研 材料加工复习提要

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1、材料加工工程I复习提要一、分子材料基本概念1、高分子材料的基本概念及其分类；2、常用高分子材料的英文缩写；高分子材料是以高分子化合物为基体组分的材料(以高分子化合物为主要成分，经化学处理和机械加工而成的有机材料）；分类：按高分子的来源：天然高分子/合成高分子；按化学组成：有机高分子材料/无机高分子材料；按材料的性能：通用高分子材料/新型高分子材料。PE/PP/PS/PMMA/PA66/PA6/POM/PI/PU/PC/PET/PBT/PTT/ABS/NBR/PBD/PVC/PVA/二、高聚物流体的流变性P.1351、

2、什么是零切粘度，极限粘度，表观粘度，拉伸粘度？零切粘度：当剪切速率趋近于零时，非牛顿指数为1，剪切应力与剪切速率呈线性关系，表观粘度与剪切速率无关，流体流动性质与牛顿流体相仿，粘度趋于常数，称零切黏度；极限粘度：当提高剪切速率趋于无穷大时，流体又表现为牛顿流动，相应的粘度成为极限牛顿黏度；表观粘度：在剪切应力与剪切速率的流动曲线上，从原点连接曲线上任意一点的直线的斜率即为表观粘度；拉伸粘度：在拉伸流动中，当聚合物熔体从任何形式的管道中流出，垂直于流动方向的聚合物横断面积上所承受的拉伸应力与拉伸应变速率的比值称为拉伸黏

3、度。2、哪些因素影响聚合物流体的流动性能？链结构的影响：聚合物分子链柔性越大，缠结点越多，链的解缠和滑移越困难，聚合物流动时非牛顿性越强；当聚合物具有较短的支链时，聚合物的表观粘度低于具有相同相对分子质量的直链聚合物的表观粘度，支链长度增加，表观粘度随之上升，当支链长度增加到一定值时，表观粘度将急剧升高；相对分子质量的影响：相对分子质量增大，不同链段偶然位移抵消的机会增多，因此分子链重心转移减慢，要完成流动过程就需要更长的时间和更多的能量，所以高聚物的相对分子质量增大，其表观粘度增加；相对分子质量分布宽度的影响：（1

4、）聚合物熔体的粘度岁相对分子质量分布宽度的增加而迅速下降，流动性及加工行为改善，因为此时分子链发生相对滑移的温度范围变宽，尤其低分子量级分起到增塑作用，使物料开始发生流动的温度跌落；（2）相对分子质量分布宽的试样，其非牛顿流变性较为显著。温度的影响：温度上升，分子热运动加剧，分子间距增大，较多的能量使材料内部形成更多的自由体积，使链段更易于活动，分子间的相互作用减小，粘度下降。聚合物溶液浓度对粘度的影响：聚合物浓度影响零切黏度，浓度越大，零切黏度越高（与浓度的3.4次方成正比）；浓度越高，非牛顿性越显著。对刚性链聚合

5、物：a.在浓度较低的范围内，粘度随浓度的增大而增大（可看作时各向同性的聚合物浓溶液）；b.当粘度提高到极限浓度时（体系中形成交缠的网络结构），聚合物粘度达到最大值，继续增加浓度，粘度随浓度的提高而急剧下降（各向异性聚合物浓溶液，在流动中沿剪切力方向取向），下降至一定程度后，粘度又重新随浓度的增加而上升（大分子链发生高度聚集）。3、聚合物流体有几种流动类型？切力变稀流体随g增加粘度下降的原因是什么？有二种流动类型。牛顿流体；非牛顿流体：假塑性流体（即切力变稀流体）；胀塑性流体（即切力增稠流体）；宾汉流体；有二种流动类型

6、，牛顿流体，非牛顿流体(切力变稀切力增稠宾哈姆流体)；原因：①大分子链间发生的缠结。位相几何缠绕作用和分子间力引起的键和作用。随着剪切应力增加，部分缠结点被拆除。缠结点浓度的下降相应的使表观粘度下降。②链段的取向。当剪切速率增大时，缠结点间链段中的应力来不及松弛，链段在流场中发生取向。链段取向效应导致大分子链在流层间传递动量的能力减小，因而流层间的牵拽力也随之减小，表现为表观粘度下降。③对于聚合物浓溶液来说，剪切应力增加时，大分子链发生脱溶剂化，使大分子链的有效尺寸变小，引起粘度下降。4、聚合物流体有哪些弹性表现?聚

7、合物弹性的本质是什么？弹性表现：弹性回缩、蠕变松弛、孔口胀大效应、爬杆效应、剩余压力现象、孔道的虚构长度。本质：大分子在应力作用下构象熵减小，外力解除后，聚合物大分子会自动恢复至熵的最大平衡构象上来，因而表现出弹性回复。聚合物弹性的本质是熵弹性。5、加工条件如何影响聚合物的弹性？（1）温度的影响升温有利于弛豫过程的进行，提高温度可明显降低熔体的挤出胀大效应。减小弹性表现程度；（2）浓度的影响随浓度的升高，聚合物溶液出现显著的非牛顿性和法向应力效应，浓度越高，溶液弹性越突出；（3）剪切速度的影响：剪切速率越大，流体入口

8、压力降、法向压力差及长大比越大；（4）流动的几何条件影响：入口区形状决定了大部分弹性能储存。喷丝孔直径增大，挤出长大比明显减小，弹性效应明显减弱。毛细孔长径比越大，流涕在喷丝孔中停留的时间越长，越有利于松弛过程的完成，其弹性表现较小。三、混合1、何为分散混合?混合的目的是什么?分散混合：分散混合发生在固-液之间或液-液之间，它是减小分散相粒子尺