聚合物流变学习题库.doc

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1、1.一个纸杯装满水置于桌面上，用一发子弹从桌面下部射入杯子，并从杯子的水中穿出，杯子仍位于桌面不动。如果杯里装的是高聚物溶液，这次子弹把杯子打出8米远，解释之。答：低分子液体如水的松弛时间是非常短的，它比子弹穿过杯子的时间还要短，因而虽然子弹穿过水那一瞬间有黏性摩擦，但它不足以带走杯子。高分子溶液的松弛时间比水大几个数量级，即聚合物分子链来不及响应，所以子弹将它的动量转换给这个“子弹－液体－杯子”体系，从而子弹把杯子带走了。2.已知增塑PVC的Tg为338K，Tf为418K，流动活化能，433K时的粘度为5Pa.s。求此增塑PVC在338K和473K时的

2、粘度各为多大？答：在范围内，用WLF经验方程计算又因为473K>Tf，故用Arrhenius公式计算，或3.溶液的粘度随着温度的升高而下降，高分子溶液的特性粘数在不良溶剂中随温度的升高而升高，怎样理解？答：在常温下，线团密度很大时，随温度升高，线团趋向松解，粘度增高。在良溶剂中线团密度已经很小，随着温度的升高，线团密度变化不大，粘度降低。4.为何同一种高聚物分子量分布宽的较分布窄的易于挤出或注射成型?分子量分布宽的试样的粘度对切变速率更敏感，随切变速率的提高，粘度比窄分布的试样低。5.为什么高分子熔体的表观粘度小于其真实粘度？6.不受外力作用时橡皮筋受热

3、伸长；在恒定外力作用下，受热收缩，试用高弹性热力学理论解释.答：（1）不受外力作用，橡皮筋受热伸长是由于正常的热膨胀现象，本质是分子的热运动。（2）恒定外力下，受热收缩。分子链被伸长后倾向于收缩卷曲，加热有利于分子运动，从而利于收缩。其弹性主要是由熵变引起的，中，f＝定值，所以，即收缩，而且随T增加，收缩增加。7、在橡胶下悬一砝码，保持外界不变，升温时会发生什么现象？解：橡胶在张力（拉力）的作用下产生形变，主要是熵变化，即蜷曲的大分子链在张力的作用下变得伸展，构象数减少。熵减少是不稳定的状态，当加热时，有利于单键的内旋转，使之因构象数增加而卷曲，所以在保

4、持外界不变时，升温会发生回缩现象。9.今有B-S-B型、S-B-S型及S-I-S型、I-S-I型四种嵌段共聚物,其中哪些可作热塑性橡胶，为什么?(B代表丁二烯，I代表异戊二烯)答：只有S-B-S和S-I-S两种嵌段共聚物可作热塑性橡胶，其余两种不行。因为S-B-S和S-I-S的软段在中间，软段的两端固定在玻璃态的聚苯乙烯中，相当于用化学键交联的橡胶，形成了对弹性有贡献的有效链——网链。而B-S-B和I-S-I软段在两端，硬段在中间。软段的一端固定在玻璃态的聚苯乙烯中，相当于橡胶链的一端被固定在交联点上，另一端是自由活动的端链，而不是一个交联网。由于端链对

5、弹性没有贡献，所以，这样的嵌段共聚物不能作橡胶使用。10.16按常识，温度越高，橡皮越软；而平衡高弹性的特点之一却是温度愈高，高弹平衡模量越高。这两个事实有矛盾吗？为什么？答：按常识，温度越高，橡皮越软；而平衡高弹性的特点之一却是温度愈高，高弹平衡模量越高。这两个事实不矛盾。原因：1),T升高，高分子热运动加剧，分子链趋于卷曲构象的倾向更大，回缩力更大，故高弹平衡模量越高；2)实际形变为非理想弹性形变，形变的发展需要一定的松弛时间，这个松弛过程在高温时比较快，而低温时较慢，松弛时间较长，如图。按常识观察到的温度越高，橡皮越软就发生在非平衡态，即t

6、。11.为什么说实际橡胶弹性中带粘性，高聚物粘性熔体中又带弹性？列举它们的具体表现。如何减少橡胶的粘性?在挤出成型中如何减小制品中的弹性成分？答：实际橡胶弹性中带粘性的原因：外力作用下分子链的质心发生位移，需克服内摩擦力，是不可逆形变。表现形式：蠕变、应力松弛、滞后与内耗。减少橡胶的粘性：减少分子链质心位移，如引入刚性成分，适度交联等。高聚物粘性熔体带弹性的原因：分子链质心的迁移是通过链段的协同运动实现的，外力去除后，通过链段的运动不可避免的要恢复一部分，表现出弹性。高聚物粘性熔体带弹性的表现：法向应力效应、挤出物胀大、不稳定流动等。减小成型制品中的弹性

7、成分：提高熔体温度；降低挤出速率；降低分子量，减小分子量分布；增加毛细管直径，增加口模长径比；将出口设计为流线形等。12.为什么高聚物玻璃比小分子玻璃韧性好？说明双轴拉伸定向有机玻璃与普通非定向有机玻璃在模量、强度、韧性上的主要差别并解释原因。答：双轴拉伸定向有机玻璃在取向的x,y方向上的模量、强度提高，韧性也提高，而在垂直于取向的方向上模量和强度比非定向有机玻璃减小。（2分）解释原因：1)取向后，高分子链沿取向方向排列，原子间以化学键结合为主，而未取向方向上原子间以范德华力为主；2)材料在拉伸取向的过程中，能通过链段运动，使局部高应力区发生应力松弛，使

8、材料内的应力分布均化，这也是取向后强度提高的原因之一。(可不答)3)取向对屈服强