高分子材料加工流变学.doc

《高分子材料加工流变学.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、1.流变学属于什么领域及由什么内容形成？领域:介于力学,化学和工程科学之间的边缘科学.形成内容:构成.塑性.弹性.粘流.变形2.伽利略：提出“内聚粘性”；胡克：研究弹性固体，提出了应力——应变的关系；牛顿：研究粘性液体，提出了流体应力——切变速率的关系；宾汉：发现了“宾汉流体”，命名了“流变学”；门尼：发明了门尼粘度计，改善了橡胶质量控制手段；泊肃叶：提出了泊肃叶方程，表示了粘性流体沿水平放置的圆形管道做层流时的流量，可用来计算粘性损耗，测量流体的粘度。4.流变学的研究内容：借助高分子物理和加工理论解释材料在应力作用下各种

2、力学行为与各因素之间的关系，解决高分子材料应用工程的问题。5.影响聚合物加工性能的流变性质？断裂特性；粘度（流动性的量度）；弹性记忆效应（挤出膨胀）。6.学习聚合物加工流变学的意义。a.对进一步合成加工性能优良的高聚物有指导意义；b.对合理选择加工工艺和配方设计有重要意义；c.对合理设计加工机械，正确使用机械，创新加工机械十分重要。1.聚合物加工过程的应力有哪三种类型？在其作用下各产生什么流动？答：A剪切应力(τ)：产生剪切流动，如挤出机口模注塑机流道炼塑(胶)机辊间。B拉伸应力(σ)：产生拉伸流动，如薄膜电线包覆。C流体

3、表压力（P）：产生压力流（泊肃叶流动），如两平面间缝隙、圆管中的泊肃叶流动。2.聚合物流动的主要特点？答A流动机理的分段流动；低分子：整个分子移动（跃动）→实现流动；高分子：分段移动→实现流动。B粘度大，流动困难，且粘度不是一个常数。C流动时有构象变化，产生“弹性记忆效应”，加工过程中聚合物流动性质主要表现为粘度变化，粘度（及变化）是聚合物加工过程中重要的参数。4.为何聚合物流动时会产生弹性记忆效应？答：聚合物卷曲的分子链在外力作用下，产生流变，并产生分子链相对位移以及高弹形变（链舒展、构象变化）。由于聚合物在流变过程中，

4、不仅有真实的流动（塑性形变），还伴随非真实流动（高弹形变），外力除去→回缩→“弹性记忆”（如挤出后会有膨胀收缩现象）。6.牛顿流体流动定律及其流动的特点？答：牛顿流体流动定律：τ=η*γ；牛顿型流体：牛顿型流动的流体，η不随τ和γ的大小而改变，在一定温度下始终保持常数的流体。其流动特点即为η与T、P有关，与流体的性质有关，与τ、γ无关。7.什么是流动曲线？知道：流动曲线可定量、现象化地表征流体的流动行为。答：流动曲线：不同温度下τ对γ或η对γ作图所得的曲线（γ和τ的关系曲线）。8.非牛顿粘性流体可分为哪三种？答：A粘性系统

5、（流体）；B有时间依赖性的系统（流体）；C粘弹性系统（流体）。9.假塑性流体的流变行为（特点）？为什么会产生“剪切变稀”现象？什么类型的高聚物加工时属于此流体？答：流变行为（特点）：A剪切速率γ变化大于剪切应力τ；Bηa（表观粘度）随τ或γ增加而减小，故称“剪切变稀流体”。剪切变稀现象产生原因：流动在剪切应力τ的作用下，除发生真正的粘性流动外，还发生了高弹形变；大分子线团在外力作用下解开了原来的缠结（解取向）并沿外力方向发生取向，导致ηa下降，流动阻力降低。即产生了剪切变稀现象。此类型流体：橡胶、大多数热塑性塑料、聚合物浓

6、溶液等10.膨胀性流体和宾汉流体的流变行为？这些行为产生的原因？答：A膨胀性流体（胀塑性流体、胀塑性流体）：特点（流变行为）：ηa随τ、γ的提高而增大，也称为“剪切增稠”流体。产生原因：流体在剪切应力τ的作用下，大分子线团由于碰撞相结合而形成新的聚集结构，使流体阻力增大，ηa提高。B宾汉流体（塑性流体）：特点（流变行为）：塑性流动行为，即在τ＜τy（临界应力）时，流体不流动，只发生切应变，相当于虎克固定；τ＞τy（临界应力）时，才开始塑性流动，显示假塑性。产生原因：τ超过临界应力τy，破坏静止时形成的三度空间结构而实现流动

7、11.炭黑填充橡胶，为什么要使混炼胶的τy（屈服应力、临界应力）适当增大？答：适当选炭黑品种和用量，使τy增大，可以使胶料和半成品在停放时不易变形，挺性好；这对于丁基内胎生产尤为重要。炭黑用量多，炭黑结构性高，使混炼胶的屈服强度提高。挤出物外观好；然而τy大也会使物料挤出t在一定程度上提高，造成挤出困难，动力消耗提高，加工性能降低。12.触变性流体和震凝性流体的区别？答：触变性流体：恒定τ、γ下，t提高而τ下降；或t提高而ηa下降。震凝性流体（负触变性流体）：恒定τ、γ下，t提高而τ下降；或t提高而ηa亦提高。13.为什么

8、触变行为在涂料工业中十分重要？答：A涂敷时：涂料粘度η要低，使涂层表面平滑，具有流平性。B涂敷后：涂料η要高，防止流滴损失，使涂层表面没有流痕，分布均匀。14.非牛顿流体指数定律中的n是什么物理量？试简述之。答：非牛顿流体指数定律：τ=K*γn；n=表征流体偏离牛顿型流体的程度。n=1：牛顿流体（K与η