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1、1. 流变学属于什么领域及由什么内容形成？ 领域:介于力学,化学和工程科学之间的边缘 科学.形成内容:构成.塑性.弹性.粘流.变形2. 伽利略：提出“内聚粘性”胡克：研究弹 性固体，提出了应力一一应变的关系；牛顿: 研究粘性液体，提出了流体应力一一切变速率 的关系；宾汉：发现了 “宾汉流体”，命名了“流变学”；门尼：发明了门尼粘度计，改善 了橡胶质量控制手段；泊肃叶：提出了泊肃叶 方程，表示了粘性流体沿水平放置的圆形管道 做层流时的流量，可用来计算粘性损耗，测量 流体的粘度。4. 流变学的研究内容：借助高分子物理和加工 理论解释材料在应力作用下各种力学行为与 各因素之间的关系，解决高分子材料应
2、用工程 的问题。5. 影响聚合物加工性能的流变性质？断裂特性；粘度（流动性的量度）；弹性记忆 效应（挤出膨胀）。6. 学习聚合物加工流变学的意义。a.对进一步合成加工性能优良的高聚物有指 导意义；b.对合理选择加工工艺和配方设计有 重要意义；c.对合理设计加工机械，正确使用 机械，创新加工机械十分重要。1. 聚合物加工过程的应力有哪三种类型？在 其作用下各产生什么流动？答：A剪切应力（T ）：产生剪切流动，如挤出 机口模注塑机流道炼塑（胶）机辊间。B拉伸应 力（。）：产生拉伸流动，如薄膜电线包覆。C 流体表压力（P）：产生压力流（泊肃叶流动）， 如两平面间缝隙、圆管中的泊肃叶流动。2. 聚合物
3、流动的主要特点？答A流动机理的分段流动；低分子：整个分 子移动（跃动）实现流动；高分子：分段移 动f实现流动。B粘度大，流动困难，且粘度 不是一个常数。C流动时有构象变化，产生“弹 性记忆效应”，加工过程中聚合物流动性质主 要表现为粘度变化，粘度（及变化）是聚合物 加工过程中重要的参数。4.为何聚合物流动时会产生弹性记忆效应？ 答：聚合物卷曲的分子链在外力作用下，产生 流变，并产生分子链相对位移以及高弹形变（链舒展、构象变化）。由于聚合物在流变过 程中，不仅有真实的流动（塑性形变），还伴 随非真实流动（高弹形变），外力除去f回缩 f “弹性记忆”（如挤出后会有膨胀收缩现象）。6. 牛顿流体流动
4、定律及其流动的特点？答：牛顿流体流动定律：t =n *y ；牛顿型 流体：牛顿型流动的流体，n不随t和y的大 小而改变，在一定温度下始终保持常数的流 体。其流动特点即为n与t、p有关，与流体 的性质有关，与T、y无关。7. 什么是流动曲线？知道：流动曲线可定量、 现象化地表征流体的流动行为。答：流动曲线：不同温度下t对y或n对y作 图所得的曲线（y和t的关系曲线）。8. 非牛顿粘性流体可分为哪三种？答：A粘性系统（流体）；B有时间依赖性的 系统（流体）；C粘弹性系统（流体）。9. 假塑性流体的流变行为（特点）？为什么会 产生“剪切变稀”现象？什么类型的高聚物 加工时属于此流体？答：流变行为（特
5、点）：A剪切速率Y变化大 于剪切应力T ； Bn a （表观粘度）随T或Y 增加而减小，故称“剪切变稀流体”。剪切变 稀现象产生原因：流动在剪切应力T的作用 下，除发生真正的粘性流动外，还发生了高弹 形变;大分子线团在外力作用下解开了原来的 缠结（解取向）并沿外力方向发生取向，导致 n a下降，流动阻力降低。即产生了剪切变稀 现象。此类型流体：橡胶、大多数热塑性塑 料、聚合物浓溶液等10. 膨胀性流体和宾汉流体的流变行为？这些 行为产生的原因？答:A膨胀性流体（胀塑性流体、胀塑性流体）： 特点（流变行为）：n a随T、Y的提高而增 大，也称为“剪切增稠”流体。产生原因：流体在剪切应力T的作用下
6、，大分 子线团由于碰撞相结合而形成新的聚集结构， 使流体阻力增大，n a提高。B宾汉流体（塑性流体）：特点（流变行为）： 塑性流动行为，即在T VT y （临界应力）时， 流体不流动，只发生切应变，相当于虎克固定； T T y （临界应力）时，才开始塑性流动， 显示假塑性。产生原因：T超过临界应力T y，破坏静止时 形成的三度空间结构而实现流动11. 炭黑填充橡胶，为什么要使混炼胶的T y （屈服应力、临界应力）适当增大？答：适当选炭黑品种和用量，债y增大，可 以使胶料和半成品在停放时不易变形，挺性 好；这对于丁基内胎生产尤为重要。炭黑用量 多，炭黑结构性高，使混炼胶的屈服强度提高。 挤出物外
7、观好；然而T y大也会使物料挤出t 在一定程度上提高，造成挤出困难，动力消耗 提高，加工性能降低。12. 触变性流体和震凝性流体的区别？答：触变性流体：恒定T、Y下，t提高而T 下降；或t提高而n a下降。震凝性流体（负 触变性流体）：恒定T、Y下，t提高而T下 降；或t提高而门a亦提高。13. 为什么触变行为在涂料工业中十分重要？ 答：a涂敷时：涂料粘度n要低，使涂层表面 平滑，具有流平性。B涂敷后：涂料n要高， 防止流滴损失，使涂层表面没有流痕，分布均 匀。14. 非牛顿流体指数定律中的n是什么物理 量？试简述之。答：非牛顿流体指数定律：T =K*y n； n=表 征流体偏离牛顿型流体的程
8、度。n=1 :牛顿流体（K与n相当，即为牛顿粘度 定律）；n1:剪切增 稠的膨胀性流体。16. 说明粘度与流动性的关系。答：流动性好与不好，实质上指聚合物流体 的粘度的大小;粘度是表示聚合物流体流动 性好坏的一项指标。17. 简述假塑性流体在整个乂范围内流动曲线 答：A第一流动区（I ）：第一牛顿区，Y很小， 图像呈一段直线，流体呈牛顿体系，n a为常 数。B第二流动区（II）：呈非牛顿区，Y上升， 图像为向轴弯曲的曲线，此时n a不为常数。C 第三流动区（III）：第二牛顿流动区，Y很高， 图像呈直线，n a恒定（n a不依赖Y或T的 变化）；Y很高时，粘度越小，且趋向一极限值， 该值称为极
9、限粘度n 8,表示无限大Y或t下（Y或T f8）的粘度，又称第二牛顿粘度18. 如何确定n o答：i区直线的延长线与ig Y =0 （Y =1）处的垂线的交点所代表的t o 确定n o； n o为假塑性流体的最大粘度，可 知聚合物流体最粘的程度，即作为聚合物粘度 的标准。I区：n a变化呈两种趋势：剪切 变稀：Y增大，n a下降（假塑性流体）； 剪切增稠：Y增大，n a上升（膨胀性流体）。 m区：n a恒定（n a不依赖y或t的变化）。19. 实际加工过程中，Y在哪个区？为何Y的 选取范围较窄？答：实际加工过程中，聚合物Y处在非牛顿区 （II中等Y范围）；Y范围很窄，一般选取Y 为1.52个数
10、量级的范围，此时粘度变化不当n值下降，偏离牛顿流体越远，粘度随Y的太大，流动曲线为直线，流动平稳，便于加工。 升高而降低的越多，流变性越强（流体变得更20.从大分子本身（分子结构）考虑，什么是 敏感）注：K：流体的稠度（稠度指数），K影响流变性（n a）的主要因素？升高则流体越粘。答：主要因素：构象、尺寸、缠结点的变化;15.掌握流变学的另一常用公式T =n a*Y，知 分子的自由体积Vf和大分子缠结。道n a为表现粘度及n a的特点。21.说明T对粘度的影响。答：表现粘度n a：由于假塑性流体的粘度随答：A、T升高，n a下降，流动性增强，使 Y和T而变化，所以可用流动曲线上某一点的加工操作
11、方便产量提高，动力消耗减少；T升 T与Y的比值，来表示在某一Y值时的粘度，高，分子活动性增加，大分子间距增大，摩擦 这种粘度称为表现粘度。力降低，流动阻力减小，从而n a下降。n a的特点：变量n a随Y、T的不同而不B加工处理时应注意Tg、Tf、Tm、Td的影响， 同；流动性大小的衡量参数；n an （真 防止升高t而过热的焦烧（提前硫化）。实粘度）。n真=门不可逆+n可逆（高弹）；22.En的含义？可用它来表征什么？n a表示瞬时粘度值。答：粘流活化能En ：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。En表征n对t的依赖性；即En升高则n对 t的依赖性越强，t升高其n下降得
12、越多。23.知道n a对温度的敏感性:塑料橡胶.塑料 一般比橡胶对T敏感，故通过调节T来调教塑 料熔体的n 流动性。橡胶的En: nbr（tm 橡胶）、NR （天然橡胶）、IIR （丁基橡胶）。25.知道n a对温度的敏感性指标。En用“相对流动度指数” （RFI）来表征，即 在给定Y，相差40C两个温度下的n（T1） n （t2）值。其比值高，则对t更敏感。27.知道增大n a降低及其原因。原因：Y增大使聚合物分子链取向程度低，流 动阻力减小，分子链间得缠结点解脱，从而造 成n a降低。28了解门a对Y的依赖性在生产实践中意义 实际生产中如炼胶、压延、挤出、注射时。 1）、Y高使n a降低，
13、胶料柔软，流动性好， 符合工艺上的要求，生产快，不易焦烧；2）、 流动停止时（即胶料或半成品停放时，Y趋于 0），从而使得1 a变的很大，使得胶料有良好 的挺性，半成品停放时不易变形，不会发粘; 如胶鞋等放在蒸汽硫化罐中硫化时不会发生 流动变形，从而有利于提高质量。3）、n a降 低时，熔体易于加工，充模时较易流过窄小的 流道，可以使大型注射机、挤出机运转时所需9.说明分子量.分子量分布对Y及流变性影响1）、分子量：分子量上升，则流体出现非牛顿 流动的Y值降低，流变性增强。原因：分子量 上升，松弛时间提高，则流动过程中不易松弛 收缩，从而降低了收缩这部分阻力；另外分子 量上升使聚合物中的缠结点
14、变多，产生了许多 易解脱的部分，从而使n a下降更加容易。2）、分子量分布：Y较小时，n a （宽） n a（窄）；因为分子量相同而分布宽得聚合物有 较多的特长和特短的分子，特长分子链对n a 的贡献大。Y增大时，分子量分布宽的首先出现n a下 降，即出现非牛顿运动的Y值比窄的小（Y 宽丫窄）；宽得n a下降得较快，即非牛顿性 较强，对Y较为敏感。原因：（1）特长分子链不易松弛收缩，从而降 低了这部分阻力； 特短分子链在较小Y（T ）下易解脱缠结和去向；随着Y的上 升，已取向的短分子链起内增塑作用，使n a 很快下降。另外开始出现非牛顿性流动的Y 值随分子量分布加宽而下降，这在生产中有重 要意
15、义：通常加工的Y较高，n a较低，所以 一般性分布或分布宽得更易挤出或模塑加工。的能量降低。4）、Y太高，可以使挤出半成品31.说明T、Y对流变性的影响。针对不同得 膨胀收缩率不均匀，制品表面不光滑；同时T聚合物（T、Y的敏感性），加工时如何调控 太大，纺织物擦胶时易压破。因此在加工时应 其流动性？注意Y c （临界剪切速率）。A、对Y敏感的高聚物，调节加工机械速度33.补强填充剂的加入对聚合物流动性有何影（Y ）来调节流动性（n a）；响?对无机填充剂进行表面改性处理的意义？ B、对Y敏感性小的高聚物，调节T来调节流1）、加入炭黑使n a上升：炭黑用量提高，粒动性；否则当T不够高时，盲目提高
16、Y会有 径减小以及结构性提高，使门a上升（即炭黑损坏机械设备的危险（如扭断螺杆）。有增粘作用）。32.为何压力升高，聚合物流动性（n a）降低？其中炭黑用量提高，使相互作用增强，缠结点由于压力、温度的等效性可知，升高压力相当 也增多，从而流动阻力提高，n a上升；粒径 于降低温度，等效值（AT/AP）n约为（39） 减小使粒子数增多，炭黑的总表面积较大，使X 10-2C/大气压。因此压力升高，聚合物的 两者间作用较强，阻力提高，从而n a较高。流动性降低。橡胶与炭黑相互作用，一个炭黑李子表面可吸34.软化一增塑剂的加入对聚合物的流动性附好几条分子链，形成缠结点，阻碍分子链运有何影响？其工作原理？动和滑
