高分子材料成型原理期末復(fù)習資料全解

名稱：2015秋高分子材料成型原理期末復(fù)習資料第一章一.選擇題1.(B)屬于化學(xué)合成高分子。ma.甲殼素b.聚乳酸c.淀粉d.細菌纖維素2.(D)屬于高性能纖維。a.粘膠纖維b.聚酯纖維c.聚丙烯腈纖維d.碳纖維3.(D)屬于功能纖維。a.粘膠纖維b.聚酯纖維c.聚丙烯腈纖維d.導(dǎo)電纖維—-Vr.第二章一、選擇題“溶解度參數(shù)相近原則”適用于估計(B)的互溶性。A.非極性高聚物與極性溶劑B.非極性高聚物與非極性溶劑C.極性高聚物與極性溶劑D.極性高聚物與非極性溶劑2．纖維素黃酸酯-氫氧化鈉水溶液體系的平衡相圖具有(C)特征，()溫度有利于纖維素黃酸酯溶解度的提高。下臨界混溶溫度升高b.上臨界混溶溫度升高c.下臨界混溶溫度降低d.上臨界混溶溫度降低二、簡答題簡述聚合物熔融的主要方法。簡述聚合物在螺桿擠壓機中熔融的能量來源。答：(1)裝在機筒外壁的加熱器，使能量在機筒沿螺槽深度方向自上而下傳導(dǎo)。(2)隨著螺桿的轉(zhuǎn)動，筒壁上的熔膜被強制刮下來移走，而使熔融層受到剪切作用，使部分機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋：喪鲞x擇聚合物溶劑的基本原則。答：聚合物溶劑的選擇原則：聚合物和溶劑的極性相近規(guī)律相似相溶：聚合物和溶劑的極性越接近，越容易互溶。溶度參數(shù)理論對于非極性聚合物盡可能找到聚合物溶度參數(shù)§相近的非極性溶劑對于極性較高或者易形成氫鍵的聚合物或者溶劑，只有當聚合物與溶劑的5d.5p.Sh分別接近時才能很好地混溶。(3)高分子-溶劑相互作用參數(shù)(哈金斯參數(shù))一XIXI越小，溶劑的溶解能力越大，一般X1V0.5為良溶劑。聚氯乙烯的溶解度參數(shù)5值與氯仿和四氫呋喃接近，但為什么四氫呋喃能很好地溶解聚氯乙烯而氯仿不能與聚氯乙烯混溶?—-Vr.第三章選擇題1．在聚合物物理改性的混合過程中，其混合機理不包括(B)作用。a.剪切b.彎曲c.拉伸d.分流.合并和置換簡答題1.簡述混合過程的三種基本運動形式及其聚合物加工中的作用。

根據(jù)Brodkey混合理論，聚合物共混體系與聚合物一添加劑體系涉及的混合機理有何差別?3?簡述分散混合過程中發(fā)生的作用。第四章選擇題）曲線上非牛頓區(qū)的直錢斜率即非牛頓流動指數(shù)…b.lgT|a—lgA.rigria-高聚物的分子量分布加寬』其流休的臨界剪切速率一般向（>值移動’彈性一般（九蝕高;誠小氏高;増大C.低;誠小D.低;増大1（A）曲線上非牛頓區(qū)的直線斜率即非牛頓流動指數(shù)n。2對于切力變稀的紡絲流體（A）。3高景物的分子量分布加寬，其流體的％界剪切速率般向（）值移動，彈性般（D）。A高堿小B高增大C低堿小D低增大二、簡答題1.簡述聚合物流體切力變稀的原因。答：（1）大分子鏈間纏結(jié)點的解除，擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)理論：聚合物流體中的纏結(jié)點具有瞬變性，可不斷拆散和重建,并在某一特定條件下達到動態(tài)平衡，因此，此種流體可看成瞬變網(wǎng)絡(luò)體系。yf,纏結(jié)點濃度（一na；（2）大分子鏈段取向效應(yīng)yf,鏈段取向f流層間牽曳力；一na；。（3）大分子鏈的脫溶劑化（濃溶液情況）聚合物濃溶液：of,脫溶劑化f大分子鏈有效尺寸；fna；。三、討論題1?試述聚合物分子結(jié)構(gòu)對聚合物流體剪切粘性的影響。2?試述聚合物溶液濃度對剪切粘性的影響。3?試述影響聚合物流體拉伸粘性的因素。4?試述影響聚合物流體彈性的因素。AA-第五早一、選擇題B）。B）。兩者相同前者是后者的兩倍

C.后者是前者的兩倍d.在紡絲線上段，前者是后者的兩倍；在紡絲線下段，后者是前者的兩倍2?熔體紡絲過程的取向主要是（B）的作用。a.噴絲孔道中的剪切流動取向b.紡絲線上的拉伸流動取向c.紡絲線上的拉伸形變?nèi)∠騞.b+c濕法紡絲采用（C）時，其紡絲線上的膨化區(qū)消失。a.零拉伸b.負拉伸正拉伸d.零拉伸和正拉伸溶劑的擴散系數(shù)DS和凝固劑的擴散系數(shù)DN隨凝固浴中溶劑含量的增加而a.增大b.減小c.有極小值d.有極大值分析：凝固浴濃度對護散系數(shù)分析：凝固浴濃度對護散系數(shù)的影響主?卑肚糾筑我響叫廠肌黑族y礙同h'VrxH肅審呂晦中町疋實溫度對各組分的擴散速率的影響不同隨著凝固浴濃度的增加，Ds.均下降;凝固浴濃度超過臨界值，0TDs和￡\隨凝固浴中溶劑含量的變化有極小值。二、簡答題1?簡述在紡絲過程中非正常細流形成的原因及避免其出現(xiàn)的措施。三、討論題1.試述根據(jù)拉伸應(yīng)變速率不同而將整個熔體紡絲線分成的三個區(qū)域中速度和軸向速度梯度分布的特征及其對初生纖維結(jié)構(gòu)的影響。試討論成纖聚合物在熔體紡絲線上取向度的變化規(guī)律及其原因。試述影響濕紡初生纖維橫截面形狀的主要因素，并結(jié)合紡絲工藝條件進行討論。試述濕法成形中纖維橫截面出現(xiàn)皮層與芯層差異的原因及皮層的特點。試述試述濕紡初生纖維中形成空隙的機理及其影響因素。7?為什么說濕紡初生纖維微孔的形成是不可避免的？哪些因素可影響微孔的生成？1、熔體紡絲線上的速度、速度梯度、拉伸粘度及直徑通常是怎樣分布的？初生纖維結(jié)構(gòu)主要在何處形成？笞;：L）速度分布羣熔體的等溫穩(wěn)態(tài)紡絲為例如果在不考慮速廩在絲條的載面上的分布則乂其速度并布育P.rX二常數(shù)o耳甲幾可決通過溫度分布丁g來確直v摻布不均勻，在出口漲丈直徑最犬的截面之前』運動是減速的‘經(jīng)過最大直徑以后又逐歩加嵐副固化后速度基本上対此恒定。小速度梯度同樣以等溫穩(wěn)態(tài)紡腔対例則苴軸向速度梯度有址2込根握拉伸嚴dx變速率的不同』可以將整個紡絲豈盼成舲班。I區(qū)中，亂Q為員值，即竺赳在細流dx最=直徑處j.一"—0^II國曲1T遷張力的作用下j細流逐漸被拉長變統(tǒng)，散Vj沿沿站?呈x右的變化呈S孰則拐點把II區(qū)分成II尼和II尼，其中II辰甲?△淑-A=%「二屯axdrdx'II卮中..仝比-1=0.三宰切』HI區(qū)中由于纖維已經(jīng)固化則v■阿變、空二嘰dxdrdydx3）由于溫度的降低和拉佃應(yīng)變速率的増大，拉佃粘度増大，最后固化，書塑條直徑隨著噴絲板距離増大單一的減小到卷緯直淫但對紡箜線上發(fā)生結(jié)晶的愴俎，當紡邕速度在血血min以上E芯拉■（田過程中有在看一處絲條直益急劇減■卜的位誥。轉(zhuǎn)為頸縮。5）II區(qū)的芒H值出現(xiàn)極大值，是熔體細流向出生纖維轉(zhuǎn)化的重慕過渡階段，是發(fā)主拉値流動和形成初生纖維結(jié)構(gòu)的區(qū)協(xié)因此初生纖維結(jié)構(gòu)主要在II尼形成■:2、用毛細管流變儀測定聚丙烯熔體的剪切速率與剪切應(yīng)力.一用毛細管流變儀測定聚丙烯熔體的剪切速率與剪切應(yīng)力的關(guān)系如下裊.已知熔體符合幕律定律云；=疋八求非牛頓指數(shù)11和羔觀粘度當/=5（時，對應(yīng)的九和表觀粘度小各為多少？7(s'L)Q.170.27Q.430.681.051.702.70430012(Pa)105015402230511042S05350解：屯上表知以及.還：=TJJ知1呂人-0.77-0.57-0.37-0.170.020.230.430.63lg%3.023.353.493.633.753.863.9261805700519045704080333027101940通過Originpro7.5作如下便知耳宣線方程龍］IgCT=3.57+0.651^Z則知］其非牛頓指數(shù)n=0.&5由=K-＞口叩丄=_二^_矢口當產(chǎn)=5.OS-E寸by=1_口呑寳化=212口PaS3、已知某纖維廠生產(chǎn)滌綸長絲，規(guī)格為128支/36根，試計算：(1)該長絲的旦數(shù)，50m的卷重(2)單根纖維的旦數(shù)分支數(shù)(3)單根纖維的斷面直徑是多少？(PETP=1.38g/cm3)解：1)由于特數(shù)X支數(shù)=1000—(旦數(shù)/9)x支數(shù)=1000則旦數(shù)=9000/支數(shù)=9000/128=70.3旦50m的卷重=(50/9)X70.3125=0.39g單根纖維的分支數(shù)=128/36=3.556支單根纖維的旦數(shù)=Dn/n=70.3/36=1.95旦d=(4m/npL)1/2其中取L=1m、m=1.95/9=0.217mg、p=1.38g/cm3、代入得d=1.4X10-2mm4、某流體在30°C時的零切粘度（n0）為35Pa?S，粘流活化能為36kJ/mo1,問其溫度提高到60°C時的零切粘度為多少？解；由公式帀=用/丘廠）知在算任意溫度時得粘度殆由宙7二&=36feJ-'fnoi.K=8.31AT]=333K.丁尸3Q3K知承上題，若該溶液3直時的W值為0.415,,^=15QS-\問其剪切速率7■提高到1滬時，其表觀粘度為多少？解:由公式訂=匕嚴得其任青碼切速率時的表觀粘虞耳］?^=35PaS.;＞；=15QS~\=1Q45,_\n=C.415^Tji=3VPa.-S5、導(dǎo)出紡絲線上穩(wěn)態(tài)軸向平均溫度T（x）的解析式，并根據(jù)此求紡絲線上的固化長度Lk和討論影響Lk的因素。解：固化長度g從放絲線上的速度舒布、溫度分布和直徑變化的實驗求待「從其溫度分布式gdx-4a(_T-T^-"VdpC^wc.耳中盤為傳熱系數(shù)，C\為等昏熱容，兀湖環(huán)境介隔溫度JW為每乍噴絲孔熔體擠出量。^■~c\對上式進行積於得丄*—上三2?*J護4兀=兀+還—心時〔j需J巧0門匚￥設(shè)苴固優(yōu)點溫度対e固化長度帶人上式中得只匚X-T其固化長度L-.=—h亠三沁殺—T_其式中兀、阮都是定值』積?對其影確1不丈，其紡絲又為穩(wěn)態(tài)則迅變化也不丈，則可以i專出』薨響￡巨的主叢因素是兀和。6、PA6熔體紡絲PAi席體紡絲條件油=熔體密度1.0g/cTEi',卷繞高度4_510,泵供量2.4Girt^.-'miiir嘖絲板孔徑dfi.=0.076cm,空氣粘度和密度分別19.2.XT1O^Pa.-s>和1.2<^：1Q-Jg.'cni3?C^0.37Re^-51.界面張力入為5.0.^-IQ^N/cm.在兩種紡絲速度tlOChEE.-'Enin,1000m.-'min）下的卷絳張力Fl分別為4.0X10_：5N和l.OX10-2Ns紡程絲條直徑變化如下表所示.x{cm)102030506070(cm)紡速ICKhn-'minom斗0.0300.0240020Q0180.0170.016紡速LOOOra.'minD.0360-.0240.0150.012O.Gl-O0.0080.0D7試求絲條在兩種紡速下的重力，慣性力，蒜;變阻力，空氣摩擦阻力和表面張力。當紡速進一步提高旳，這些力的變化趨勢如何？解：根據(jù)某供量2.4em3/min計算得V.；j=52由公式f==pg-—二^血、f_=1..T（瓦—R.y_rf；-=［匚“n奴一.應(yīng)v、*4JW乓二口血耳一叫八斤（_<|=兀眾+乓-兀-?！化耳冬二匸3為常數(shù)J:諧及P=1.0g/cmsxL=4.5maQ=2.4cm^^minvcfo=0.076cm<p=1.2XlQ-Jg/cmsvCf=037RL甸、九=5_0XItHWomug=10N/Kg可計算得102G102G3t>4050607-0F=FuN紡諫lOOm-'minQ.01520.01斗1Q.01360.01260.01270.01360.0141WOOrtL-mmO一口1020.00'3Q.QU53Q.00^-5□.003-90.00-3-Q.00^7j^/cN紡謹lOOmJmni0.0050.0Q720.0&S2a.ooss□.0091Q.00930.CFO94紡速1MOmmari□.D0630.00S20.0096a.oioia.o104Q.D107D.O1DE齊FuN紡速10-Om-'miEi0.TOD3Ct.00040.0006Q.o&a?Q.00D9Q.OChlQ.Q0121CH3tkrL-mm0.0056□.OO￡>50.0119□.01450.01690.0186Q.D206CeJM1.紡速1-OOmmm■0.QQT0.01910.03180.04740.05930.0G70.076紡速lOOClinmm□.□122□.O31E0.0870.13790.2QO2□.31470.41^27、試推導(dǎo)溶體紡絲線上，空氣阻力系數(shù)試推導(dǎo)濬休紡絲線上,主T阻力系埶7護町sr^c式中巴竺Kl老繞弓長為=◎.丸主T密度，嚴均統(tǒng)竺半徑＞乂為紡程、解?設(shè)兩固化點的位貿(mào)為旳、比,固化后絲條育徑墓本不變，運動速度也不變化。1"一又6乂__=—二"yQT；■■-=f秒心=衛(wèi)轎6’〔旳—X心=*3cC工嚴豎8、PET紡絲溫度為286°CFET紡絲溫度為286C,計量泵規(guī)格為出轉(zhuǎn)數(shù)15r,^ins嘖絲板孔徑0.25^,孔數(shù)盹孔，孔長為0.5^,試苑流經(jīng)每個孔的「和壓力降厶衛(wèi)。已知耳。=21曲比$兒若為非牛頓濟體，且=0.惡，H=140Pa-S時，其幾和壓力降△：?又為多少？。解■:由公式了-二二纟以及b=??.y_.=用3?AP=_￡r-盤2ZR其中單孑L的流量(2=4上9Xl<jrcm佔、R=0.125mm.??.=2LCPaS-,L=0.5mm知兀=3|@7^P=21斗X10叩巳若為非牛頓流體時八茨13過茸催正公式兀=3j?+140「'(?〉其中n=0.78^0=4.69XW3?n.^,R=3.125mm4?7衣=一知九=3273S-1而P的算法不變則乂=3一刃*1臚氏9、16%的聚乙烯醇溶液密度為1.003g/cm3，在98°C下用L/D=9/0.85的毛細管獲得實驗數(shù)託％的聚乙烯醇溶液密度為133g/c皿在爪t下用LZD=9,0陽的毛細管獲得實驗數(shù)據(jù)如下；壓力降厶卩CPa)流出時間G)流量囚(g)9.S1X1&4607.21501.96xl04206.61772.94X1041106.54783.92x1a41010.81964.90xl045￡.45555.S8xlO451233146.86xl(}4516.21867.S4xl(?5.22.1927S.82xl(^LJ17.6028.⑴緩制實臉測得的流動曲線他口-覽?、魄笕芤旱姆桥ｎD指數(shù)□值〔平均值h⑶各組數(shù)據(jù)的表觀粘度。

解:根據(jù)公式：％=警、"盒、y=舊、%=%；伽嚴,^=^=10.59<16,則可以對各組數(shù)1E進行計算得序號L23斗5678§%耳131.63462JS6SM_17剜％■156.W13SSJ31619J21S5I.11i0S2.5詢2.842.973.063143213.27OQO~'m'j)0120.33065108詢2.46373443j.8?y（「）119135476.210786.4179222S044.5^S22.24360073513297077.2fez330工?44.034254434.til4.7343?4.99%0.116OOBJ00640.05200410.054O.OJO00250021通過Originpro7.5作如下囹知苴賣線方程為ig口=0.56+0.56U/因此其非牛頓指數(shù)n=0.5510、高分子材料加工中，常用添加劑有哪些種類？答常用的添加劑有：1）熱穩(wěn)定劑2）抗氧劑3）抗臭氧劑4）光穩(wěn)定劑5）生物抑制劑6）抗靜電劑7）阻燃劑8）增塑劑9）化學(xué)劑10）發(fā)泡劑11）著色劑12）填充劑13）潤滑劑14）其它添加劑（增粘劑、橡膠軟化劑等）

11、.根據(jù)Brodkey混合理論，聚合物共混體系與聚合物一添加劑體系涉及的混合機理有何差別？答：根據(jù)Brodkey混合理論，混合涉及到擴散的3種基本形式：1）分子擴散，2）漩渦擴散，3）體積擴散（對流混合）。聚合物共混體系混合過程中是以體積擴散為主要運動方式，在其過程中占據(jù)支配地位；而聚合物一添加劑體系的混合過程中主要以體積擴散和分子擴散為主要運動方式，在其過程中以體積擴散中伴隨分子擴散的方式占支配地位。12、13、聚合物一添加劑體系的制備方法有哪些？答：1?熔體混合法（1）聚合過程添加法、（2）雙螺桿擠出機造粒法、（3）聚合物添加劑直接混合法、（4）紡前注射法、（5）切片表面包覆添加劑法、（6）微膠囊法2.溶液混合法（1）聚合物溶液一添加劑直接混合法、（2）聚合物溶液一添加劑懸浮液混合法、（3）聚合物溶液一微膠囊混合法14、聚乙烯-醋酸乙烯共聚物的6值為21.28（J/cm3）1/2,乙醚和乙腈的6值為15.14和24.35（J/cm3）1/2，兩者單獨使用是否能溶解共聚物？如果乙醚及乙腈的摩爾分數(shù)接近相等，并且按33/67的比例混合，是否能溶解該共聚物，由此可以得出什么結(jié)論？答“由題中的情況可以.使用溶解度參數(shù)相近原則來判斷,|15.14-21.28|=6.14>1.7~2.0|2435-21.28|=3.-07>1.7^.0所以■單獨使用時兩種濬劑都不能濬解此共聚物o2丫由題意知混合落劑的心疋其中Xi=K2=0.5；其中Xi=K2=0.5；=1S.L^J-cni3）1=2435（J/cm21）12通過其公式計算得皮沁二嚴|21.31-21.28|=0.03<1.7-2.0故混合濬劑可次濬解此聚合物°由此可以得出在選擇漿合物濬劑時除去選用單一得濬劑外還可以.選用適用得混合洛劑。而且混合滾劑得數(shù)量遠遠大于單一濬劑得數(shù)量‘弦使得黑合物濬解所適用濬劑有了更廣法得選擇U15、16、聚合物流體流過半徑為R、長度為L的圓形口模時，若測定出的口模兩端壓力降為△P，試推導(dǎo)出流體在圓形口模壁處（距圓形口模軸心R處）的剪切應(yīng)力（。1