聚合物流变学复习题.docx

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聚合物流变学复习题

聚合物流变学复习题

一、名词解释（任选5小题，每小题2分，共10分）：

蠕变与应力松弛、时－温等效原理、屈服强度与断裂强度、熔融指数、牛顿流体与非牛顿流体、假塑性流体与膨胀性流体、第一法向应力差、拉伸流动与剪切流动、熔体破裂、挤出胀大、不稳定流动、法向分量与剪切分量、粘流态、宾汉流体、粘流活化能、极限粘度、断裂韧性K1C、聚合物流变学、应力与应变、拉伸应变与剪切应变、内耗与损耗因子、断裂强度、脆性断裂、韧性断裂、疲劳断裂、疲劳寿命、蠕变断裂、磨损磨耗、细颈、冷拉伸、韧性、断裂功、环境应力开裂、疲劳、疲劳强度、普弹形变与高弹形变、屈服与断裂、屈服现象与屈服点、普弹性、高弹性、强迫高弹性、粘弹性与熵弹性、脆化温度与耐寒性、应力集中与应力松弛、拉伸强度与断裂强度、冲击强度与抗弯强度、出口膨胀与颈缩、银纹与裂纹

二、简答题（可任选答8题，每题5分，共40分）：

第一章绪论

1、简述聚合物流变行为的特征是什么？

2、何为粘弹性？

为什么聚合物具有明显的粘弹性？

举例介绍塑料制品应用和塑料加工中的粘弹性现象？

第二章基本物理量和线性粘性流动

1、简述线性弹性变形的特点。

2、聚合物的粘性流动有何特点?

为什么？

第三章熔体流动和弹性

1、列举改善下列高分子材料力学性能的主要途径：

1）提高结构材料的抗蠕变性能；2）减小橡胶材料的滞后损失；

3）提高材料的拉伸强度；4）提高材料的冲击强度。

2、聚合物的结晶熔化过程与玻璃化转变过程本质上有何不同？

试从分子运动角度比较聚合物结构和外界条件对这两个转变过程影响的异同。

3、试述温度和剪切速率对聚合物剪切粘度的影响。

并讨论不同柔性的聚合物的剪切粘度对温度和剪切速率的依赖性差异。

4、解释如下现象：

1）聚合物的Tg开始时随分子量增大而升高，当分子量达到一定值之后，Tg变为与分子量无关的常数；2）聚合物中加入单体、溶剂、增塑剂等低分子物时导致Tg下降。

6、两个牵伸比相同的聚丙烯的纺丝过程中，A用冰水冷却，B用333K的热水冷却。

成丝后将这两种聚丙烯丝放在363K的环境中，发现两者的收缩率有很大不同。

哪一种丝的收缩率高？

说明理由。

7、提高聚合物的耐热性的措施有哪些？

其中哪些是通过改变聚合物的分子结构而实现的？

8、试述影响聚合物粘流温度的结构因素。

9、按常识，温度越高，橡皮越软；而平衡高弹性的特点之一却是温度愈高，高弹平衡模量越高。

这两个事实有矛盾吗？

为什么？

10、对聚合物熔体的粘性流动曲线划分区域，并说明区域名称及对应的粘度名称，解释区域内现象的产生原因。

11、为什么实际橡胶弹性中带粘性，高聚物粘性熔体又带弹性？

列举它们的具体表现形式。

如何减少橡胶的粘性?

在挤出成型中如何减小成型制品中的弹性成分？

12、对聚合物熔体的粘性流动曲线划分区域，并标明区域名称及对应的粘度名称，解释区域内现象的产生原因。

13、熔融指数与相对分子质量有什么关系？

简述之。

14、简述聚合物熔体和溶液的普适流动曲线，说明η0和η∞的含义并以分子链缠结的观点给以解释。

15、分别画出牛顿流体、理想弹性体、线形和交联聚合物的蠕变曲线及回复曲线

16、为什么高聚物的流动活化能与相对分子质量无关？

17、解释为什么高速行驶中的汽车内胎易爆破。

18、举例说明和区分以下的聚合物熔体的流动类型：

1）层流和湍流；2）稳定与不稳定流动；3）等温与非等温流动；4）剪切流动与拉伸流动；5）压力流动与拖曳流动。

19、何为不稳定流动？

聚烯烃熔体不稳定流动的类型有哪些？

举例说明提高流动稳定性的措施。

20、解释聚合物熔体离模膨胀原因，简述影响因素。

21、简述影响熔体破裂的因素。

试分析塑料熔体在注射充模流动过程中产生熔体破裂的原因及对制品质量的影响。

22、高聚物熔体产生弹性效应的本质是什么？

23、高聚物熔体弹性效应有哪些表现？

它们对高聚物制品的性能各有什么影响？

24、何为挤出胀大现象？

举例说明减少胀大比的措施。

第四章流变断裂

1、简述超过屈服应力后应力一般略有下降的原因。

2、超过屈服后发生断裂的现象一般称为韧性断裂。

韧性断裂可能会有几种不同的情况出现？

各称什么断裂？

3、试述外界条件对断裂行为的影响。

4、聚合物的屈服有哪些特点？

5、简述聚合物材料的增强途径与机理。

6、试述影响聚合物冲击强度的因素。

7、简述聚合物的增韧改性。

8、简述聚合物的增韧机理。

9、至少从5个方面对比总结脆性断裂与韧性断裂的区别。

10、研究玻璃态高聚物的大形变常用什么实验方法，说明高聚物中两种断裂类型的特点，并画出两种断裂的典型应力-应变曲线。

11、说明高聚物中两种断裂的特点，并画出两种断裂的应力-应变曲线。

12、聚合物的许多应力-应变曲线中，屈服点和断裂点之间的区域是一平台。

这平台区域的意义是什么？

温度升高或降低能使平台的尺寸增加或减少？

13、要使脆性较大的非晶态聚合物增韧，而又不至于过多地降低材料的模量和强度，采用什么方法？

举例说明。

14、熔融温度对球晶大小有什么影响？

15、在橡胶下悬一砝码，保持外界不变，升温时会发生什么现象？

第五章拖曳流动分析

1、试述开炼机的工作原理。

2、简述开炼机的辊筒间压力分布情况。

3、简述物料在压延机辊简间隙的压力分布。

4、简述物料在压延辊筒间隙的流速分布。

5、简述物料在压延中的粘弹效应。

6、简述压延机的压延效应及其产生的原因。

7、简述挤出机压缩熔化段固体物料的熔化过程。

8、简述熔体在挤出机均化段的流动形式。

9、试述实行稳定挤出过程的一些流变学考虑。

10、简述挤出工艺条件对产品质量的影响

11、试述开炼机的工作原理。

第六章注射流变分析

1、简述对塑料塑化的要求。

2、简述塑化热效率E的定义及其影响因素。

3、简述注射机螺杆作用及其特点。

4、简述注射机料筒温度选定的原则。

5、简述注射压力的作用及其选择原则。

6、简述注射压力和注射速度的关系及选择原则。

7、简述注塑制品中的残余应力产生原因及残余应力分类。

8、简述注塑制品热处理的作用及其原因。

9、用于注射成型和熔融成纤的高聚物各自对分子量分布有不同的要求，为什么？

三、选择题（在下列各小题的备选答案中，请把你认为正确答案的题号填入题干的括号内。

每题1.5分，共15分）

1、Maxwell模型可以模拟：

（）

A．线形聚合物的应力松弛过程B.交联聚合物的应力松驰过程

C.线形聚合物的蠕变过程D.交联聚合物的蠕变过程

2、下列三类物质中具有粘弹性的是：

（）

A．硬固的塑料B.硫化橡胶C.聚合物流体D.以上三者均有

3、大多数聚合物流体属于：

（）

A．膨胀性流体（τ=kγn，n>1）B.膨胀性流体（τ=kγn，n<1）

C.假塑性流体（τ=kγn，n>1）D.假塑性流体（τ=kγn，n<1）

4、能有效改善聚甲醛的加工流动性的方法有：

（）

A．增大分子量B.升高加工温度C.提高挤出机的螺杆转速

5、下列方法中可以提高聚合物材料的拉伸强度的是：

（）

A．提高支化程度B.提高结晶度C.加入增塑剂D.与橡胶共混

6、下列方法中可以降低熔点的是：

（）

A．主链上引入芳杂环B.降低结晶度C.提高分子量D.加入增塑剂

7、下列方法中不能测定玻璃化温度的是：

（）

A．体膨胀计B.差示扫描量热法C.动态机械分析仪D.X射线衍射仪

8、下列方法中不能测定聚合物熔体粘度的是：

（）

A．毛细管粘度计B.旋转粘度计C.乌氏粘度计D.落球粘度计

9、下列聚合物中刚性因子最大的是：

（）

A．聚乙烯B.聚丙烯腈C.聚氯乙烯D.聚丙烯

12、高聚物的应力-应变曲线中哪个阶段表现出强迫高弹性（）。

A、大形变B、应变硬化C、断裂

13、3.4次方幂律适用于（）。

A、缩聚物B、低相对分子质量加聚物C、高相对分子质量加聚物

14、已知[η]=KM，判断以下哪一条正确（）。

A、Mη=MnB、Mη=MwC、Mη=Mn=MZ=Mw

15、高聚物为假塑性流体，其粘度随剪切速率的增加而（）。

A、增加B、减少C、不变

16、交联橡胶以下哪一条不正确（）。

A、形变很小时符合胡克定律B、具有熵弹性C、拉伸时吸热

17、以下哪个过程泊松比减少（）。

A、硬PVC中加入增塑剂B、硬PVC中加入SBS共混C、橡胶硫化的硫含量增加

18、下列材料哪种更易从模头挤出（）。

A、假塑性材料B、胀塑性材料C、牛顿流体

19、在设计制造外径为5cm管材的模头时，应选择哪种内径的模头（）。

A、小于5cmB、5cmC、大于5cm

20、聚合物挤出成型时，产生熔体破裂的原因是（）。

A、熔体弹性应变回复不均匀B、熔体粘度过小C、大分子链取向程度低

21、高聚物滞后现象的发生是什么原因（）。

A、运动时受到内摩擦力的作用B、高聚物的惰性很大C、高聚物的弹性太大

23、以下哪种现象可用聚合物存在链段运动来解释（）。

A、聚合物泡在溶剂中溶胀B、聚合物受力可发生弹性形变

C、聚合物熔体粘度很大

24、粘弹性表现最为明显的温度是（）。

A、﹤TgB、Tg附近C、Tf附近

25、聚合物熔体的爬杆效应是因为（）。

A、普弹形变B、高弹形变C、粘流

26、3.4次方幂律是反映以下什么与相对分子质量的关系（）。

A、溶液粘度B、零剪切粘度C、玻璃化转变温度

27、以下哪个过程与链段运动无关（）。

A、玻璃化转变B、巴拉斯效应C、Tb（脆化点）

28、对于假塑性流体，随着剪切速率的增加，其表观粘度（）。

A、先增后降B、增加C、减少

29、下列聚合物的内耗大小排列顺序正确的为（）。

A、SBR﹥NBR﹥BRB、NBR﹥BR﹥SBRC、NBR﹥SBR﹥BR

30下列三类物质中，具有粘弹性的是（）

A、硬塑料；B、硫化橡胶；C、聚合物熔体；D、三者都有。

31、在注射成型中能最有效改善聚甲醛熔体流动性的方法是（）

A、增大分子量；B、提高加工温度；C、提高注射速率

32、橡胶产生弹性的原因是拉伸过程中_______。

A、内能的变化；B、熵变；C、体积变化。

33、可以用时温等效原理研究聚合物的粘弹性，是因为______。

A、高聚物的分子运动是一个与温度、时间有关的松弛过程；

B、高聚物的分子处于不同的状态；

C、高聚物是由具有一定分布的不同分子量的分子组成的。

34、高分子材料的应力松弛程度与______有关。

A、外力大小；B、外力频率；C、形变量。

35、剪切粘度随剪切速率的增大而减小的流体属于：

（）

A、假塑性流体；B、胀塑性流体；C、宾汉流体

36、在聚合物的粘流温度以上，描述表观粘度与温度之间关系的方程式是：

（）

A、Arrhenius（阿伦尼乌斯）方程；B、WLF方程；C、Arami方程

37、Voigt模型可以用来描述：

（）

A、交联高聚物的蠕变过程；B、交联高聚物的应力松弛过程；

C、线形高聚物的应力松弛过程；D、线形高聚物的蠕变过程

38、处在粘流态的聚合物，能够运动的单元有：

（）

A、链节；B、侧基；C、链段；D、整个分子；E、支链

39、假塑性流体的熔体粘度随剪切应力的增大而：

（）

A、增大；B、减小；C、不变

40、聚合物的粘流活化能越大，则其熔体粘度：

（）

A、越大；B、对温度越敏感；C、对剪切速率越敏感

41、结晶度增加，以下哪种性能增加（）。

A、透明性B、抗张强度C、冲击强度

42、WLF方程不能用于（）。

A、测粘度B、测结晶度C、测松弛时间

42、四元件模型用于模拟（）。

A、应力松弛B、蠕变C、内耗

43、高聚物的应力-应变曲线中哪个阶段表现出强迫高弹性（）。

A、大形变B、应变硬化C、断裂

45、一般地说，哪种材料需要较高程度的取向（）。

A、橡胶B、塑料C、纤维

46、高聚物为假塑性流体，其粘度随剪切速率的增加而（）。

A、增加B、减少C、不变

47、非结晶性高聚物的应力-应变曲线不存在以下哪个阶段（）。

A、屈服B、细颈化C、应变软化

48、对交联高聚物，以下的力学松弛行为哪一条正确（）。

A、蠕变能回复到零B、应力松弛时应力能衰减到零C、可用四元件模型模拟

49、PET淬火样品处于（）。

A、非晶玻璃态B、半结晶态C、皮革态

50、交联橡胶以下哪一条不正确（）。

A、形变很小时符合胡克定律B、具有熵弹性C、拉伸时吸热

51、刚性增加时，以下哪条不正确（）。

A、Tb增加B、Tf增加C、Tg~Tb增加

52、关于银纹，以下哪条不正确（）。

A、透明性增加B、抗冲击强度增加C、加速环境应力开裂

53、以下哪个过程泊松比减少（）。

A、硬PVC中加入增塑剂B、硬PVC中加入SBS共混C、橡胶硫化的硫含量增加

54、下列材料哪种更易从模头挤出（）。

A、假塑性材料B、胀塑性材料C、牛顿流体

55、在设计制造外径为5cm管材的模头时，应选择哪种内径的模头（）。

A、小于5cmB、5cmC、大于5cm

56、以下哪种方法不能提高IPP的透明性（）。

A、迅速冷却B、加成核剂C、与非晶的PVC共混

57、以下哪种过程与链段运动无关（）。

A、屈服B、粘流C、流动曲线中的拉伸流动区

58、某一聚合物薄膜，当温度升至一定温度时就发生收缩，这是由于（）。

A、大分子解取向B、内应力释放C、导热不良

59、应力松弛可用哪种模型来描述（）。

A、理想弹簧与理想粘壶串联B、理想弹簧与理想粘壶并联C、四元件模型

60、聚合物挤出成型时，产生熔体破裂的原因是（）。

A、熔体弹性应变回复不均匀B、熔体粘度过小C、大分子链取向程度低

61、高聚物滞后现象的发生是什么原因（）。

A、运动时受到内摩擦力的作用B、高聚物的惰性很大C、高聚物的弹性太大

62、PVC中时，Tg和Tf均向低温方向移动（）。

A、填充剂B、稳定剂C、增塑剂

63、结晶性高聚物在什么温度下结晶时得到的晶体较完整、晶粒尺寸较大，且熔点较高、熔限较窄。

（）

A、略低于Tm是B、略高于TgC、在最大结晶速率

64、以下哪种现象可用聚合物存在链段运动来解释（）。

A、聚合物泡在溶剂中溶胀B、聚合物受力可发生弹性形变

C、聚合物熔体粘度很大

65、粘弹性表现最为明显的温度是（）。

A、﹤TgB、Tg附近C、Tf附近

66、塑料的使用温度是（）。

A、﹤TgB、Tg~﹤TfC、Tg~Td

67、结晶高聚物的应力-应变曲线与非晶高聚物比较的主要不同之处有（）。

A、大变形B、细颈化C、应变硬化

68、当相对分子质量增加时，以下哪种性能减小或下降（）。

A、抗张强度B、可加工性C、熔点

69、以下哪个因素增加时，Tg增加（）。

A、增塑剂含量增加B、交联度增加C、主链上杂原子数增加

70、高分子的柔顺性增加，以下哪个方面增加（）。

A、结晶能力B、TmC、Tg

71、聚合物熔体的爬杆效应是因为（）。

A、普弹形变B、高弹形变C、粘流

72、3.4次方幂律是反映以下什么与相对分子质量的关系（）。

A、溶液粘度B、零剪切粘度C、玻璃化转变温度

73、以下哪个过程与链段运动无关（）。

A、玻璃化转变B、巴拉斯效应C、Tb（脆化点）

74、聚碳酸酯的应力-应变曲线属以下哪一类（）。

A、硬而脆B、软而韧C、硬而韧

75、下列哪个过程的熵变增加（）。

A、结晶熔化B、橡胶拉伸C、交联

76、共聚物的Tg一般总是于两均聚物的的玻璃化温度（）。

A、低B、高C、介于两者之间

77、高聚物处于橡胶态时，其弹性模量（）。

A随着形变增大而增大B、随着形变的增大而减小C、与形变无关

78、采用Tg为参考温度进行时温转换叠加时，温度高于Tg的曲线，lgαT（）。

A、负，曲线向左移B、正，曲线向右移C、负，曲线向右移

79、蠕变与应力松弛速度（）。

A、与温度无关B、随温度升高而增大C、随温度升高而减小

80、有Tf的高聚物是（）。

A、PTFEB、UHMWPEC、PC

81、指数方程中，在非牛顿性指数时，聚合物熔体为假塑性流体（）。

A、n=1B、n﹥1C、n﹤1

82、由二个聚合物组成的共聚体系，如果完全相容，则体系的Tg将产生下述变化（）。

A、相向移动B、只有一个Tg且介于二者之间C、反向移动

83、WLF方程是根据自由体积理论推导出来的，它。

（）

A、适用于晶态聚合物松弛过程B、适用于非晶态聚合物松弛过程

C、适用于所有聚合物松弛过程

84、对于假塑性流体，随着剪切速率的增加，其表观粘度（）。

A、先增后降B、增加C、减少

85、下列聚合物的内耗大小排列顺序正确的为（）。

A、SBR﹥NBR﹥BRB、NBR﹥BR﹥SBRC、NBR﹥SBR﹥BR

86、在温度范围内，玻璃态聚合物才具有典型的应力-应变曲线。

（）

A、Tb﹤T﹤TgB、Tg﹤T﹤TfC、Tg﹤T﹤Tm

87、下列高聚物拉伸强度较低的是（）。

A、线形聚乙烯B、支化聚乙烯C、聚酰胺-6

四、填空题（每空1分，共20分）

1、理想高弹性的主要特点是________________，_____________________，____________________和____________________。

2、理想的交联橡胶的状态方程为_______________________；当考虑大分子末端无贡献得到的修正方程为______________________________；各参数的物理意义分别是：

_____为___________________，_____为_______________，ρ为高聚物密度，_____为______________，Mn为橡胶硫化前的数均分子。

3、粘弹性现象有_________、___________和_____________。

4、聚合物材料的蠕变过程的形变包括__________、_________和＿＿＿＿___________。

5、交变外力作用下，作用频率一定时，在______________时高分子的复数模量等于它的实部模量，在_______________时它的复数模量等于它的虚部模量。

6、泊松比ν的定义为拉伸实验中材料___应变与_______应变的比值的负数，数值范围为________，ν=0.5表示______。

7、松驰时间τ的定义为松驰过程完成________所需的时间，τ越长表示______（弹/粘）性越强；损耗角δ的定义是在交变应力的作用下，应变____于应力的相位差，δ越大表示__（弹/粘）性越强。

8、在交变应变的作用下，材料的动态模量中_____模量与应变同相，

_模量与应变的相差为_____。

9、根据时温等效原理，当温度从高温向低温变化时，其移动因子aT______1。

10、提高应变速率，会使聚合物材料的脆-韧转变温度____，拉伸强度_____，冲击强度______。

11、聚合物样品在拉伸过程中出现细颈是___的标志，冷拉过程（颈缩阶段）在微观上是分子中链段或晶片的________过程。

12、已知某聚合物的K1C=0.80MPa·m1/2,现有一长为2.0cm的裂缝，至少需____________Pa的应力使裂缝扩展。

13、银纹可在____力或______作用下产生，银纹质的方向_______于外力作用方向。

14、对于相同分子量，不同分子量分布的聚合物流体，在低剪切速率下，分子量分布___的粘度高，在高剪切速率下，分子量分布________的粘度高。

15、橡胶弹性的本质是____弹性，具有橡胶弹性的条件是______、________与___________。

橡胶在绝热拉伸过程中__________热，橡胶的模量随温度的升高而________。

16、松弛时间τ的物理意义是____，τ值越小，表明材料的弹性越________。

17、银纹是在______力或__溶剂___的作用下产生的，银纹内部存在__________，其方向与外力方向_________。

18、在交变应力（变）的作用下，应变_____于应力一个相角δ的现象称为滞后，δ的范围在________，δ的值越小，表明材料的弹性越______。

19、相比于脆性断裂，韧性断裂的断裂面较为___，断裂伸长率较_____，并且在断裂之前存在_____屈服____。

20、假塑性流体的粘度随应变速率的增大而____,___，用幂律方程表示时，n__________1。

21、聚合物熔体的弹性响应包括有___,______，__________、与_________等。

22、kelvin模型是模拟_____聚合物的___________过程的___________模型，其基本运动方程为___________。

23、材料的疲劳过程是材料中的扩展过程。

材料发生疲劳断裂所需经受的应力循环次数称为材料的。

24、表示材料抵抗变形的能力，它的大小用弹性模量来衡量，也即应力应变图中直线的斜率。

斜率越大，，俗称越硬。

25、断裂时的应力高低表示材料的强度。

强度表示固体材料对，也即阻止它的断裂或阻止它的。

在脆性断裂时则为阻止破裂的最大应力。

26、韧性断裂时，断裂面与，断裂表面粗糙，有明显的屈服（塑性变形、流动等）痕迹，。

27、橡胶达溶胀平衡时，交联点之间的相对分子质量越大，高聚物的体积分数越，越利于溶胀。

28、聚合物流体一般属于，粘度随着剪切速率的增大而，用幂律方程表示时，则n1（大于、小于、等于）。

29、通常假塑型流体的表观粘度（大于、小于、等于）其真实粘度。

30、聚合物相对分子质量越大，则熔体粘度越；对相同相对分子质量的聚合物而言，相对分子质量分布越宽，则熔体的零切粘度越。

31、聚合物熔体的弹性响应包括有，与

。

32、PVC与HDPE相比，其Tg、柔顺性、σt、流动性。

33、聚合物样品在拉伸过程中出现细颈是的标志，细颈的发展在微观上是分子中链段或晶片的过程。

34、银纹的密度约为本体的，银纹中分子链于银纹的长度方向，加热退火会使银纹。

35、相比于脆性断裂，韧性断裂的断裂面较为，断裂伸长率较，并且在断裂之前存在。

36、随应变速率的增加，高分子材料的脆韧转变温度将。

37、聚合物静态粘弹性现象主要表现在和。

38、理想弹性体的应力取决于，理想粘性体的应力取决于。

39、粘弹性材料在交变应变作用下，应变会应力一个相角δ，且δ在

范围之内，δ