高分子流变学基础复习.doc

复习名词解释：1假塑性流体：高聚物熔体流动时，剪切粘度随剪切速率增加而降低的流体。2等温流动：流体在任何部位的流动状态保持恒定，不随时间变化。3魏森贝格效应：杆在聚合物熔体中旋转时，熔体沿杆上爬的现象。4非牛顿流体：流体流动时，剪切粘度与剪切速率的关系不是线性关系（或不满足牛顿电脑功率）的流体。5粘性耗散：高聚物熔体被挤压通过一个很窄的口模时，由于剪切摩擦产生热量的现象。6入口效应：高聚物熔体被挤压通过一个很窄的口模时，在口模入口处，由于弹性而引起熔体在口模入口处产生压力降。7魏森贝格效应：当杆在盛有非牛顿流体（聚合物熔体）的容器中旋转时，流体会沿杆上爬，形成中间高，周边凹的现象。主要是由第二法向应力差效应引起的。8 第一法向应力差：用函数，称为第一法向应力差，称为法向应力差系数。9剪切变稀：高聚物熔体流动时，剪切粘度随剪切速率增加而降低的现象。10不稳定流动和熔体破裂：高分子熔体从口模挤出时，超过某一临界剪切速率，分别出现波浪形、鲨鱼皮形、竹节形、螺旋形畸变，最后导致无规则的挤出物断裂。11胀塑性流体：剪切粘度随剪切速率增加而增大的流体。12挤出胀大：高分子熔体从口模挤出时，挤出物的直径比毛细管口模直径大的现象。13宾汉流体:流体所受的剪切应力超过临界剪切应力后,才能变形流动的流体。14剪切变稀:流体的剪切粘度随着剪切速率增加而下降的性质。15熔体破裂：高分子熔体从口模挤出时，挤出物的表面呈现不规则的现象的现象。16零剪切粘度:剪切速率趋向于零时熔体的粘度。问答题1阐述非牛顿流体的种类及流动性为的特点。答： 非牛顿流体是指流体的剪切应力和剪切速率之间呈现非线性的曲线关系。其特点是剪切应力和剪切速率不成正比的线性关系。非牛顿流体分为宾汉流体、膨胀性流体和假塑性流体。宾汉流体在流动前存在一个剪切屈服应力。只有当剪切应力高于时，流体才开始流动。因此其流体方程为。假塑性流体其特征是粘度随剪切速率或剪切应力增大而降低。主要原因是高聚物的细长分子链，在流动方向的取向使粘度下降。剪切速率的增加比剪切应力增加的快。膨胀性流体特征是粘度随剪切速率或剪切应力增大而升高。剪切速率的增加比剪切应力增加的慢。对于假塑性流体和膨胀性流体的非牛顿流变行为通常用函数来描述。K值越大，流体越稠。对于假塑性流体，对于膨胀性流体。2阐述假塑性流体普适曲线特点，并用分子链缠结观点解释。答： 高聚物流动曲线分三个区，在低剪切速率下，粘度为零件切粘度并保持不变，称为第一牛顿流动区。随着剪切速率的增大，粘度随着剪切速率的增加而降低，称为假塑性流动区。当剪切速率继续增大时，粘度保持不变，称为第二牛顿流动区。分子链缠结的观点：当高聚物的相对分子质量超过某临界值后，分子链间存在着相互缠绕点或因范德瓦尔斯力作用形成链间的物理交联点。在分子热运动作用下，这些物理缠结点处于不断解体和重建的动平衡状态。整个高聚物熔体或浓溶液具有不断变化着的你网状结构。在低剪切速率下，大分子链的高度缠结，流动阻力很大。由于剪切速率很小，缠结点的破坏等于缠结的形成，粘度能保持恒定的最大值o,具有牛顿流体的流动行为.当剪切速率增大时,大分子在剪切作用下发生构象变化.随着剪切速率增大,缠结的解除和破坏增多,而缠结的重建越来越少.大分子链和链段沿着流动方向的取向越来越明显.这样使流动阻力减小,表观粘度a下降,表现了假塑性的剪切变稀的流动特征.当剪切速率继续增大时,在强剪切作用下,大分子的拟网状结构完全被破坏.高分子链沿着剪切方向高度取向排列,流体粘度达到最小值,且有牛顿流体的流动行为。3、对聚合物熔体的粘性流动曲线划分区域，用分子理论解释不同区域现象产生的原因。答： 高聚物流动曲线分三个区，在低剪切速率下，粘度为零件切粘度并保持不变，称为第一牛顿流动区。随着剪切速率的增大，粘度随着剪切速率的增加而降低，称为假塑性流动区。当剪切速率继续增大时，粘度保持不变，称为第二牛顿流动区。分子链缠结的观点：当高聚物的相对分子质量超过某临界值后，分子链间存在着相互缠绕点或因范德瓦尔斯力作用形成链间的物理交联点。在分子热运动作用下，这些物理缠结点处于不断解体和重建的动平衡状态。整个高聚物熔体或浓溶液具有不断变化着的你网状结构。在低剪切速率下，大分子链的高度缠结，流动阻力很大。由于剪切速率很小，缠结点的破坏等于缠结的形成，粘度能保持恒定的最大值o,具有牛顿流体的流动行为.当剪切速率增大时,大分子在剪切作用下发生构象变化.随着剪切速率增大,缠结的解除和破坏增多,而缠结的重建越来越少.大分子链和链段沿着流动方向的取向越来越明显.这样使流动阻力减小,表观粘度a下降,表现了假塑性的剪切变稀的流动特征.当剪切速率继续增大时,在强剪切作用下,大分子的拟网状结构完全被破坏.高分子链沿着剪切方向高度取向排列,流体粘度达到最小值,且有牛顿流体的流动行为。4、简述聚合物熔体分子链支链对熔体粘度的影响。答：分子的支链短，使分子链之间的距离增大，缠结点减少，熔体粘度降低。支链越多越短，粘度就越低。在相同平均分子量情况下，支链越短，熔体粘度越低。5简述聚合物熔体普适流动曲线，用分子链缠结的观点解释 保持不变的原因。答： 高聚物流动曲线分三个区，在低剪切速率下，粘度为零件切粘度并保持不变，称为第一牛顿流动区。随着剪切速率的增大，粘度随着剪切速率的增加而降低，称为假塑性流动区。当剪切速率继续增大时，粘度保持不变，称为第二牛顿流动区。分子链缠结的观点：当高聚物的相对分子质量超过某临界值后，分子链间存在着相互缠绕点或因范德瓦尔斯力作用形成链间的物理交联点。在分子热运动作用下，这些物理缠结点处于不断解体和重建的动平衡状态。整个高聚物熔体或浓溶液具有不断变化着的你网状结构。第一牛顿流动区，在低剪切速率下，大分子链的高度缠结，流动阻力很大。由于剪切速率很小，缠结点的破坏等于缠结的形成，粘度能保持恒定的最大值o,具有牛顿流体的流动行为.第二牛顿流动区，当剪切速率继续增大时,在强剪切作用下,大分子的拟网状结构完全被破坏.高分子链沿着剪切方向高度取向排列,流体粘度达到最小值,且有牛顿流体的流动行为.。6 简述温度和剪切速率对熔体粘度的影响。随着温度的升高，聚合物熔体的粘度下降。对于不同材料，剪切粘度对剪切速率敏感性不同。在剪切剪切速率很低的情况下增加，熔体粘度不随剪切速率变化。当剪切速率达到一定值时，随着剪切速率的增加熔体粘度降低。对于不同材料，剪切粘度对剪切速率敏感性不同。当剪切速率较高时，熔体粘度保持不变。7 采用不同长径比毛细管测定高聚物熔体的压力降和剪切速率,如何分别对剪切应力和剪切速率进行校正,并阐述对其校正的原因。答：对剪切速率按如下公式进行校正 式中为表观剪切速率。对剪切应力按如下公式进行校正式中为入口效应压力。对剪切应力进行修正主要是因为毛细管入口处存在入口效应压力。对剪切速率进行修正主要是因为聚合物熔体呈非牛顿特性，速度分布呈柱塞状，壁面处的实际剪切速率通常高于表观剪切速率，所以需要修正。8如何理解随着剪切速率的增加,挤出制品表面粗糙度增加?答:聚合物熔体在挤出过程中,熔体容易发生挤出胀大。剪切速率较低时,挤出物表面光滑且形状均匀。当剪切速率达到某值时，挤出物表面失去光泽且表面粗糙。当剪切速率