己被溶劑溶脹了的橡膠試樣更符合理想橡膠理論方程高聯(lián)程度不同的同一橡膠品種，它們的模量、拉伸強度、斷裂伸長率不相同9、不受應力作用的橡皮筋，當受熱時伸長，被一負荷拉長的橡皮筋，受熱時縮短（負荷不 改變

34、時）試加以解釋。10、 一種橡皮運輸帶，在動行中有一定的伸長，若在保持其伸長率不變的情況下，以下哪一 種條件中使橡皮帶的使用壽命長些（1）在0C或5C使用（該橡膠Tg=-50C） 采用同品種的低交聯(lián)度和高交聯(lián)度的制品11、用自由能、熵和內能來說明橡膠和金屬的彈性行為12試述各向同性彈性材料的楊氏模量、剪切模量、體積模量與泊松比之間的相互關系。13.與普通金屬彈性相比，高聚物的高彈性有哪些特點？試從高彈性的熱力學本質與分子運動 機理解釋這些特點。第五章聚合物粘彈性習題、基本概念1. 靜態(tài)粘彈現(xiàn)象；動態(tài)粘彈現(xiàn)象2. 滯后與內耗；蠕變；應力松弛3. Bolzmann疊加原理、時溫等效原理二、分析判斷

35、1、 從分子運動觀點分析，下列高聚物中抗蠕變能力最強的是（）a. 聚砜b.聚四氟乙烯c.聚氯乙烯2、 當?？陂L徑比較大時，高聚物熔體擠出膨大現(xiàn)象的主要原因是（）a. 剪切速率越過某一極限值b. 熔體自身的彈性流變效應c. 入口處流體收斂，產生拉伸彈性形變3、 從彈簧和粘壺串聯(lián)的Maxwell力學模型可以導出（）a. e（t）=£me -1/ tb. e（t）=（1 -e- t/t）c. （T（t）=CT（0） e -t/T4、 高聚物的應力松馳現(xiàn)象，就是隨著時間的延長，應力逐漸衰減到零的現(xiàn)象，該說法（） a,正確b,不正確5、 形變過程中，橡膠材料的泊松比（）a,等于0.5 b,小于

36、0.5 c,近似于0.56、日常生活中，發(fā)現(xiàn)松緊帶越用越松,其原因（）a, 松緊帶是高分子材料，在使用過程中產生了玻璃化轉變b, 松緊帶是高分子材料，在使用過程中產生了時間-溫度等效現(xiàn)象c, 松緊帶是高分子材料，在使用過程中產生了力學損耗d, 松緊帶是高分子材料，在使用過程中產生了應力松馳現(xiàn)象7、 聚合物材料在動態(tài)實驗中，當中等頻率（3 =1/a）時，儲存模量（E'）和損耗模量（E''）均隨頻率迅速增大，并且均通過一極大值（）8、 利用聚合物材料減振降噪的原理，是高分子材料在動態(tài)載荷下可以產生力學損耗，即可將 振動能變成熱能（）9、 同一聚合物隨結晶度增加，其動態(tài)粘彈譜

37、中 E峰向高溫方向移動，tan S峰的高度也隨 之增大（）10、高聚物的應力松馳現(xiàn)象，就是隨時間的延長，應力逐漸衰減到零的現(xiàn)象（）三、填空與選擇：1. 高分子量在高切變速率下，聚合物的Baras?效應公式（）2. Maxwell模型主要用于描述（）。3. 理想彈簧與 Kelvin模型串聯(lián)組成的三元件模型可以很好地描述（）。4. 四元件模型可以很好地模述（）。5. 關于聚合物的蠕變現(xiàn)象，正確的是（）？A.蠕變是不能回復的；B外力去除后，交聯(lián)聚合物的蠕變過程可以完全回復；C高溫下蠕變不明顯；D外力很大蠕變不明顯.6. 有關應力松弛現(xiàn)象的描述正確的是（）？A 交聯(lián)聚合物的應力可以松弛到0; B線形聚

38、合物的應力可以松弛到0; C 聚合物的剛性越大，應力松弛越慢；D 溫度低于Tg時，應力松弛很慢.7. 有關滯后現(xiàn)象的描述正確的是（）？A 剛性聚合物的滯后現(xiàn)象比柔性聚合物明顯；B頻率越高，滯后現(xiàn)象越明顯；C滯后現(xiàn)象隨頻率的變化出現(xiàn)極大值；D在Tg附近滯后現(xiàn)象嚴重.8. 關于WLF方程，說法正確的為（）。A 、嚴格理論推導公式B 、Tg參考溫度，幾乎對所有聚合物普遍適用C、溫度范圍為TgTg + 100CD 、WLF方程是時溫等效原理的數(shù)學表達式9. Maxwell模型可以用來模擬（）。A線形聚合物的蠕變行為；B交聯(lián)聚合物的蠕變行為C線形聚合物的應力松弛行為；D交聯(lián)聚合物的應力松弛行為10. K

39、elvin模型可以用來模擬（）。A線形聚合物的蠕變行為；B交聯(lián)聚合物的蠕變行為C線形聚合物的應力松弛行為；D交聯(lián)聚合物的應力松弛行為四、簡答題1、根據(jù)高分子鏈結構，判斷下列聚合物內耗大小并排列成序，順丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠2、用分子運動的觀點解釋聚合物的蠕變現(xiàn)象3、在樓板上安裝振動裝置時，若樓板與機座間安放橡皮樓板的振動大大減弱或完全消失，為什么？4、高聚物的應力松馳現(xiàn)象，就是隨著時間的延長，應力逐漸衰減到零的現(xiàn)象。該說法正確否？5、利用Maxwell模型解釋線型聚合物的力學松馳現(xiàn)象6、基礎的粘彈性力學模型有串聯(lián)與并聯(lián)之分，串聯(lián)模型用來描述高聚物的蠕變行為，并聯(lián) 模型用來描述高聚

40、物的應力松馳現(xiàn)象。以上說法正確否？7、 如果把高分子材料在熔點或玻璃化以下進行退火處理，其蠕變速度有何變化？為什么？8、 聚合物在玻璃化轉變區(qū)域出現(xiàn)一個內耗峰，為什么？9、 簡要描述高聚物粘彈性的兩種理論，各自的優(yōu)缺點為何？你認為當前發(fā)展的方向是什么10、試討論影響高聚物粘彈性的主要因素11，被恒定應力拉長的橡皮筋在受熱時長度縮短，為什么 ？12, 試從熱力學第一、第二定律導出橡膠彈性回復力的表達式，并討論橡膠形變的基本特征13, 請用四元件模型討論線形高聚物的蠕變過程14，解釋（1）塑料在交變外力作用下比在靜態(tài)下耐熱，而橡膠在靜態(tài)外力作用下比在動態(tài)下耐寒；（2）、天然橡膠拉伸時放熱，回縮時吸

41、熱。五、論述題1、請選擇適當模型推導應力松馳過程中應力與時間的關系2、請用四元件模型討論蠕變過程4、請選用適當模型討論應力松馳過程5、選擇適當?shù)牧W模型畫出相應蠕變曲線，并寫出其數(shù)學表達式6、試述橡膠彈性與普彈性相比有哪些特點7、 在橡膠的應力一應變曲線中出現(xiàn)滯后的現(xiàn)象，試說明（1）對應于同一應力，回縮時的形變值大于拉伸形變值的原因（2）闡明拉伸曲線回縮曲線所包圍的面積的物理意義（3）舉例說明內耗在實際中的應用，并闡明內耗大小與作用力頻率的相互關系及其在研究工作是的 意義。8、若在室溫下（25 C）對橡皮筋（輕度交聯(lián)橡膠）施加一適當?shù)闹匚?，試用曲線和公式表明其形變隨時間的變化；今若提高試驗時的

42、溫度（35 C）進行同樣的試驗，其形變隨時間的變化會有何不同，解釋之9、 橡膠硫化后，其結構和哪些性能發(fā)生了重要的變化?發(fā)生了什么樣的變化？10、對理想彈性體（彈性模量為E），理想粘流體（粘性系數(shù)為n ）, Kelvin模型在t=0時加 上一定的應變速度 K試寫出應力隨時間t變化的關系式，并用圖形表示之。11、 298K時PS的剪切模量為1.25 X 109N?m-2，泊松比為0.35，求其拉伸模量（E）和體積 模量（B）是多少？并比較三種模量的數(shù)值大小。12、 PMMA勺Tg=105C，問它在155C時的應力松馳速度比125C時快多少倍 ？13、如何從線形非晶態(tài)高聚物蠕變曲線求高聚物的粘度？

43、12分別用線性座標和雙對數(shù)座標畫出線形非晶態(tài)高聚物和交聯(lián)高聚物的應力松弛曲線示意圖。14、能否說“溫度愈高，蠕變速率和應力松弛速率愈快”？15、 試畫出1）無規(guī)立構聚甲基丙烯酸甲酯，2）聚乙烯，3）硫化乙丙橡膠，4）固化環(huán)氧樹脂， 5）SBS熱塑彈體，6）用順丁橡膠共混改性的聚苯乙烯塑料的動態(tài)力學性能 -溫度譜（示意圖）， 標出特征溫度。當測試頻增加時，曲線如何變化？16、畫出題16中所列各高聚物的動態(tài)力學性能-頻率譜（示意圖）。當測試溫度變化時，曲線如 何變化？如何用動態(tài)力學法測定鏈段運動的最可幾松弛時間？17、如何用1天至數(shù)天時間內的實驗預測材料 10年后的蠕變量？第六章聚合物的流變斷裂、

44、基本概念1、韌性破壞；脆性破壞；脆化溫度2、強迫高彈形變；冷流；細頸3、銀紋；屈服；銀紋屈服；剪切屈服4、 拉伸強度；抗彎強度；彎曲模量；沖擊強度；硬度5、應變誘發(fā)塑料一橡膠轉變6、應變軟化現(xiàn)象；應變變硬化現(xiàn)象8、銀紋；裂縫；應力集中二、分析判斷1、在b - £曲線試驗中，在相同溫度下，隨著拉伸速度的增加，大多數(shù)聚合物的楊氏模量、屈服應力及斷裂強度均增大。（）2、 在b - £曲線測試中，在同樣拉伸速度下， 隨著溫度的增加，大多數(shù)聚合物的楊氏模量、 屈服應力及斷裂強度均下降（）3、 下列高聚物中，拉伸強度最高的是（）a,低密度聚乙烯b,聚苯醚c,聚甲醛4、 非晶態(tài)聚合物作為

45、塑料使用的最佳溫度區(qū)間為（）a,Tb-Tg b,Tg-Tf c,Tg 以下5、 甲乙兩種聚合物材料的應力-應變曲線如圖所示,其力學性能類型和聚合物實例分別為（）a, 甲聚合物：硬而強，硬聚氯乙?。灰揖酆衔铮很浂g，聚異戊二稀b, 甲聚合物：硬而脆，聚甲基丙稀酸甲酯；乙聚合物：軟而弱，聚丁二稀c, 甲聚合物：硬而強，固化酚醛樹酯；乙聚合物：軟而韌,?聚合物凝膠d, 甲聚合物：硬而脆，硬聚氯乙??；乙聚合物：軟而弱，聚酰胺三、填空題1、適當溫度區(qū)間，聚合物都會出現(xiàn)冷拉現(xiàn)象，其中非晶態(tài)聚合物的冷拉溫度區(qū)間為（）。2、 材料的強弱用物理量（）來衡量；韌脆用物理量（）來衡量，硬軟用物理量（）來衡 量。3、

46、由應力一應變曲線可知，材料破壞有兩種方式，即（）和（）。4、提高高分子材料的拉伸強度有效途徑為（）。A、增塑，B取向，C加入碳酸鈣5、在高分子材料的拉伸試驗中，提高拉伸速率時，則（）。A、bB升高、&B降低，B、bB降低、&B升高，CbB升高、&B升高， D、bB降低、&B降低四、簡答題1、玻璃態(tài)高聚物可以產生強迫高彈性的機理為何2、在何種情況下高聚物呈脆性3、從高分子鏈結構的角度有何原則能降低脆點4、試討論以下三種不同類型聚合物的應力一一應變曲線的差別和特征（1）低Tg的非晶態(tài)聚合物（2）高Tg的結晶聚合物（3）低硫化度的橡膠5、 同樣材料，長度相等的兩根試樣

47、，一根截面積為正方形，邊長為D另一根截面積為圓形，直徑為D如果都被兩端支起，中間加荷W可哪根彎曲得歷害些，其撓度比是多少？6、材料的軟硬，強弱和脆韌在材料力學上用什么參數(shù)來描述。7、與金屬和陶瓷材料相比聚合物材料具有哪些新特點。8、高分子材料理論強度與實際強度相差很大，請分析一下原因9、無論粉狀填料或纖維狀填料，在使用都需表面活化，為什么？10、高抗沖聚苯烯與普通的聚苯乙烯相比有什么新特點？11、提高拉伸速率，高聚物的屈服應力和拉伸強度都相應提高，為什么？13、簡述高聚物增韌的幾種途徑和機理，并以抗沖擊聚苯乙烯為例加以討論。15、 試說明高聚物的實際抗張強度遠低于其理論的抗張強度的原因，并以聚

48、乙烯為例，指出 提高聚乙烯抗張強度的辦法。16、 何謂高彈形變和強迫高彈形變？有何異同？17、 如何用物理方法提高聚苯乙烯的抗沖擊強度，具體說明并用應力-應變曲線說明之18、晶態(tài)，非晶態(tài)高聚物的冷拉曲線有何不同？19、提高拉伸速率，高聚物的屈服應力和拉伸程度都相應提高五、論述題1、提高拉伸速率，高聚物的屈服應力和拉伸程度都相應提高2、試述典型纖維材料的應力-應變曲線特征3、 畫圖并簡單解釋，同一種高聚物在不同溫度下的拉伸應力-應變曲線4、 從分子運動理論分析非晶態(tài)高聚物典型的應力-應變曲線5、高聚物的理論強度與實際強度相差巨大，試分析其原因。6、HIPS的沖擊強度較PS提高很多，試從理論上分析

49、其原因。7、試從聚合物結構分析(1) 非晶態(tài)聚合物有強迫高彈性(2) 結晶聚合物的冷拉(3) 共聚物的應變誘發(fā)塑料一橡膠轉變，指出其異同點。8、指出改善高分子材料的下列力學性能的主要途徑(1)提高結構材料的抗蠕變性能(2) 減少橡膠材料的滯后損失(3) 提高材料的抗張強度(4) 提高材料的抗沖擊強度9、 試證明當形變較小而各向同性的材料，在形變前后體積近似不變時，其泊松比為=1/2并 指出各種模量的極限值。10已知聚甲基丙烯酸甲酯的應力松弛模量 E(t)-T曲線如題5-3圖所示，畫出圖中由指示狀 態(tài)下應力-應變行為(其它測試條件同)。11. 如何從工程應力-應變曲線求材料的模量、屈服強度和斷裂

50、強度？應力-應變曲線與橫座標所 包圍的面積的物理意義是什么？12. 如何從真應力-應變曲線上求屈服點？冷拉過程的三個基本階段是什么？非晶態(tài)高聚物和部 分結晶高聚物在什么溫度范圍內可以進行冷拉？它們的冷拉本質有無差別？13什么叫強迫高彈性？材料出現(xiàn)強迫高彈性的條件是什么？14. 為什么高聚物玻璃比小分子玻璃韌性好？為什么雙軸拉伸定向有機玻璃的韌性又比普通的 有機玻璃的好？15. 有3種高聚物的Tg如題5-9表所示，試估計當把它們分別冷卻到各自的Tg以下10 C時,3種玻璃的脆性大小。咼聚物Tg(C)聚碳酸酯（PC）150有機玻璃（PMMA）105順丁橡膠（PBD）-7016. 銀紋和裂紋有什么差別？銀紋與裂紋又有什么聯(lián)系？高聚