东华大学高分子材料成型原理复习材料

1-1.通用高分子材料主要有那几大类？答：纤维、塑料、橡胶、胶黏剂、涂料1-2.高分子材料加工与高分子合成的区别？答：“高分子材料加工”定义为“对聚合物材料或体系进行操作以扩大其用途的工程”，它是把聚合物原材料经过多道工序转变成某种制品的过程。经过高分子材料加工得到的制品在物理上处于和原材料不同的状态，但化学成分基本相同；而高分子合成是指经过一定的途径，从气态、液态、固态的各种原料中得到化学上不同于原料的高分子材料。1-3.高性能纤维有哪些？答：低热稳定性，高强度纤维：UHMWPE、PVA高热稳定性，高强度纤维（200-300）：对位芳纶、芳族聚酯、杂环聚合物纤维高热稳定性、耐热纤维（350）：间位芳纶、聚酰亚胺纤维、酚醛纤维、碳纤维高热稳定性、无机纤维：碳化硅纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维1-4.判断题经过加工过程，高分子材料在物理上处于和原材料相同的状态。 （ ）1-5 选择题高强高模聚乙烯纤维材料和Lyocell纤维材料分别属于 。 生态高分子材料和智能高分子材料 智能高分子材料和功能高分子材料 高性能高分子材料和生态高分子材料 功能高分子材料和高性能高分子材料为什么纤维素材料的加工不能采用先熔融再成型的方法?纤维素大分子中含有大量的OH基团，由于氢键的作用，使大分子间作用力较大，这将导致熔融热焓H较大；另一方面，纤维素大分子中存在环状结构，使分子链的刚性较大，这将导致熔融熵变S较小。这两方面的原因使得熔融纤维素的温度（= H / S ）将变得较高,而纤维素的分解温度又相对较低，因此，当加热纤维素至一定温度时，会出现纤维素未开始熔融便已被分解的现象，因此，纤维素材料的加工不能采用先熔融再成型的方法。请阐述选择聚合物溶剂的几种实用方法及其适用范围1. 可根据极性相近规律即极性的聚合物易溶于极性溶剂、非极性的聚合物易溶于非极性或弱极性溶剂的规律来初步选择溶剂。2. 可根据溶度参数理论，按照溶剂与聚合物的内聚能密度或溶度参数应尽可能接近的规则来选择溶剂。 (1) 对于非极性分子体系（即非极性聚合物与非极性溶剂体系），可直接利用该规则选择溶剂。一般来讲，所选溶剂与聚合物间的溶解度参数之差绝对值应小于1.72.0。 (2) 非极性混合溶剂的选择一般也可利用该方法，其中，混合溶剂的溶解度参数mix在混合前后无体积变化时可按mix=(111222)/（1122）计算。（式中ii（i=1,2）组分的摩尔数；vi摩尔体积；i溶度参数。） (3) 对于极性分子或易形成氢键的体系，必须对溶度参数理论修正，应利用三维溶度参数（d, p, h）、由聚合物的三维溶度参数为球心通过作三维溶度参数图来预测选择溶剂。该方法对非极性聚合物/溶剂体系和极性聚合物/溶剂体系均适用。3. 还可根据高分子溶剂相互作用参数（哈金斯参数）1来半定量地判断溶剂对聚合物的溶解性。一般而言，1芯层（由单轴拉伸流动所致）的取向度5-17 表征湿法成型中扩散过程（速率）的基本物理量有哪三个？传质通量J 、扩散系数D 、固化速率参数Sr5-18 Ziabicki 三元相图中，大致可分为四个区域。从热力学可能性而言，其中的哪些区纺丝细流是可以固化成丝条的？通常的湿法纺丝以哪一区居多？在区是不能纺制成纤维的。 在、和区的原液细流能够固化。 从纤维结构的均匀性和机械性能看: 以区成形的纤维最为优良 通常的湿法纺丝以区为多。5-19 湿法纺中影响丝条横截面形状的主要因素？ 传质通量比(Js/JN) 固化表面层硬度 喷丝孔形状5-20 采用圆形喷丝孔进行湿法纺丝时，可能形成非圆形截面纤维么？为什么？采用圆形喷丝孔进行湿法纺丝时，是有可能形成非圆形截面纤维的。这是由于湿法纺中丝条横截面形状除受喷丝孔形状影响外，还受溶剂的通量(JS)和沉淀剂的通量(JN)的比值(即传质通量比，JS/JN) 和固化表面层硬度等因素影响。当 JS / JN 1并具有坚硬的皮层时，皮层和芯层变形性的差异将导致纤维横截面崩溃从而形成非圆形截面。Js/JN和固化表面层硬度对湿法纺初生纤维横截面形状的影响当JS / JN 1时，则横截面的形状取决于固化层的力学行为： 柔软的表层收缩的结果导致形成圆形的横截面； 具有坚硬的皮层时，皮层和芯层变形性的差异将导致横截面崩溃形 成非圆形。5-21 上述问题中,以选择不同溶剂的PAN纤维生产为例，进一步展开说明。PAN纤维生产时，若采用无机溶剂，由于其固化速率参数Sr一般小于有机溶剂，通常传质通量比JS / JN 1，因此纤维的横截面形状为圆形。若采用有机溶剂， JS / JN 1，且皮层的凝固程度高于芯层，芯层收缩时皮层相应的收缩较小，因此纤维的横截面形状易呈现非圆形。5-22 溶剂从干法纺丝线上除去有哪几种机理？溶剂从干法纺丝线上除去有三种机理：溶剂闪蒸（快速大量挥发）； 溶剂从纺丝线内部向表面的扩散；溶剂从纺丝线表面向周围介质的对流传质。5-23 干法纺丝条截面形状的结构特征可用哪个值来表征？其大小与截面形状一般有何对应关系？ 5-24 通常情况下，如何调整初生纤维结构和拉伸条件有望使应力-应变曲线发生由b型向c 型甚至a型（或d型）的转变？提高初生纤维的结晶度降低初生纤维的预取向度增大初生纤维的线密度降低初生纤维中大分子活动性（如增加溶剂或其他起增塑作用的小分子物质含量）降低拉伸温度提高拉伸速度（形变速率）可以使应力-应变曲线发生由b型向c 型甚至a型（或d型）的转变。5-25 定长热定型的实质是在纤维长度和细度不变的情况下 ， 。 让高弹形变全部松弛回复，并消除内应力 发展新的高弹形变 让高弹形变转变为塑性形变，并松弛内应力 发展新的塑性形变试阐述干纺纺丝线三个区域传热传质的特点及其除去溶剂的机理。试指出塑料、涤纶熔纺卷绕丝（在Tg附近）、湿纺凝固丝拉伸时的应力-应变曲线分别属于a、b、c三种类型中的哪一种？这三种拉伸曲线的形状和对应材料的拉伸过程各有何特点？塑料拉伸时的应力-应变曲线属于a型，曲线形状为凸形 对应材料在拉伸过程中会出现应力集中而迅速断裂（脆性断裂），呈现出不可拉伸性。涤纶熔纺卷绕丝在Tg附近拉伸时的应力-应变曲线基本属于c型，曲线形状为先凸后凹形; 对应材料在拉伸过程中会出现细颈现象，当实际拉伸倍数大于自然拉伸比而小于最大拉伸比时，可拉伸性好。湿纺凝固丝拉伸时的应力-应变曲线基本上属于b型，曲线形状为凹形； 对应材料在拉伸过程中会发生自增强作用，不会出现应力集中，属于均匀拉伸，且拉伸性好。试阐述干纺纺丝线三个区域传热传质的特点及其除去溶剂的机理在干纺纺丝线I区(起始蒸发区),细流的组成和温度发生急剧变化,其中,在高温下从喷丝孔挤出的细流主要依靠自身的潜热和来自热风的传热，从溶液表面急剧蒸发，这时溶剂的蒸发潜热被夺取，使细流表面温度急剧下降到湿球温度直至达到平衡为止,而细流内部温度则比细流表面高 。并且,细流表层溶剂浓度较高，主要以对流方式进行热交换。 该区域溶剂迅速大量挥发 ,除去机理以闪蒸为主;在干纺纺丝线II区(恒速蒸发区) , 热风的传热与丝条溶剂蒸发平衡，丝条的温度保持