高分子材料加工流變學(xué)_第1頁
高分子材料加工流變學(xué)_第2頁
高分子材料加工流變學(xué)_第3頁
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文檔簡介

流變學(xué)屬于什么領(lǐng)域及由什么內(nèi)容形成?如薄膜電線包覆。C流體表壓力(P):產(chǎn)生壓力流(泊領(lǐng)域:介于力學(xué),化學(xué)和工程科學(xué)之間的邊緣科學(xué).形成肅葉流動(dòng)),如兩平面間縫隙、圓管中的泊肅葉流動(dòng)。內(nèi)容:構(gòu)成.塑性.彈性.粘流.變形2.聚合物流動(dòng)的主要特點(diǎn)?伽利略:提出"內(nèi)聚粘性";胡克:研究彈性固體,提答A流動(dòng)機(jī)理的分段流動(dòng);低分子:整個(gè)分子移動(dòng)(躍出了應(yīng)力一一應(yīng)變的關(guān)系;牛頓:研究粘性液體,提出動(dòng))-實(shí)現(xiàn)流動(dòng);高分子:分段移動(dòng)-實(shí)現(xiàn)流動(dòng)。B粘了流體應(yīng)力——切變速率的關(guān)系;賓漢:發(fā)現(xiàn)了"賓漢度大,流動(dòng)困難,且粘度不是一個(gè)常數(shù)。C流動(dòng)時(shí)有構(gòu)流體",命名了"流變學(xué)”;門尼:發(fā)明了門尼粘度計(jì),象變化,產(chǎn)生"彈性記憶效應(yīng)",加工過程中聚合物流動(dòng)改善了橡膠質(zhì)量控制手段;泊肅葉:提出了泊肅葉方程,性質(zhì)主要表現(xiàn)為粘度變化,粘度(及變化)是聚合物加表示了粘性流體沿水平放置的圓形管道做層流時(shí)的流工過程中重要的參數(shù)。量,可用來計(jì)算粘性損耗,測量流體的粘度。4.為何聚合物流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生彈性記憶效應(yīng)?流變學(xué)的研究內(nèi)容:借助高分子物理和加工理論解釋答:聚合物卷曲的分子鏈在外力作用下,產(chǎn)生流變,并材料在應(yīng)力作用下各種力學(xué)行為與各因素之間的關(guān)系,產(chǎn)生分子鏈相對位移以及高彈形變:鏈?zhǔn)嬲?、?gòu)象變化)。解決高分子材料應(yīng)用工程的問題。由于聚合物在流變過程中,不僅有真實(shí)的流動(dòng)(塑性形影響聚合物加工性能的流變性質(zhì)?變),還伴隨非真實(shí)流動(dòng)(高彈形變),外力除去-回縮斷裂特性;粘度(流動(dòng)性的量度);彈性記憶效應(yīng)(擠出-"彈性記憶"(如擠出后會(huì)有膨脹收縮現(xiàn)象)膨脹)。6.牛頓流體流動(dòng)定律及其流動(dòng)的特點(diǎn)?學(xué)習(xí)聚合物加工流變學(xué)的意義。答:牛頓流體流動(dòng)定律:T=n*Y;牛頓型流體:牛頓型a.對進(jìn)一步合成加工性能優(yōu)良的高聚物有指導(dǎo)意義;b.流動(dòng)的流體,n不隨T和Y的大小而改變,在一定溫度下對合理選擇加工工藝和配方設(shè)計(jì)有重要意義;C.對合理始終保持常數(shù)的流體。其流動(dòng)特點(diǎn)即為n與T、p有關(guān),設(shè)計(jì)加工機(jī)械,正確使用機(jī)械,創(chuàng)新加工機(jī)械十分重要。與流體的性質(zhì)有關(guān),與TsY無關(guān)。聚合物加工過程的成力有哪三種類型?在其作用下各7.什么是流動(dòng)曲線?知道:流動(dòng)曲線可定■、現(xiàn)象化地產(chǎn)生什么流動(dòng)?表征流體的流動(dòng)行為。答:人剪切應(yīng)力(t):產(chǎn)生剪切流動(dòng),如擠出機(jī)口模注塑答:流動(dòng)曲線:不同溫度下t對丫或n對丫作圖所得的曲線機(jī)流道煉塑(膠)機(jī)輥間。B拉伸應(yīng)力⑹:產(chǎn)生拉伸流動(dòng),(Y和T的關(guān)系曲線)。

非牛頓粘性流體可分為哪三種?才開始塑性流動(dòng),顯示假塑性。非牛頓粘性流體可分為哪三種?才開始塑性流動(dòng),顯示假塑性。答:A粘性系統(tǒng)(流體);B有時(shí)間依賴性的系統(tǒng)(流體);產(chǎn)生原因:T超過臨界應(yīng)力Ty,破壞靜止時(shí)形成的三度C粘彈性系統(tǒng)(流體%空間結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)流動(dòng)假塑性流體的流變行為(特點(diǎn))?為什么會(huì)產(chǎn)生“剪11.炭黑填充橡膠,為什么要使混煉膠的心(屈服成力、切變稀"現(xiàn)象?什么類型的高聚物加工時(shí)屬于此流體?臨界成力)適當(dāng)增大?答:流變行為(特點(diǎn)):A剪切速率Y變化大于剪切應(yīng)力答:適當(dāng)選炭黑品種和用量,債y增大,可以使膠料和t;Bna(表觀粘度)隨t或Y增加而減小,故稱"剪切變半成品在停放時(shí)不易變形,挺性好;這對于丁基內(nèi)胎生稀流體”剪切變稀現(xiàn)象產(chǎn)生原因:流動(dòng)在剪切應(yīng)力t的產(chǎn)尤為重要。炭黑用量多,炭黑結(jié)構(gòu)性高,使混煉膠的作用下,除發(fā)生真正的粘性流動(dòng)外,還發(fā)生了高彈形變;屈服強(qiáng)度提高。擠出物外觀好;然而ty大也會(huì)使物料擠大分子線團(tuán)在外力作用下解開了原來的纏結(jié)(解取向)出t在一定程度上提高,造成擠出困難,動(dòng)力消耗提高,并沿外力方向發(fā)生取向,導(dǎo)致na下降,流動(dòng)阻力降低。加工性能降低。即產(chǎn)生了剪切變稀現(xiàn)象。此類型流體:橡膠、大多數(shù)熱12.觸變性流體和震凝性流體的區(qū)別?塑性塑料、聚合物濃溶液等答:觸變性流體:恒荷、Y下,t提高而t下降;或t提膨脹性流體和賓漢流體的流變行為?這些行為產(chǎn)生高而門a下降。震凝性流體(負(fù)觸變性流體):恒定t、y的原因?下,t提高而t下降;或t提高而na亦提高。答:A膨脹性流體(脹塑性流體、脹塑性流體):特點(diǎn)(流13.為什么觸變行為在涂料工業(yè)中十分重要?變行為):na隨T、Y的提高而增大,也稱為"剪切增稠”答:A涂敷時(shí):涂料粘度門要低,使涂層表面平滑,具流體。有流平性。B涂敷后:涂料門要高,防止流滴損失,使涂產(chǎn)生原因:流體在剪切應(yīng)力t的作用下,大分子線團(tuán)由層表面沒有流痕,分布均勻。于碰撞相結(jié)合而形成新的聚集結(jié)構(gòu),使流體阻力增大,14日£牛頓流體指數(shù)定律中的n是什么物理量?試簡述na提高。之。B賓漢流體(塑性流體):特點(diǎn)(流變行為):塑性流動(dòng)答:非牛頓流體指數(shù)定律:t=K*yn;n二表征流體偏離行為,即在t<ty(臨界應(yīng)力)時(shí),流體不流動(dòng),只發(fā)牛頓型流體的程度。生切應(yīng)變,相當(dāng)于虎克固定;T>Ty(臨界應(yīng)力)時(shí),n=1:牛頓流體(K與n相當(dāng),即為牛頓粘度定律);n<1:剪切變稀的假塑性流體;n>1:剪切增稠的膨脹度性流體。18.如何確定門o答:I區(qū)直線的延長線與lgY=0(y=1)當(dāng)n值下降,偏離牛頓流體越遠(yuǎn),粘度隨丫的升高而降處的垂線的交點(diǎn)所代表的to確定no;no為假塑性流體低的越多,流變性越強(qiáng)(流體變得更敏感)注:K:流的最大粘度,可知聚合物流體最粘的程度,即作為聚合體的稠度(稠度指數(shù)),K升高則流體越粘。物粘度的標(biāo)準(zhǔn)??趨^(qū):na變化呈兩種趨勢:①剪切變?。赫莆樟髯儗W(xué)的另一常用公式丁=na*Y,知道na為表丫增大,na下降(假塑性流體);②剪切增稠:y增大,現(xiàn)粘度和a的特點(diǎn)。na上升(膨脹性流體)>m區(qū):na恒定(na不依賴丫答:表現(xiàn)粘度na:由于假塑性流體的粘度隨丫和丁而變化,或T的變化),所以可用流動(dòng)曲線上某一點(diǎn)的T與Y的比值,來表示在某19.實(shí)際加工過程中,Y在哪個(gè)區(qū)?為何Y的選取范圍較-Y值時(shí)的粘度,這種粘度稱為表現(xiàn)粘度。窄?na的特點(diǎn):⑴變量na隨丫、T的不同而不同;⑵流動(dòng)性答:實(shí)際加工過程中,聚合物Y處在非牛頓區(qū)(口,中等Y大小的衡量參數(shù);⑶na<n(真實(shí)粘度)>n真二門不可逆范圍);y范圍很窄,一般選取y為1.5—2個(gè)數(shù)量級(jí)的范+n可逆(高彈);na表示瞬時(shí)粘度值。圍,此時(shí)粘度變化不太大,流動(dòng)曲線為直線,流動(dòng)平穩(wěn),說明粘度與流動(dòng)性的關(guān)系便于加工答:⑴流動(dòng)性好與不好,實(shí)質(zhì)上指聚合物流體的粘度的20.從大分子本身(分子結(jié)構(gòu))考慮,什么是影響流變性大?、普扯仁潜硎揪酆衔锪黧w流動(dòng)性好壞的一項(xiàng)指標(biāo)。(na)的主要因素?簡述假塑性流體在整代范圍內(nèi)流動(dòng)曲線答:主要因素:構(gòu)象、尺寸、纏結(jié)點(diǎn)的變化;分子的自答:A第一流動(dòng)區(qū)(I):第一牛頓區(qū),y很小,圖像呈一由體積Vf和大分子纏結(jié)。段直線流體呈牛頓體系na為常數(shù)。B第二流動(dòng)區(qū)(口):21.說明T對粘度的影響。呈非牛頓區(qū),Y上升,圖像為向軸彎曲的曲線此時(shí)na不答:A、T升高,na下降,流動(dòng)性增強(qiáng),使加工操作方為常數(shù)。C第三流動(dòng)區(qū)(皿):第二牛頓流動(dòng)區(qū),Y很高,便產(chǎn)量提高,動(dòng)力消耗減少;T升高,分子活動(dòng)性增加,圖像呈直線,na恒定(na不依賴丫或T的變化);丫很高大分子間距增大,摩擦力降低,流動(dòng)阻力減小,從而a時(shí)粘度越小,且趨向一極限值,該值稱為極限粘度!8,下降。表示無限大丫或t下(丫或t-8)的粘度,又稱第二牛頓粘B加工處理時(shí)應(yīng)注意Tg、Tf、Tm、Td的影響,防止升

高T而過熱的焦燒(提前硫化)形,從而有利于提高質(zhì)量。3Xna降低時(shí),熔體易于加En的含義?可用它來表征什么?工,充模時(shí)較易流過窄小的流道,可以使大型注射機(jī)、答:粘流活化能En:分子鏈流動(dòng)時(shí)用于克服分子間作用擠出機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需的能量降低。4)、Y太高,可以使擠力以便更換位置所需要的能量。En表征門對T的依出半成品膨脹收縮率不均勻,制品表面不光滑;同時(shí)t賴性;即En升高則n對T的依賴性越強(qiáng),t升高其門下太大,紡織物擦膠時(shí)易壓破。因此在加工時(shí)應(yīng)注意Yc(臨降得越多。界剪切速率\知道na對溫度的敏感性:塑料>橡膠.塑料一般比橡33.補(bǔ)強(qiáng)填充劑的加入對聚合物流動(dòng)性有何影響?對無機(jī)膠對T敏感,故通過調(diào)節(jié)t來調(diào)教塑料熔體的n高T而過熱的焦燒(提前硫化)形,從而有利于提高質(zhì)量。3Xna降低時(shí),熔體易于加性。橡膠的En:NBRCH青橡膠)、NR(天然橡膠'IIR1).加入炭黑使na上升:炭黑用量提高,粒徑減小以及(丁基橡膠'結(jié)構(gòu)性提高,使na上升(即炭黑有增粘作用)25.知道na對溫度的敏感性指標(biāo)其中炭黑用量提高,使相互作用增強(qiáng),纏結(jié)點(diǎn)也增多,En用"相對流動(dòng)度指數(shù)"(RFI)來表征,即在給定Y,從而流動(dòng)阻力提高,na上升;粒徑減小使粒子數(shù)增多,相差40OC兩個(gè)溫度下的n(T1)>n(T2)值。其比值高,炭黑的總表面積較大,使兩者間作用較強(qiáng),阻力提高,則對丁更敏感。從而門a較高。知道丫增大na降低及其原因。橡膠與炭黑相互作用,一個(gè)炭黑李子表面可吸附好幾條原因:Y增大使聚合物分子鏈取向程度低,流動(dòng)阻力減分子鏈,形成纏結(jié)點(diǎn),阻礙分子鏈運(yùn)動(dòng)和滑移,使膠料小,分子鏈間得纏結(jié)點(diǎn)解脫,從而造成!a降低。na提高。了解na對Y的依賴性在生產(chǎn)實(shí)踐中意義2XCaCO3為剛性粒子,不易變形,因此阻力提高,且實(shí)際生產(chǎn)中如煉膠、壓延、擠出、注射時(shí)。會(huì)增大分子鏈與CaCO3顆粒間的摩擦作用,從而na提1)、Y高使na降低,膠料柔軟,流動(dòng)性好,符合工藝上高。表面處理的意義:增大材料的流動(dòng)性,改善填料的要求,生產(chǎn)快,不易焦燒;2)、流動(dòng)停止時(shí)(即膠料與基體的相容性和分散性,從而提高復(fù)合材料性能或半成品停放時(shí),y趨于0),從而使得1a變的很大,使9.說明分子量.分子量分布對7及流變性影響得膠料有良好的挺性,半成品停放時(shí)不易變形,不會(huì)發(fā)1)、分子量:分子量上升,則流體出現(xiàn)非牛頓流動(dòng)的Y粘;如膠鞋等放在蒸汽硫化罐中硫化時(shí)不會(huì)發(fā)生流動(dòng)變值降低,流變性增強(qiáng)。原因:分子量上升,松弛時(shí)間提

高,則流動(dòng)過程中不易松弛收縮,從而降低了收縮這部由于壓力、溫度的等效性可知,升高壓力相當(dāng)于降低溫分阻力;另外分子量上升使聚合物中的纏結(jié)點(diǎn)變多,產(chǎn)度,等效值(△T/aP)n約為(3~9)X10-2^/大氣壓。生了許多易解脫的部分,從而使na下降更加容易。因此壓力升高,聚合物的流動(dòng)性降低。2X分子量分布:Y較小時(shí),na(寬)>na(窄);因34.軟化一增塑劑的加入對聚合物的流動(dòng)性有何影為分子量相同而分布寬得聚合物有較多的特長和特短的響?其工作原理?分子,特長分子鏈對na的貢獻(xiàn)大。Y增大時(shí),分子量分布寬的首先出現(xiàn)na下降,即出現(xiàn)非牛頓運(yùn)動(dòng)的Y值比窄的小(Y寬〉Y窄);寬得na下降得較快,即非牛頓性較強(qiáng),對Y較為敏感。原因:⑴特長分子鏈不易松弛收縮,從而降低了這部分阻力;⑵特短分子鏈在較小Y(分子,特長分子鏈對na的貢獻(xiàn)大。Y增大時(shí),分子量分布寬的首先出現(xiàn)na下降,即出現(xiàn)非牛頓運(yùn)動(dòng)的Y值比窄的小(Y寬〉Y窄);寬得na下降得較快,即非牛頓性較強(qiáng),對Y較為敏感。原因:⑴特長分子鏈不易松弛收縮,從而降低了這部分阻力;⑵特短分子鏈在較小Y(t)下易解脫纏結(jié)和去向;⑶隨著丫的上升,已取向的短分子鏈起內(nèi)增塑作用,使na很快下降。另外開始出現(xiàn)非牛頓性流動(dòng)的丫值隨分子量分布加寬而下降,這在生產(chǎn)中有重要意義:通常加工的丫較高,na較低,所以一般性分布或分布寬得更易擠出或模塑加工。說明T、Y對流變性的影響。針對不同得聚合物(1Y的敏感性),加工時(shí)如何調(diào)控其流動(dòng)性?人、對丫敏感的高聚物,調(diào)節(jié)加工機(jī)械速度(Y)來調(diào)節(jié)流動(dòng)性(na);B、對Y敏感性小的高聚物,調(diào)節(jié)T來調(diào)節(jié)流動(dòng)性;否則當(dāng)T不夠高時(shí),盲目提高丫會(huì)有損壞機(jī)械設(shè)備的危險(xiǎn)(如扭斷螺桿)。為何壓力升高,聚合物流動(dòng)性⑴a)降低?na下降,可以改善聚合物的流動(dòng)性,使其加工溫度降低;原理:a、軟化一增塑劑的加入可以增大分子鏈間距,起到稀釋作用;b、其屏蔽J聚合物分子中極性基團(tuán)的作用,降低J作用力和流動(dòng)阻力什么樣得共混是我們所期望的?通過共混材料na下降而便于加工,且性能不降低的共混是我們所期望的。簡述分子■和分子■分布對流動(dòng)性的影響A.分子量提高,使材料na上升,Tf上升,則流動(dòng)性變差;同時(shí)造成分子間作用力變大,纏結(jié)點(diǎn)增多,阻力提高。因此要降低na,提高聚合物的可塑性和流動(dòng)性最有效的辦法是降低其分子量。B.分子量分布:1.窄:分子鏈發(fā)生相對位移的溫度范圍較窄,Tf較高,從而使其流動(dòng)性、加工性較差;2.寬:分子鏈發(fā)生相對位移的溫度范圍交款、低分子量級(jí)分的內(nèi)增塑作用,Tf較低,從而使材料的流動(dòng)性和加工性能較好。因此對橡膠:希望適當(dāng)寬一些;對于塑料:太寬不見得有利。支鏈短(小于產(chǎn)生纏結(jié)所需的長度),數(shù)目多,則n0降邊界條件:剪切成力:1.r=0(中心處)-Tr=T0=0;低,此分子比直鏈分子更易流動(dòng);支鏈變長使n0提高,2.r=R(管壁處)—tr=Tw=^P*R/2L當(dāng)支鏈分子量大于3MC時(shí)n0會(huì)急劇提高,甚至比直鏈速度分布:1.r=0(中心處)—V0=(△P*R2)/(4n的高10~100倍。*L);2.r=R(管壁處)—VR=038.塑料薄膜包裝袋常用什么PE,為什么?4.牛頓流體和日件頓流體跚可方程有什么關(guān)系?塑料薄膜包裝袋常用zDPE(HPPE),因?yàn)閦DPE的分子牛頓流體:Yw=4Q/nR3鏈結(jié)構(gòu)中含有6~8個(gè)碳原子的短支鏈從而使材料較柔非牛頓流體:Yw=3n+1/n*Q/nR3=3n+1/n軟、易壓延。*Yw(牛頓)40.掌握各因素對粘度影響的關(guān)系圖軟、易壓延。40.掌握各因素對粘度影響的關(guān)系圖5.搟頓流體在加工過程應(yīng)注意哪些問題?速度分布:Vr=8(R2-r2)/4n*L7.高聚就加工過程中,為何流體中心區(qū)域的溫度環(huán)境因素和結(jié)構(gòu)因素對聚合物粘度影響的關(guān)系圖a.注意在加工過程中有柱塞溜達(dá)(賓漢流動(dòng))b.分2高聚物流體在圓管中t(V)和B的分布如何?子量低的聚合物級(jí)分考向管壁,造成n速度分布:Vr=8(R2-r2)/4n*L7.高聚就加工過程中,為何流體中心區(qū)域的溫度tr=AP*r/2L(2)非牛頓流體:剪切應(yīng)力分布tr=AP*r/2L;速降低,管壁附近區(qū)域溫度升高?度分布:度分布:Vr=V0[1-(r/R)n+1/n]設(shè)備各區(qū)域的控制溫度不同;流動(dòng)摩擦生熱;設(shè)備其中:n=1時(shí)為牛頓流體,公式可變化成(1)中公向外傳熱.式;n<1時(shí)為假塑性流體,剪切變稀;8了解研究拉伸流動(dòng)(拉伸粘度)的意義,知道特n>1時(shí)為膨脹性流體式;n<1時(shí)為假塑性流體,剪切變稀;8了解研究拉伸流動(dòng)(拉伸粘度)的意義,知道特n>1時(shí)為膨脹性流體,剪切增稠.別是在纖維和薄膜的生產(chǎn)中,拉伸流動(dòng)對產(chǎn)品和3.掌握牛頓流體的四個(gè)運(yùn)動(dòng)方程(tr.Vr.Q.質(zhì)量的提高影響很大,且與彈性記憶效應(yīng),擠出破Y”有關(guān)的邊界條件.裂有關(guān)?(—)運(yùn)動(dòng)方程:tr=△P*r/2L;Vr=△研究意義:凡有流線收斂的流動(dòng),都存在拉伸流動(dòng),與n拉有關(guān),在成型加工的單、雙軸拉伸,如纖維伸收斂流動(dòng)的應(yīng)用:a、大管到小管所采用圓錐形絲,塑料薄膜.吹塑.”注拉吹”以及橡膠.塑料加工或楔形的過渡管道中的流動(dòng);b、吹塑薄膜、擠過程的拉伸流動(dòng)中,拉伸流動(dòng)(拉伸粘度)起關(guān)鍵作出單絲、管子等距口模一定距離的流動(dòng);c、錐形擠壓機(jī)壓出粘度大的高聚物及粉碎體何區(qū)別?10.拉伸流動(dòng)和剪切流動(dòng)對應(yīng)變速度的依賴性有12.有哪些常見的彈性行為(效成)?a.爬桿現(xiàn)象b.杯傾斜,高聚物流光為止c.擠出時(shí),保持形狀記憶d.擠出物答:(1)很低應(yīng)變速率時(shí),n切,n拉為常數(shù),似牛頓流表面不光滑,膨脹,不均勻,甚至斷條。其中彈性行為體;(2)隨應(yīng)變速率提高,n對應(yīng)變速度的依賴性是最常見的有法向應(yīng)力(韋森堡)效應(yīng),末端效應(yīng),不不同:a、假塑性流體何區(qū)別?不同:a、假塑性流體n切隨Y增加而降低。b、n穩(wěn)定流動(dòng)(擠出破裂'拉則各有不同:升高(A)不變(B)降低(C)拉14.知道成力分■中兩個(gè)下標(biāo)的含義及法向應(yīng)力的方向。11.理解聚合物11.理解聚合物的拖曳流動(dòng)和收斂流動(dòng)的概念和答:第一個(gè)下標(biāo):表示該應(yīng)力的作用面。第二個(gè)下標(biāo):表示應(yīng)力的方向。作用在x面商的x方向的應(yīng)力,作用力答:拖曳流動(dòng)(庫愛特流動(dòng)couette答:拖曳流動(dòng)(庫愛特流動(dòng)couettefiow):管道結(jié)的方向與作用面的垂直,稱為應(yīng)力的法向分量,即兩個(gè)構(gòu)中一部分能以一定的速度和規(guī)律相對于其他部下標(biāo)相同的應(yīng)力分量(6xx.6yy.6zz)分運(yùn)動(dòng),這種既受壓力因素又受管道運(yùn)動(dòng)部分引15.法向成力的效應(yīng)產(chǎn)生的原因?起的拉伸神運(yùn)動(dòng)影響聚合物熔體的流動(dòng)稱為拖曳"彈性體元"受純剪切應(yīng)力作用:'派生"出"附加應(yīng)力流動(dòng)",即產(chǎn)生拉伸應(yīng)力和壓應(yīng)力,造成原來三個(gè)法向應(yīng)力典型的拖曳流動(dòng):a.擠出螺旋槽與料筒壁構(gòu)成的起的拉伸神運(yùn)動(dòng)影響聚合物熔體的流動(dòng)稱為拖曳"彈性體元"受純剪切應(yīng)力作用:'派生"出"附加應(yīng)力流動(dòng)",即產(chǎn)生拉伸應(yīng)力和壓應(yīng)力,造成原來三個(gè)法向應(yīng)力典型的拖曳流動(dòng):a.擠出螺旋槽與料筒壁構(gòu)成的不在相等。.矩形通道中的流動(dòng).b.擠出線纜包覆物環(huán)形口膜17.端末效應(yīng)的兩種現(xiàn)象及含義?中的流動(dòng)(電線包塑).a.入口效應(yīng):流體在擠出機(jī)管中有一個(gè)很大的壓力降,收斂流動(dòng):當(dāng)粘彈性聚合物熔體受壓力從任何形從而產(chǎn)生粘性損耗,彈性損耗等效應(yīng)的現(xiàn)象。中的流動(dòng)(電線包塑).a.入口效應(yīng):流體在擠出機(jī)管中有一個(gè)很大的壓力降,收斂流動(dòng):當(dāng)粘彈性聚合物熔體受壓力從任何形從而產(chǎn)生粘性損耗,彈性損耗等效應(yīng)的現(xiàn)象。b.擠出脹式的管道中流出,同時(shí)受到外力拉伸時(shí),熔體被拉大現(xiàn)象:壓出物的尺寸及斷面形狀與口型不同,所產(chǎn)生長變細(xì)的流動(dòng)?(因管道截面變小,受到抑制性的拉的膨脹一收縮現(xiàn)象。伸作用的流動(dòng))18.入口效應(yīng)產(chǎn)生的原因及表征的物理量?原因:a.粘性損耗,即粘性流動(dòng)損耗一部分能量,造成AP粘.b.彈性入內(nèi)應(yīng)力,降低產(chǎn)品機(jī)械性能。伸作用的流動(dòng))損耗:E高彈要克服分子間作用力才能流動(dòng),也要消耗20.掌握減弱和消除彈性記憶效應(yīng)(擠出脹大)的措施。能量。表征:AP入=AP粘(5%)+AP彈(95%)。a.在保證性能前提下,選用柔性高聚物.b.選用分子量低,19.彈性記憶效應(yīng)(擠出脹大)的概念,本質(zhì),原因,表分布寬一些,支化程度低一些,剪切模量低一些的高聚征的物理量及對加工的影響。物.C.適當(dāng)加入補(bǔ)強(qiáng)填充劑活軟化劑增塑d.適當(dāng)增加或概念:壓出物的尺寸及斷面形狀與口型不同,所產(chǎn)生的降低Y(擠出半徑)e適當(dāng)降低或提高L/D.f對寸擠出物進(jìn)行膨脹收縮現(xiàn)象。本質(zhì):分子鏈來不及松弛所引起的。原牽引因:a入口效應(yīng):從機(jī)腔到口型,流速提高,入口處流21.熔體不穩(wěn)定流動(dòng)的定義及表征的物理量。即熔體擠出線忽然收斂,產(chǎn)生速度梯度,分子鏈部分拉直(構(gòu)象變破裂現(xiàn)象(彈性湍流):在很高的t或Y下,熔體中擾動(dòng)化),產(chǎn)生可恢復(fù)的彈性形變(拉升彈性形變),由于入難以抑制,流動(dòng)不穩(wěn)定,產(chǎn)生不規(guī)則擠出物的現(xiàn)象。表口端很短,大分子來不及松弛化。很短,彈性恢復(fù)來不征:YC—臨界剪切速率TC—臨界剪切應(yīng)力。隨丫或T的增及),則膨脹比B提高。b.剪切流動(dòng):收到剪切應(yīng)力有一大至臨界值就產(chǎn)生破壞,且越來越嚴(yán)重。個(gè)正應(yīng)力差值(法向應(yīng)力差N1)即N1=611-622>0,22.?Yc(t)增大,擠出物畸變的發(fā)展趨勢。a.y較低N1是流體流出管口后產(chǎn)生垂直與流動(dòng)方向上的膨脹(脹一擠出物表面光滑。b.y增大一出現(xiàn)細(xì)紋和網(wǎng)紋(鯊魚大),則N1提高是膨脹比B增大。當(dāng)L/D較小時(shí),很皮).c.Y進(jìn)一步提高一出現(xiàn)粘連的竹節(jié).d.Y進(jìn)一步提高短,原因以a為主(拉伸彈性應(yīng)變引起脹大),當(dāng)L/D一出現(xiàn)粘連的螺峰(螺紋).e.y更高一完全無規(guī)破裂.>16時(shí),原因以b為主(剪切彈性應(yīng)變引起脹大)表24.掌握熔體破裂現(xiàn)象的影響因素及減弱和消除的措施。征:膨脹比:B=Df/D,擠出收縮率:(L)擠出物長度影響因素:a.分子量M:M升高,丫c降低,故適當(dāng)降減少的百分?jǐn)?shù),L=[(l0-l)/l0]x100%。影響因素a.低M值可以改善擠出性能,不易破裂。b.分子量分布:可恢復(fù)的彈性形變量大?。ㄈ垠w彈性模量大小),b.松弛窄一yc下降,擠出破裂嚴(yán)重.寬反之。故分子量分布增時(shí)間長短。對加工的影響:選擇擠出機(jī)時(shí)注意考慮L/D,L寬,能啊幅度地改善擠出性能。c.支化:含支鏈一yc下的變化對彈性效應(yīng)的影響。即彈性記憶效應(yīng)(端末效應(yīng))降,易擠出破裂。d.溫度:T上升使yc提高,不易破裂。對加工不利,特別在注射,擠出過程中,可能導(dǎo)致產(chǎn)品故提高機(jī)頭口型的溫度T是對付流動(dòng)破裂的手段之一。變形和扭曲,降低制品尺寸穩(wěn)定性,并可能在制品內(nèi)引e.口型集合尺寸:a收斂角降低,則yc迅速提高,使擠

出物光滑不易破裂,L/D上升,則入口破壞程度下降,4.了解膠料在輥筒幾個(gè)特殊位置上速率分布留到表面線型化(設(shè)備光潔度提高),則YC上升,不易答:(1p二±入時(shí),速度分布是平的(速度梯度是0),即破裂,添加物:填充補(bǔ)強(qiáng)劑,增稠劑,潤滑劑共混,則Vp=V.;(2)-入<p<+入時(shí),壓力的變化范圍由最大到可以提高YC,不易破裂。減弱和消除得措施:a選用分零,此區(qū)域內(nèi)速度分布呈凸面狀,p=0時(shí),中間速度大,子量適當(dāng)?shù)?,分子量分布適當(dāng)寬的高聚物,b適當(dāng)提高速度梯度也最大,即"超前現(xiàn)象”;(3)p<-A時(shí),隨速擠出溫度,c稍微降低擠出速度,并使速度分布均勻d率的增大壓力逐漸增大,出現(xiàn)正的壓力梯度,阻礙物料適當(dāng)加大口型間隙,使QC(體積流率)上升e用喇叭向前流動(dòng),使中間物料比兩邊的流速慢,速度分布呈現(xiàn)形口型(流線化)f口模上適當(dāng)擋板g加入適當(dāng)?shù)奶畛浒济嫘?,?后置現(xiàn)象,(4)隨p漸低,出現(xiàn)一"滯留補(bǔ)強(qiáng)劑或軟化增塑劑h采用并用高聚物體系i擠出后適點(diǎn)",即在中平面上,該點(diǎn)速度(Vx)為0,記作p*。當(dāng)牽伸。(5)p<p*時(shí),出現(xiàn)正反兩種速率,造成物料的旋轉(zhuǎn)。故25.高聚物彈性行為的四種效應(yīng)(現(xiàn)象)是什么?各用什混煉時(shí)再加入配合劑,則混合效果好。么物理量來表示?韋森堡效應(yīng)(法向應(yīng)力效應(yīng)):非流動(dòng)3.混煉時(shí),在何處加入配合劑對混合有私why流體的特性,以N1表征法向應(yīng)力差。入口效應(yīng):在幾答:在p<p*時(shí),物料有正反兩種速率,有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),故在口與出口之間有很大的壓力降,帶來很大的能量損失,此加入配合劑有利于配合計(jì)混合以APA表征。擠出脹大:以B(膨脹比)表征。擠出破4.知道應(yīng)切力在輥簡上的分布。裂:以tc(臨界剪切應(yīng)力),yc(臨界剪切速率)表征。答:剛進(jìn)入鉗住區(qū):Yh(th)大于零;p=-(1+2入1.輥筒上加工時(shí)最大壓力在何處?輥距最窄處的壓力為2)1/2處:Yh(th)達(dá)到最大值;此后:Yh(th)逐多少?漸減?。ǖ詾檎担?;p=-A:yh(Th)=0(雖然有答:四種特殊情況:1)當(dāng)p趨近于*時(shí),P=0;2)Pmax);以后:yh(th)變?yōu)樨?fù)值;p=0:Yh(Th)當(dāng)p=-入時(shí),P=Pmax;3)當(dāng)?=+A時(shí),P=0;4)當(dāng)?達(dá)到最小值(絕對值為最大值);此后:yh(Th)逐漸=0時(shí),P=Pmax/2。增加(但仍為負(fù)值);p=A:Yh(Th)=0(物料離開鉗2?橫壓力的作用?住區(qū))。答:1)使輥筒變彎甚至破裂;2)影響壓延制品沿輥筒8.簡述生膠在輥上的四個(gè)行為區(qū)域。向厚度的均一性。答:隨輥筒溫度從高到低,出現(xiàn)四個(gè)界限分明的行為區(qū)域:1區(qū):T較低:膠太硬、彈性大、易滑動(dòng),難以通溫度下降。故分子量分布寬一些的橡膠的加工性能較好。過輥距;如果強(qiáng)制壓入,則膠變成碎塊,因此區(qū)不宜煉11.實(shí)際生產(chǎn)中,如遇脫輥,成如何調(diào)節(jié)輥距?膠??趨^(qū):T升高:包前輥,物料成為彈性膠帶(膠帶答:實(shí)際生產(chǎn)中遇到脫輥,應(yīng)將輥距調(diào)節(jié)小些。輥距越不易破裂),混煉分散好.因此此區(qū)最適合煉膠操作.皿區(qū):大,剪切速率越低,輥隙處積累的可逆彈性形變小,不T進(jìn)一步升高:膠帶強(qiáng)度下降,不能緊包輥筒,出現(xiàn)脫足以保證包輥上的粘彈性膠帶所必須的剪切力。故受重輥或破裂現(xiàn)象,因此此區(qū)處于臨界狀態(tài).IV區(qū):丁更高:橡力、離心作用從輥上離開脫輥。向厚度的均一性。答:隨輥筒溫度從高到低,出現(xiàn)四個(gè)界限分明的行為區(qū)膠呈粘性液體包在輥筒上,物料

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