【2017年整理】ok 高分子材料成型加工原理 复习课提纲.doc

PAGE PAGE 6 高分子材料成型加工原理复习课提纲 1 在工业上获得成功应用的“高分子材料”在概念上要具有哪些方面的特点或要求？ 有一定的力学性能 兼或同时具有一定的功能特性 具有一定的可加工性 市场价值 经济价值 环保、节能、安全特征 社会价值。 要求：可满足生产或生活中的某种需要，并能够参与社会经济发展的循环过程 3 如何理解“流动”？ 流动：运动单元在外力场作用下运动并损耗能量 聚合物流体的流动现象：聚合物流体某尺寸水平上的运动单元在外力场作用下产生相对运动而损失能量的现象。 5为满足成型和加工的需要，通常如何获得或调控某些特定的高分子材料的流动性？ 调整温度压力等外部工艺条件，影响包括范氏力，氢键，分子间配合键等等 对分子结构进行改性，如纤维素，或将化学结构与工艺条件相结合，如针对一些天然高分子材料 优选，引入低分子增塑剂和超临界流体等介质，如对淀粉，PVC改性等 6 聚合物材料的可加工性通常包含哪些方面？ 可挤压性，可模塑性，可延展性，可纺性 7 熔融指数？熔融指数在实际的成型加工过程中有什么样的应用？其局限性？ 熔融指数定义为：在一定的温度和压力下，10min内从特定毛细管中流出的聚合物熔体的克数，单位为g/10min。 熔体流动速率可表征热塑性塑料在熔融状态下的粘流特性，对保证热塑性塑料及其制品的质量，对调整生产工艺，都有重要的指导意义。 但该方法也有局限性，不同品种的高聚物之间不能用其熔融指数值比较其测定结果，不能直接用于实际加工过程中的高切变速率下的计算，只能作为参考数据。此种仪器测得的流动性能指标，是在低剪切速率下测得的，不存在广泛的应力应变速率关系，因而不能用来研究熔体粘度和温度、粘度与剪切速率的依赖关系，仅能比较相同结构聚合物分子量或熔体粘度的相对数值。 11什么是静态流变学？什么是动态流变学？各侧重于哪些应用？ .静态流变学：又称稳态流变学，研究单一方向稳态剪切作用下聚合物流体的流动和形变 动态流变学：研究周期动态作用下聚合物流体的流动和形变。 12 什么是剪切速率？ 剪切速率:单位时间内，流体在剪切作用下产生的剪切应变 剪切速率的含义：1.流体流动速度的梯度， 2.距离dy的液层在dt时间内相对移动的距离 13 什么是牛顿流体？其在结构上有什么特点？ 牛顿流体：满足牛顿流动定律的流体 特点：黏度不随剪切的改变而改变，剪切应力和剪切速率始终呈正比关系，流体内部结构不随剪切条件改变而改变。 14 什么是牛顿粘度？ 从流体力学的角度来说，凡是服从牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体牛顿流体的粘度即是牛顿粘度 28聚合物熔体的剪切流动特征可以用流动曲线进行表征，请画出其在一般情况下的典型关系曲线，并解释说明曲线上各个流动区域对应的分子机制？135页和147页 29什么是零剪切粘度？极限粘度？ 零剪切黏度:高分子溶液中的分子或熔融态的高分子宛如乱成一团柔软而纠缠的线球，虽然每一条分子链都在努力蠕动着，但是由于分子链与链之间的纠缠点却有效的维系着彼此结构的稳定。此所以初期很小的剪力(shear force)并无法超越结构强度，结构依然保持着，是以黏度居高不下，类似牛顿流体(黏度恒定不随剪率而变化)，所以称为“零剪切黏度(zero-shear viscosity)” 高聚物溶液的浓度较稀时,其相对粘度的对数值与高聚物溶液质量浓度的比值，即为该高聚物的特征粘度，也叫极限粘度。 36 什么是端末效应？其产生的流体结构基础是什么？牛顿流体流经毛细管流道时是否会产生端末效应？ 当聚合物流体由较粗的流道进入毛细管时或在毛细管中流动时，沿着流动方向都会产生压力降，一方面消耗于粘性流体的摩擦损耗，同时储存于流动过程中沿毛细管轴向分子链产生一定程度的取向；若毛细管比较短，流体在出口处会表现为回弹现象（弹性效应），即端口处流体比毛细管中显著膨胀的现象。这种在毛细管入口端产生压力降和出口端离模膨胀的现象，与聚合物流体的粘弹性有关，称为端末效应，或分别称为入口效应和模口膨化效应 结构基础是熔体是具有黏弹性的塑性流体 牛顿流体不会产生端末效应，因为挤出后直径比模口细 37 聚合物流体的端末效应在成型加工过程中，尤其在挤出过程中，往往是影响产品尺寸控制的重要方面，如需要进一步减弱这种不需要的端末效应，可以考虑用哪些具体的措施或方法？ 降低熔体粘度 增大流道的直径和流道的长径比，以及减少流道入口处的收敛角，减少熔体流动过程中的弹性变形，从而减轻离模膨胀效应。 减小切应力和剪切速率。 在中等剪切速率范围内升高温度。 38 什么是聚合物流体的熔体破裂现象？挤出过程中若出现这种现象通常是什么原因？如何消除？ 在聚合物的成型加工过程中，对相关产品的表面状态一般有比较高的要求，但实际