高分子成型工艺原理

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1、1.简要说明高聚物的三态和2个转变?(1)玻璃态（整链、链段都不能运动）:a.变形难，形变小；形变与外力大小成正比；b.形变可逆（在极限应力范围内）；不宜进行大变形加工。c.形变与回复瞬间完成，与时间无关。d.加工难，只能机械加工。加工方法：适合机械加工、固相成型（小形变加工）（2）高弹态（整链不能运动、链段能运动）：a.模量低，形变大；b.形变仍具可逆性；c.达到高弹形变的平衡值和完全恢复形变非瞬间完成的，形变与恢复具有时间依赖性；d.靠近Tf附近，聚合物粘度很大。加工方法：真空成型、压力成型、吹塑成型、压延和弯曲成型薄膜及纤维的拉伸（3）粘流态（整链能运动）:a.粘度小，易获得形变和易

2、通过冷却保持形变，加工容易。b.形变不可逆，冷却聚合物能将形状永久保持下来；c.形变与时间有关。成型加工优点：a.易于成型；b.制品在长期使用过程中，因次稳定性好。加工方法：大多数成型方法在此温度范围。熔体加工，如注射、挤出、压延、熔融纺丝、热贴合等。橡胶的成型硫化、密炼、高温塑炼。2.简要说明P7图1-5表示的意义.3.分析聚合物的粘弹性形变.总形变包括：普弹形变ℇ1、高弹形变ℇ2、粘性形变ℇ3。ℇ=ℇ1+ℇ2+ℇ31、聚合物普弹性变e1值很小、瞬时发生、具有可逆性、外力解除后形变立刻完全回复原因：高分子链的键长、键角变化引起，服从虎克定律。形变与时间无关，可回复。2、高弹形变e2比普弹

3、形变量大、形变非瞬间完成、具有可逆性、外力解除后形变逐渐回复。原因：高分子链通过链段运动产生的形变和位移，形变与时间有关，可回复。3、粘性形变（e3）：分子间相对滑移，形变不可逆。原因：高分子链的解缠和滑动引起的形变。形变与时间有关，不可回复。

4、形或结晶固体聚合物在一个或二个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。粘弹性概念：聚合物的形变与时间有关，但不成线性关系，两者的关系介乎理想弹性体和理想粘性体之间，聚合物的这种性能称粘弹性粘弹性形变与加工条件的关系：1、聚合物加工时，形变主要有高弹形变和粘性形变（塑性形变）组成。T↑，ƞ↓，高弹性变和粘性形变↑62、T>Tf(Tm)：形变以粘性形变为主，也有一定的弹性。易于成型；提高了制品使用的因次稳定性挤出、注射、吹膜、熔融纺丝成型弹性效应的影响：降低制品的因次稳定性3、Tg

5、型、中空容器的吹塑(P11)粘弹性形变的滞后效应：在松弛过程中，形变落后于应力变化的现象。原因：长链结构和大分子运动的逐步性造成的。制品收缩的原因：成型时急冷使大分子堆积松散急冷：制品易收缩、易在制品中形成内应力缓冷第二章聚合物的流变性质1.简述牛顿流体、非牛顿流体的流变行为特征。牛顿流体的流变行为特征：牛顿粘度与液体的分子结构和温度有关。（1）牛顿流体的粘度不随剪切速率变化，始终为一常数。（2）牛顿流体中的应变具有不可逆性，纯粘性流动。非牛顿流体的流变行为特征：（1）剪应力和剪切速率通常不成比例关系，粘度对剪切作用有依赖性；（2）非牛顿性是粘性和弹性行为的综合，流动过程含不可逆性变和可逆

6、形变。2.写出牛顿流体、非牛顿流体的流变学方程，并绘制其流体流动曲线。63.什么是切力变稀和切力增稠现象？解释其原因。“切力变稀”：表观粘度随剪切速率增加而降低，出现假塑性。“切力变稀”原因：归因于大分子的长链性质，γ↑时，大分子逐渐从网络结构中解缠和滑移，解缠速度大于形成速度，因此流动阻力↓，导致ƞ↓。“切力增稠”：表观粘度随剪切速率增加而增大，出现膨胀性。“切力增稠”原因：形成新的结构。主要是τ或γ↑到一定值时液体中有新的结构形成，引起流动阻力↑，以致液体的表观粘度随τ或γ的↑而↑。过程中伴有体积的↑，故这种流体称为膨胀性液体。4.讨论各因素对粘度的影响。一、温度对粘度的影响热塑性聚合

7、物，T↑,热运动加强，振幅增大，自由体积↑，ƞa呈指数函数↓二、压力对粘度的影响P↑，自由体积↓，分子间作用力↑，ƞa↑三、粘度对剪切力或剪切速率的依赖性随着剪应力或剪切速率的↑，多数聚合物粘度↓四、聚合物结构因素和组成对粘度的影响（一）链的结构和极性1.主链的柔性：①柔性↑、缠结点↑，非牛顿性↑②链刚性↑、分子间作用力↑，粘度对温度敏感↑2.支链结构：①长支链支化使熔体粘度显著↑，支化程度↑，粘度↑；长支链导致粘度对剪