聚合物流變學(xué)習(xí)題庫

聚合物流變學(xué)習(xí)題庫聚合物流變學(xué)習(xí)題庫聚合物流變學(xué)習(xí)題庫V:1.0精細(xì)整理，僅供參考聚合物流變學(xué)習(xí)題庫日期：20xx年X月一個(gè)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(dòng)。如果杯里裝的是高聚物溶液，這次子彈把杯子打出8米答：低分子液體如水的松弛時(shí)間是非常短的，它比子彈穿過杯子的時(shí)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(shí)間比水大幾個(gè)數(shù)量級，即聚合物分子鏈來不及響應(yīng)，所以子彈將它的動(dòng)量轉(zhuǎn)換給這個(gè)“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(dòng)活化能，433K時(shí)的粘度為5Pa.s。求此增塑PVC在338K和473K時(shí)的粘度各為多大？

答：在范圍內(nèi)，用WLF經(jīng)驗(yàn)方程計(jì)算又因?yàn)?73K>Tf，故用Arrhenius公式計(jì)算，或 3.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？答：在常溫下，線團(tuán)密度很大時(shí)，隨溫度升高，線團(tuán)趨向松解，粘度增高。在良溶劑中線團(tuán)密度已經(jīng)很小，隨著溫度的升高，線團(tuán)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(shí)粘度 6.不受外力作用時(shí)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(xué)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(zhì)是分子的熱運(yùn)動(dòng)。（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(yùn)動(dòng)，從而利于收縮。其彈性主要是由熵變引起的，中，f＝定值，所以，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(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？

解：橡膠在張力（拉力）的作用下產(chǎn)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(gòu)象數(shù)減少。熵減少是不穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)加熱時(shí)，有利于單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使之因構(gòu)象數(shù)增加而卷曲，所以在保持外界不變時(shí)，升溫會(huì)發(fā)生回縮現(xiàn)象。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?yàn)镾-B-S和S-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(dāng)于用化學(xué)鍵交聯(lián)的橡膠，形成了對彈性有貢獻(xiàn)的有效鏈——網(wǎng)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(dāng)于橡膠鏈的一端被固定在交聯(lián)點(diǎn)上，另一端是自由活動(dòng)的端鏈，而不是一個(gè)交聯(lián)網(wǎng)。由于端鏈對彈性沒有貢獻(xiàn)，所以，這樣的嵌段共聚物不能作橡膠使用。10.答：,T升高，高分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子鏈趨于卷曲構(gòu)象的傾向更大，回縮力更大，故11.為什么說實(shí)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(shí)際橡膠彈性中帶粘性的原因：外力作用下分子鏈的質(zhì)心發(fā)生位移，需克服內(nèi)摩擦力，是不可逆形變。表現(xiàn)形式：蠕變、應(yīng)力松弛、滯后與內(nèi)耗。減少橡膠的粘性：減少分子鏈質(zhì)心位移，如引入剛性成分，適度交聯(lián)等。高聚物粘性熔體帶彈性的原因：分子鏈質(zhì)心的遷移是通過鏈段的協(xié)同運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，外力去除后，通過鏈段的運(yùn)動(dòng)不可避免的要恢復(fù)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(yīng)力效應(yīng)、擠出物脹大、不穩(wěn)定流動(dòng)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(xì)管直徑，增加口模長徑比；將出口設(shè)計(jì)為流線形等。說明雙軸拉伸定向有機(jī)玻璃與普通非定向有機(jī)玻璃在模量、強(qiáng)度、韌性上的主要差別并解釋原因。答：雙軸拉伸定向有機(jī)玻璃在取向的x,y方向上的模量、強(qiáng)度提高，韌性也提高，而在垂直于取向的方向上模量和強(qiáng)度比非定向有機(jī)玻璃減小。（2分）解釋原因：取向后，高分子鏈沿取向方向排列，原子間以化學(xué)鍵結(jié)合為主，而未取向方向上原子間以范德華力為主；材料在拉伸取向的過程中，能通過鏈段運(yùn)動(dòng)，使局部高應(yīng)力區(qū)發(fā)生應(yīng)力松弛，使材料內(nèi)的應(yīng)力分布均化，這也是取向后強(qiáng)度提高的原因之一。(可不答)取向?qū)η?qiáng)度的影響遠(yuǎn)低于對斷裂強(qiáng)度的影響。因此，當(dāng)材料的斷裂強(qiáng)度隨取向程度提高時(shí)，材料的脆化溫度下降(如圖).未拉伸普通有機(jī)玻璃的在室溫附近，而雙軸拉伸定向有機(jī)玻璃的低于室溫。拉伸度足夠高時(shí)，可下降到-40℃。因此，在常溫下，雙軸拉伸定向有機(jī)玻璃處于不脆區(qū)，不僅強(qiáng)度比普通有機(jī)玻璃的高，而且韌性也好得多。13.如果把高分子材料在熔點(diǎn)或玻璃化以下進(jìn)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(zhuǎn)變區(qū)域出現(xiàn)一個(gè)內(nèi)耗峰,為什么?

15.何謂高彈形變和強(qiáng)迫高彈形變有何異同出現(xiàn)強(qiáng)迫高彈形變的條件是什么？

17.高聚物的應(yīng)力松馳現(xiàn)象，就是隨著時(shí)間的延長，應(yīng)力逐漸衰減到零的現(xiàn)象。該說法正確否？

19.20.若在室溫下(25℃)對橡皮筋(輕度交聯(lián)橡膠)施加一適當(dāng)?shù)闹匚?，試用曲線和公式表明其形變隨時(shí)間的變化；今若提高試驗(yàn)時(shí)的溫度(3521.在樓板上安裝振動(dòng)裝置時(shí)，若樓板與機(jī)座間安放橡皮樓板的振動(dòng)大大減弱或完全消失，為什么？

22.為了降低高分子熔體的粘度，對于剛性料：增加螺桿轉(zhuǎn)速和柱塞壓力（×） 提高體系的溫度（）對于柔性料：提高料筒的溫度（×）提高螺桿轉(zhuǎn)速和柱塞壓力（）第一章習(xí)題1.什么是流變學(xué)(Rheology)流變學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支，它主要研究材料在外界作用下(應(yīng)力、應(yīng)變、溫度、電場、磁場、輻射等)的流動(dòng)和變形的一門科學(xué)。2.流變性實(shí)質(zhì)——“固-液兩相性”，“粘彈性”并存。3.聚合物流變學(xué)——研究高分子液體，主要指高分子熔體與高分子溶液，在流動(dòng)狀態(tài)下的非線性粘彈行為，以及這種行為與材料結(jié)構(gòu)及其它物理、化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系。4.軟物質(zhì)(Softmatter)也稱軟凝聚態(tài)物質(zhì)(Softcondensedmatter)，是處于固體和理想流體之間的一類凝聚態(tài)物質(zhì)，一般由大分子或基團(tuán)組成，如液晶、聚合物、膠體、生物膜、泡沫、顆粒物質(zhì)、兩親分子等，這類物質(zhì)相對于弱的外界影響（如施加給物質(zhì)瞬間的或微弱的刺激），能作出相當(dāng)顯著的響應(yīng)和變化。5.流變學(xué)研究對象：軟物質(zhì);聚合物流變學(xué)研究對象：高分子溶液、高分子熔體、聚合物基復(fù)合體系。軟物質(zhì)：弱力引起大變化6.聚合物流變學(xué)的研究方法：結(jié)構(gòu)流變學(xué)、加工流變學(xué)(唯象性流變學(xué))、實(shí)驗(yàn)流變學(xué)7.聚合物流變特點(diǎn)：多樣性、高彈性、時(shí)間依賴性：8.聚合物主要流變行為：粘性流動(dòng)、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(jié)構(gòu)特點(diǎn)①高分子的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)：由很大數(shù)目（103-105）的結(jié)構(gòu)單元組成。②高分子鏈的柔順性：鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生非常多的構(gòu)象,使主鏈彎曲而具有柔性。③高分子結(jié)構(gòu)的多分散性，不均一性。④凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜：晶態(tài)（球晶、串晶、單晶、伸直鏈晶）、非晶態(tài)、液晶態(tài)結(jié)構(gòu)、取向態(tài)結(jié)構(gòu)等。第三章線性粘性與非線性粘性習(xí)題一、基本概念流體、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；冪律定律4、觸變體；流凝體5、拉伸粘度；動(dòng)態(tài)粘度6、巴拉斯效應(yīng)；韋森堡效應(yīng)；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(shí)間有關(guān)（Y）聚合物的分子量大小對其玻璃化溫度影響不大。Y分子量增加，Tf增大。Y對Bingham塑性體，當(dāng)切應(yīng)力小于屈服應(yīng)力時(shí)，其形變行為類似于虎克彈性體。Y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和ΔEη的變化趨勢a、Tf增加，ΔEη基本不變；b、Tf增加，ΔEη增加；c、Tf基本不變，ΔEη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??；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、PEB、PPC、PCD、PIB7、聚合物的粘流活化能一般與（）有關(guān)。A、溫度B、切應(yīng)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(dòng)性越好，熔融指數(shù)MI越（）。A、高、B、低、10、假塑性流體的粘度隨應(yīng)變速率的增大而，用冪律方程表示時(shí)，n1。11、聚合物熔體的彈性響應(yīng)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(dòng)行為可以用（）公式描述，式中n值（）。14、加工聚碳酸酯時(shí)，可以采用（）有效方法來改善其加工流動(dòng)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(yīng)主要反映在（）、（）和（）三個(gè)方面。四、簡答題1、高分子熔體流動(dòng)的特點(diǎn)2、影響聚合物熔體流動(dòng)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(guān)系推導(dǎo)WLF方程5、隨著剪切速率的增加，聚合物熔體的粘度會(huì)出現(xiàn)怎樣的變化。6、推導(dǎo)出冪律流體粘度和剪切速度的關(guān)系式，說明冪律公式和實(shí)際高聚物性質(zhì)的差異7、毛細(xì)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(dòng)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(diào)節(jié)聚碳酸酯和聚甲醛的流動(dòng)性為什么11、分別畫出牛頓流體和假塑性流體的流動(dòng)曲線和流變曲線并加以簡單說明。12、熔體破裂后會(huì)出現(xiàn)哪些現(xiàn)象13，高聚物熔體彈性流變效應(yīng)都有哪些14、討論Tg、△Eη、ηo與分子量的關(guān)系。15，簡述假塑性流體和脹塑性流體表觀粘度與剪切速率之間的關(guān)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(xué)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logη─logMw關(guān)系圖，定性表示怎樣并指出其纏結(jié)分子量的不同。18、解釋下列粘性流動(dòng)曲線(1)下圖是零切粘度(η。)與分子量(Mw)關(guān)系的logη。─logMw曲線在切變速率γ2〉γ1的條件下，于B點(diǎn)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logη。--logMw曲線的影響.19、下圖(a)(b)分別表示分子量大小(M1〉M2)和分子量分布寬度指數(shù)(d1〉d2)的不同,對表觀粘度(ηa)和切變速度γ1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(dòng)曲線的影響圖6-4分子分布對流動(dòng)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(dāng)分子量超過臨界值時(shí)，粘度與分子量的關(guān)系由logη=變?yōu)閘ogη=+A。

21、隨著剪切速率的增加，大多數(shù)高分子熔體的流動(dòng)曲線會(huì)經(jīng)歷三個(gè)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(dòng)是通過鏈段的協(xié)同作用來實(shí)現(xiàn)的。

23、氯化聚醚和聚碳酸酯在加工中為了改善其加工流動(dòng)性，各應(yīng)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?？诤?，發(fā)生擠出物脹大現(xiàn)象

26、從纏結(jié)理論出發(fā)，分析高聚物熔體和溶液的普適流動(dòng)曲線

27、以下為幾種流體的流動(dòng)曲線，判斷其各屬哪種類型流體，畫出高分子熔體的流動(dòng)曲線（logη-Logγ），并用作圖法求出其η0ηaη∞

28、與小分子相比，高聚物熔體流動(dòng)具有哪些特點(diǎn)，試用分子運(yùn)動(dòng)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(yīng)該采取什么措施？31、1）說明鏈結(jié)構(gòu)對粘度的影響2）說明溫度對不同結(jié)構(gòu)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(jì)算題

1、畫出牛頓流體，假塑性流體，賓漢流體的流動(dòng)曲線，并寫出相應(yīng)的函數(shù)表達(dá)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(chǔ)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(dòng)的一種現(xiàn)象。產(chǎn)生熔體破裂的原因主要是熔體中的彈性回復(fù)所引起。熔體在管道中流動(dòng)時(shí)剪切速率分布的不均勻性使熔體中彈性能不均勻分布。當(dāng)熔體中產(chǎn)生的彈性應(yīng)力一旦增加到與滯流動(dòng)阻力相當(dāng)時(shí)，粘滯阻力就不能再平衡彈性應(yīng)力的作用，而彈性效應(yīng)所致熔體流速在某一位置上的瞬時(shí)增大形成“彈性湍流”，即“應(yīng)力破碎”現(xiàn)象。在園管中，如果產(chǎn)生彈性湍流的不穩(wěn)定點(diǎn)沿著管的周圍移動(dòng)，則擠出物將呈螺旋狀，如果不穩(wěn)定點(diǎn)在整個(gè)圓周上產(chǎn)生，就得到竹節(jié)狀的粗糙擠出物。產(chǎn)生不穩(wěn)定流動(dòng)和熔體破裂現(xiàn)象的另一個(gè)原因是熔體剪切歷史的波動(dòng)引起的。即剪切應(yīng)力不同，熔體所產(chǎn)生的彈性效應(yīng)不同，從而使其彈性回復(fù)產(chǎn)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90℃熱水冷卻后，再分別加熱到90℃的二個(gè)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?yàn)楸鋮s時(shí)，冰水的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于聚丙烯的最佳結(jié)晶溫度，此時(shí)，聚丙烯絲的結(jié)構(gòu)更多的保持了其紡絲過程中分子的取向狀態(tài)，而用90℃熱水冷卻時(shí)，聚丙烯分子具有較為充分的解取向時(shí)間，當(dāng)聚丙烯絲再次分別加熱到90℃時(shí)，前者才進(jìn)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(dòng)的特點(diǎn)。由于高聚物大分子的長鏈結(jié)構(gòu)和纏繞，聚合物熔體、溶液和懸浮體的流動(dòng)行為遠(yuǎn)比傷分子液體復(fù)雜。在寬廣的剪切速率范圍內(nèi)，這類液體流動(dòng)時(shí)剪切力和剪切速率不再成比例關(guān)系，液體的粘度也不是一個(gè)常此因而聚合物液體的流變行為不服從牛頓流動(dòng)定律。即非牛頓型流動(dòng)。4、舉例說明高聚物熔體粘彈性行為的表現(xiàn)。聚合物流動(dòng)過程最常見的彈性行為是端末效應(yīng)和不穩(wěn)定流動(dòng)。端末效應(yīng)包括入口效應(yīng)和?？谂蚧?yīng)(離模膨脹)即巴拉斯效應(yīng)。不穩(wěn)定流動(dòng)即可由于熔體彈性回復(fù)的差異產(chǎn)生熔體破碎現(xiàn)象。5、說明鏈結(jié)構(gòu)對高聚物粘度的影響。聚合物的結(jié)構(gòu)因素即鏈構(gòu)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(jié)點(diǎn)眾多，鏈的解纏和滑移愈困難，聚合物流動(dòng)時(shí)非牛頓性愈強(qiáng)。鏈的剛硬性增加和分子間吸引力愈大時(shí)，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(dòng)性。聚合物分子中支鏈結(jié)構(gòu)的存在對粘度也有影響，尤以長支鏈對熔體粘度的影內(nèi)最大，聚合物分子中的長支鏈可增加與其鄰近分子的纏結(jié)，因此長支鏈對熔體成溶液流動(dòng)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(jī)會(huì)愈多，分子鏈重心移動(dòng)慢，要完成流動(dòng)過程就需要更長的時(shí)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(guān)。一般在平均分子量相同時(shí)，熔體的粘度隨分子量分布增寬而迅速下降，其流動(dòng)行為表現(xiàn)出更多的非牛頓性。6、說明溫度對不同結(jié)構(gòu)高聚物粘度的影響。溫度是物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)能力的表現(xiàn)。溫度越高，物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)能力越高，表現(xiàn)出其可變形性越好，即流動(dòng)性好。當(dāng)聚合物鏈的柔性大，其本身分子運(yùn)動(dòng)在常規(guī)的溫度范圍內(nèi)，運(yùn)動(dòng)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(shí)，分子運(yùn)動(dòng)能力在常規(guī)的溫度范圍內(nèi)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(dòng)性。7、在寬廣的剪切速率范圍內(nèi)，聚合物流體的剪切應(yīng)力與剪切速率之間的關(guān)系會(huì)出現(xiàn)怎樣的變化?8、聚合物熔體在剪切流動(dòng)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(zhì)量的不良影響聚合物流動(dòng)過程最常見的彈性行為是端末效應(yīng)和不穩(wěn)定流動(dòng)。提高溫度，減少剪切應(yīng)力，增加高溫下的流動(dòng)時(shí)間，均化塑料結(jié)構(gòu)，降低其流動(dòng)的非牛頓性。9、聚合物很低的導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)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(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)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(dǎo)致制品結(jié)構(gòu)的非均勻性。另一方面，降低制品的生產(chǎn)效率。12、試畫出擠出成型時(shí)，制品取向度的分布圖。11、取向度對注塑制品的力學(xué)性能有何影響?非品聚合物取向后，沿應(yīng)力作用方向取向的分子鏈大大提高了取向方向的力學(xué)強(qiáng)度，但垂直于取向方向的力學(xué)強(qiáng)度則因承受應(yīng)力的是分子間的次價(jià)鍵而顯著降低。團(tuán)此拉伸取向的非品聚合物沿拉伸方向的拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長率和沖擊強(qiáng)度均隨取向度提高而增大。取向結(jié)晶聚合物的力學(xué)強(qiáng)度主要由連接晶片的伸直鏈段所貢獻(xiàn)，其強(qiáng)度隨伸直錢段增加而增大，晶片間伸直鏈段的存在還使結(jié)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(qiáng)度都相應(yīng)提高，而伸長率則逐漸降低。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）的分子量有什么不同要求20.21.24.為什么高分子熔體的表觀粘度小于其真實(shí)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(xí)題一、基本概念：1、應(yīng)變；應(yīng)力；模量；泊松比2、高彈性；粘彈性；熵彈性；能彈性；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(xué)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(zhì)是分子的熱運(yùn)動(dòng)。（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(yùn)動(dòng)，從而利于收縮。其彈性主要是由熵變引起的，中，f＝定值，所以，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(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？解：橡膠在張力（拉力）的作用下產(chǎn)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(gòu)象數(shù)減少。熵減少是不穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)加熱時(shí)，有利于單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使之因構(gòu)象數(shù)增加而卷曲，所以在保持外界不變時(shí)，升溫會(huì)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(dāng)加熱該橡膠時(shí)，重物位置如何變化（）A.升高B降低C不變2.有關(guān)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(shí)放熱D回縮時(shí)放熱3.產(chǎn)生高彈性的分子結(jié)構(gòu)特征是（）A分子鏈具有一定柔性B分子之間具有強(qiáng)烈的相互作用C分子鏈之間化學(xué)鍵連接D常溫下能夠結(jié)晶E相對分子質(zhì)量足夠大4.對理想彈性的描述正確的是（）A.形變的產(chǎn)生不需要時(shí)間；B形變是緩慢恢復(fù)的；C應(yīng)力與應(yīng)變成正比；D彈簧具有理想彈性；E形變量總是很大.3、聚合物的高彈性表現(xiàn)在哪些方面4、試用分子運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)解釋聚合物的高彈性5、橡膠彈性理論的發(fā)展經(jīng)歷了哪些階段，并闡述其要點(diǎn)6、試述橡膠彈性熱力學(xué)分析的根據(jù)和所得結(jié)果的物理意義7、交聯(lián)橡膠彈性的統(tǒng)計(jì)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(gè)理論存在哪些缺陷。8、由橡膠彈性熱力學(xué)和狀態(tài)方程解釋下列問題(1)掛有一個(gè)固定重量的物體的己拉伸的橡皮帶，當(dāng)溫度升高時(shí)其長度減小.

(2)己被溶劑溶脹了的橡膠試樣更符合理想橡膠理論方程

(3)高聯(lián)程度不同的同一橡膠品種，它們的模量、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率不相同

9、不受應(yīng)力作用的橡皮筋，當(dāng)受熱時(shí)伸長，被一負(fù)荷拉長的橡皮筋，受熱時(shí)縮短（負(fù)荷不改變時(shí)）試加以解釋。

10、一種橡皮運(yùn)輸帶，在動(dòng)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0℃或5℃使用(該橡膠Tg=-50℃)

(2)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(nèi)能來說明橡膠和金屬的彈性行為.

12.第五章聚合物粘彈性習(xí)題一、基本概念1.靜態(tài)粘彈現(xiàn)象；動(dòng)態(tài)粘彈現(xiàn)象2.滯后與內(nèi)耗；蠕變；應(yīng)力松弛疊加原理、時(shí)溫等效原理二、分析判斷

1、從分子運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)分析，下列高聚物中抗蠕變能力最強(qiáng)的是()

a.聚砜b.聚四氟乙烯c.聚氯乙烯

2、當(dāng)?？陂L徑比較大時(shí)，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(yīng)

c.入口處流體收斂，產(chǎn)生拉伸彈性形變

3、從彈簧和粘壺串聯(lián)的Maxwell力學(xué)模型可以導(dǎo)出()

a.ε(t)=ε∞e-t/τ

b.ε(t)=ε∞(1-e-t/τ)

c.σ(t)=σ(0)e-t/τ

4、高聚物的應(yīng)力松馳現(xiàn)象,就是隨著時(shí)間的延長,應(yīng)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b,小于c,近似于6、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(chǎn)生了玻璃化轉(zhuǎn)變b,松緊帶是高分子材料,在使用過程中產(chǎn)生了時(shí)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(chǎn)生了力學(xué)損耗d,松緊帶是高分子材料，在使用過程中產(chǎn)生了應(yīng)力松馳現(xiàn)象7、聚合物材料在動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)中等頻率（ω=1/a）時(shí)，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(dòng)態(tài)載荷下可以產(chǎn)生力學(xué)損耗,即可將振動(dòng)能變成熱能()

9、同一聚合物隨結(jié)晶度增加，其動(dòng)態(tài)粘彈譜中E″峰向高溫方向移動(dòng)，tanδ峰的高度也隨之增大（）

10、高聚物的應(yīng)力松馳現(xiàn)象，就是隨時(shí)間的延長，應(yīng)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(yīng)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(guān)于聚合物的蠕變現(xiàn)象，正確的是（）A.蠕變是不能回復(fù)的；B外力去除后，交聯(lián)聚合物的蠕變過程可以完全回復(fù)；C高溫下蠕變不明顯；D外力很大蠕變不明顯.6.有關(guān)應(yīng)力松弛現(xiàn)象的描述正確的是（）A交聯(lián)聚合物的應(yīng)力可以松弛到0；B線形聚合物的應(yīng)力可以松弛到0；C聚合物的剛性越大，應(yīng)力松弛越慢；D溫度低于Tg時(shí)，應(yīng)力松弛很慢.7.有關(guān)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(yán)重.8.關(guān)于WLF方程，說法正確的為（）。A、嚴(yán)格理論推導(dǎo)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Tg～Tg＋100℃D、WLF方程是時(shí)溫等效原理的數(shù)學(xué)表達(dá)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(yīng)力松弛行為;D交聯(lián)聚合物的應(yīng)力松弛行為10.Kelvin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(yīng)力松弛行為;D交聯(lián)聚合物的應(yīng)力松弛行為四、簡答題1、根據(jù)高分子鏈結(jié)構(gòu)，判斷下列聚合物內(nèi)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(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)解釋聚合物的蠕變現(xiàn)象3、在樓板上安裝振動(dòng)裝置時(shí)，若樓板與機(jī)座間安放橡皮樓板的振動(dòng)大大減弱或完全消失，為什么4、高聚物的應(yīng)力松馳現(xiàn)象，就是隨著時(shí)間的延長，應(yīng)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(xué)松馳現(xiàn)象6、基礎(chǔ)的粘彈性力學(xué)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)模型用來描述高聚物的應(yīng)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(diǎn)或玻璃化以下進(jìn)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(zhuǎn)變區(qū)域出現(xiàn)一個(gè)內(nèi)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(diǎn)為何你認(rèn)為當(dāng)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(yīng)力拉長的橡皮筋在受熱時(shí)長度縮短，為什么?

12，試從熱力學(xué)第一、第二定律導(dǎo)出橡膠彈性回復(fù)力的表達(dá)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(dòng)態(tài)下耐寒；（2）、天然橡膠拉伸時(shí)放熱，回縮時(shí)吸熱。

五、論述題

1、請選擇適當(dāng)模型推導(dǎo)應(yīng)力松馳過程中應(yīng)力與時(shí)間的關(guān)系

2、請用四元件模型討論蠕變過程

4、請選用適當(dāng)模型討論應(yīng)力松馳過程

5、選擇適當(dāng)?shù)牧W(xué)模型畫出相應(yīng)蠕變曲線，并寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式

6、試述橡膠彈性與普彈性相比有哪些特點(diǎn)

7、在橡膠的應(yīng)力─應(yīng)變曲線中出現(xiàn)滯后的現(xiàn)象,試說明（１）對應(yīng)于同一應(yīng)力，回縮時(shí)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(nèi)耗在實(shí)際中的應(yīng)用，并闡明內(nèi)耗大小與作用力頻率的相互關(guān)系及其在研究工作是的意義。

8、若在室溫下(25℃)對橡皮筋(輕度交聯(lián)橡膠)施加一適當(dāng)?shù)闹匚?，試用曲線和公式表明其形變隨時(shí)間的變化；今若提高試驗(yàn)時(shí)的溫度(35℃)進(jìn)行同樣的試驗(yàn)，其形變隨時(shí)間的變化會(huì)有何不同，解釋之

9、橡膠硫化后，其結(jié)構(gòu)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η)，Kelvin模型在t=0時(shí)加上一定的應(yīng)變速度K，試寫出應(yīng)力隨時(shí)間t變化的關(guān)系式,并用圖形表示之。

11、298K時(shí)PS的剪切模量為×109Nm-2，泊松比為，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的Tg=105℃,問它在155℃13.第六章聚合物的流變斷裂一、基本概念1、韌性破壞；脆性破壞；脆化溫度2、強(qiáng)迫高彈形變；冷流；細(xì)頸3、銀紋；屈服；銀紋屈服；剪切屈服4、拉伸強(qiáng)度；抗彎強(qiáng)度；彎曲模量；沖擊強(qiáng)度；硬度5、應(yīng)變誘發(fā)塑料─橡膠轉(zhuǎn)變6、應(yīng)變軟化現(xiàn)象；應(yīng)變變硬化現(xiàn)象8、銀紋；裂縫；應(yīng)力集中二、分析判斷1、在σ-ε曲線試驗(yàn)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(yīng)力及斷裂強(qiáng)度均增大。（）2、在σ-ε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(yīng)力及斷裂強(qiáng)度均下降（）3、下列高聚物中，拉伸強(qiáng)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)聚合物作為塑料使用的最佳溫度區(qū)間為()a,Tb---Tgb,Tg---Tfc,Tg以下5、甲乙兩種聚合物材料的應(yīng)力---應(yīng)變曲線如圖所示,其力學(xué)性能類型和聚合物實(shí)例分別為()a,甲聚合物:硬而強(qiáng),硬聚氯乙稀;乙聚合物:軟而韌,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(qiáng),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,硬聚氯乙稀;乙聚合物:軟而弱,聚酰胺三、填空題1、適當(dāng)溫度區(qū)間，聚合物都會(huì)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(qiáng)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、由應(yīng)力—應(yīng)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(qiáng)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(yàn)中，提高拉伸速率時(shí)，則（）。Ａ、σB升高、εB降低，B、σB降低、εB升高，C、σB升高、εB升高，Ｄ、σB降低、εB降低四、簡答題1、玻璃態(tài)高聚物可以產(chǎn)生強(qiáng)迫高彈性的機(jī)理為何2、在何種情況下高聚物呈脆性3、從高分子鏈結(jié)構(gòu)的角度有何原則能降低脆點(diǎn)4、試討論以下三種不同類型聚合物的應(yīng)力－－應(yīng)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(jié)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，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問哪根彎曲得歷害些，其撓度比是多少6、材料的軟硬，強(qiáng)弱和脆韌在材料力學(xué)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(diǎn)。8、高分子材料理論強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)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(diǎn)11、提高拉伸速率，高聚物的屈服應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度都相應(yīng)提高，為什么13、簡述高聚物增韌的幾種途徑和機(jī)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(shí)際抗張強(qiáng)度遠(yuǎn)低于其理論的抗張強(qiáng)度的原因，并以聚乙烯為例，指出提高聚乙烯抗張強(qiáng)度的辦法。16、何謂高彈形變和強(qiáng)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(qiáng)度，具體說明并用應(yīng)力-－應(yīng)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(yīng)力和拉伸程度都相應(yīng)提高五、論述題1、提高拉伸速率，高聚物的屈服應(yīng)力和拉伸程度都相應(yīng)提高2、試述典型纖維材料的應(yīng)力-應(yīng)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(yīng)力-應(yīng)變曲線4、從分子運(yùn)動(dòng)理論分析非晶態(tài)高聚物典型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線5、高聚物的理論強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)度相差巨大，試分析其原因。6、HIPS的沖擊強(qiáng)度較PS提高很多，試從理論上分析其原因。7、試從聚合物結(jié)構(gòu)分析（１）非晶態(tài)聚合物有強(qiáng)迫高彈性（２）結(jié)晶聚合物的冷拉（３）共聚物的應(yīng)變誘發(fā)塑料─橡膠轉(zhuǎn)變,指出其異同點(diǎn)。8、指出改善高分子材料的下列力學(xué)性能的主要途徑（１）提高結(jié)構(gòu)材料的抗蠕變性能（２）減少橡膠材料的滯后損失