高分子成型工艺课后答案.pptxVIP

第一章高聚物加工流变学基础习题课讲稿及参考答案1．假塑性流体和膨胀性流体的主要特点是什么？原因何在？（1）主要存在问题：ⅰ.两者的主要特点是一定温度下，表观黏度随剪切速率增大而降低（增大），其它几个特点都可归结到这方面。ⅱ.对假塑性流体部分，只讲了熔体的原因，没有讲溶液或分散体的原因；ⅲ.对膨胀性流体部分，原因不具体，只讲了原有结构的破坏，新结构的形成，对所有体系都实用。ⅳ.有的不完善，比如应在一定温度下等。原因太简单，只讲是高分子的长链性质。

参考答案假塑性流体主要特点是，在温度一定时，其表观黏度随剪切速率或剪切应力的增大而减小，即出现剪切变稀现象。对高聚物熔体，应归因于大分子的长链性质。当剪切速率增大时，大分子逐渐从网络结构中解缠和滑移，熔体结构出现明显的改变，(高弹形变相对减小)，分子间范德华力减弱，使流动阻力减小，熔体黏度随剪切速率增大而降低，所以增大剪切应力就使剪切速率迅速增大。对具有假塑性行为的高聚物溶液或分散体系来说，增大剪切应力或剪切速率会迫使已渗入高聚物大分子线团或粒子内部的低分子物质（溶剂）从原来稳定体系中分离出来，从而导致体系的破坏，并使无规线团或粒子的尺寸缩小，因此液体的表观黏度减小。

膨胀性流体的主要特点：在一定温度下表观黏度随剪切速率增大而增大。主要原因是：悬浮液在静止时，液体中的固体粒子处于很紧密的状态，粒子间空隙很小并充满了液体。（当剪切应力或剪切速率很低时，固体粒子在液体中的润滑作用下会产生滑动，并能大致保持原有紧密堆砌的情况下使整个悬浮液体沿受力方向移动，故悬浮液有恒定的表观黏度。）当剪切应力或剪切速率较高时，随剪切速率的增大，粒子间碰撞机会较多，流动阻力增大；此外，粒子也不能再保持静止时的紧密堆砌，粒子间空隙增大，悬浮液的总体积增加，原来勉强能充满粒子间空隙的液体已不能充满增大了的空隙，粒子间移动时润滑作用减小，阻力增大，引起表观黏度增大。

在高聚物成型加工中，影响高聚物黏度的主要结构因素有哪些？有何影响？01主要存在问题02ⅰ.柔顺性、刚性和极性等对黏度的影响没有讲清楚。03ⅱ.侧基对黏度的影响。（大量侧基，大侧基越大，则黏度不一定降低）04ⅲ.要求的是结构因素，对温度和组成没有要求。05ⅳ.有的太简单，只讲了几个方面，没有讲有什么影响。06

参考答案ⅰ.高分子链的柔性越大，其黏度越小（复旦高物）；ⅱ.高分子链的刚性和极性（分子间作用力）越大，表观黏度越大；ⅲ.长支链使表观黏度提高，短支链没有长支链影响明显；（也许使表观黏度降低（高分子化学与物理）；ⅳ.大量侧基使表观黏度降低；ⅴ.分子量增大，表观黏度提高；ⅵ.分子量分布变宽，表观黏度降低。

3．温度和压力对高聚物熔体黏度有何影响？为什么？（1）主要存在问题ⅰ.对原因讲的不够完善，尤其是温度，有的没有讲出原因。（2）参考答案温度升高，高聚物熔体黏度减小。因为温度升高，分子间自由体积增大，分子运动活跃，分子间作用力减小，从而使高聚物熔体的表观黏度减小；压力增大，高聚物熔体黏度增大。主要是因为压力增大，使高聚物中的自由体积减小，分子间距离减小，分子间作用力增大，从而使高聚物熔体表观黏度增大。

01什么叫入口效应和出口膨胀效应？简要说明引起的原因和克服措施？02主要存在问题03ⅰ.有部分同学对这两个概念还不够清楚，回答不完善。04ⅱ.原因讲的不完善，尤其是对出口膨胀效应，一方面是伸展取向，一方面与正应力差有关系。如拉伸等。05ⅲ.措施主要是工艺和设备方面的，其他没有讲（不要求）。06ⅳ.转速、剪切速率要考虑。

参考答案答：入口效应：高聚物液体（在管道中进行剪切流动时，液体）进入管子进口端一定区域内的收敛流动中产生较大的压力降，这种现象称为入口效应。引起入口效应的主要原因为：ⅰ.当高聚物以收敛流动方式进入小管时，为保持恒定流率，只有调整和提高液体中各部分流速，流速的增大，液体的动能增大，使能量消耗增大,所以压力降会增大。ⅱ.液体增大的剪切速率迫使高分子产生更大和更快的形变，分子的这种高弹形变由于要克服分子内和分子间的作用力，也要消耗一部分能量。以上两个方面，都使流体进入小管时的能量消耗增大，压力降增大。

出口膨胀效应：黏弹性液体流出管口后，流出液体的直径增大膨胀的现象称为出口膨胀。引起出口膨胀效应的主要原因为：ⅰ.出口膨胀主要是分子链在流动过程中的弹性行为的表现，它不仅与分子链在流动过程中的伸展和取向有关，还与液流的正应力有关；ⅱ.当