聚合物流变学基础知识VIP免费

第1页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共8页四章聚合物流变学基础1.与低分子物相比，聚合物的黏性流动有何特点？答：绝大多数低分子物具有牛顿流体的性质，即其粘性仅与流体分子的结构和温度有关，与切应力和切变速率无关。比如水、甘油等。高分子稀溶液也是。而大部分聚合物熔体属于非牛顿流体中的假塑性流体，随剪切力增加而变稀。与低分子物相比，聚合物的粘性流动（流变行为，主要是指聚合物熔体，而不包括聚合物溶液）具有如下特征：（1）聚合物熔体流动时，外力作用发生粘性流动，同时表现出可逆的弹性形变。（2）聚合物的流动并不是高分子链之间的简单滑移，而是运动单元依次跃迁的结果。（3）它的流变行为强烈地依赖于聚合物本身的结构、分子量及其分布、温度、压力、时间、作用力的性质和大小等外界条件的影响。（4）绝大数高分子成型加工都是粘流态下加工的，如挤出，注射，吹塑等。（5）弹性形变及其后的松驰影响制品的外观，尺寸稳定性。2.什么是牛顿型流体和非牛顿型流体？使用流变方程和流动曲线说明非牛顿型流体的类型。答：牛顿粘性定律：某些液体流动时切应力τ与切变率D之比为液体的粘度。遵循牛顿粘性定律的液体称为牛顿流体,凡是流体运动时其切变率D与切应力τ不成线性关系的流体称为非牛顿流体。η=K(dvx/dy)n=Kγn-1式中，K为稠度系数，N•S”／m；为流体特性指数，无因次，表示与牛顿流体偏离的程度。由方程式可见：①当n=1时，η=K，即K具有粘度的因次．此时流体为牛顿流体；②当η<1时，为假塑性或剪切变稀流体；③当η>l时，为膨胀塑性或剪切增稠流体；④当剪切应力高于流动前的剪切屈服应力的流体叫宾哈流体3.何为表观黏度？试述大部分聚合物熔体为假塑性流体的理由。答：表观黏度为非牛顿流体剪切应力，即剪切速率曲线上的任一点所对应的剪切应力除以剪切速率。因为大部分的聚合物是热塑性塑料而热塑性塑料的剪切速率在10-104S-1。流动曲线是非线性的，剪切速率的增加比剪切应力增加的快，并且不存在屈服应力，流体特征是黏度随剪切速率或剪切应力的增大而降低。4.在宽广的剪切速率范围内，聚合物流体的剪切应力与剪切速率之间的关系会出现怎样的变化？答：当塑料熔体按上述情况在等截面圆管内流动时,它所受剪切应力和真正剪切速率之间应存在如式所示的关系.规定圆管的半径为R,管长为L,于是在任意半径r处所受剪切应力即为:式中P代表圆管两端的压力降.从一般液体在导管内流动的情况知,在管壁处的流动速度为零.即Vr=R=0,不过聚合物熔体流动时并不为零.由于它产生的效应不大,所以依然认为它是零.将上述两式合并求其积分,得液体在任意半径处的流速Vr为:第2页共8页第1页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共8页5.简述聚合物的相对分子质量与其熔体黏性的关系。答：高聚物相对分子质量大小对其黏性流动影响极大。相对分子质量增加,使分子间的作用力增大，非牛顿型流动行为越强。显然会增加它的黏度,从而熔融指数(MI)就小。而且相对分子质量的缓慢增大，将导致表观黏度的急剧增加和MI的迅速下降。6.试述温度对聚合物熔体黏性的影响。答：对于聚合物熔体，温度是影响活化能的。活化能是分子链流动时用于克服分子间作用力，以便更换位置所需要的能量，即没摩尔运动单元流动时所需要的能量。故活化能越大黏度对温度越为敏感，温度升高时，其年度下降越明显。7.聚合物熔体在剪切流动过程中有那些弹性表现形式？在成形过程中可以采取那些措施来减少弹性表现对制品质量的不良影响？答：有入口效应离模膨胀熔体破裂措施：稳定压力降，提高温度，减少剪切应力，增加温度下的流动时间，均化塑料结构，降低其流动的非牛顿性。8.聚合物熔体的离模膨胀产生的原因是什么？分析影响因素。在生产工艺和机械设计上采取那些措施以确保挤出物尺寸的稳定性？答：一般在挤出过程中,处于熔体状态的高分子链经取向和拉伸作用,分子处于应力状态.但是离开口模后,分子应力释放,分子链径向回缩,与流动方向垂直的方向“变胖”,也就是所谓的离模膨胀。影响因素:①当口模的长径比一定时，膨胀比B随剪切速率增...