聚合物流变学复习题参考答案 - 图文

19、相比于脆性断裂,韧性断裂的断裂面较为___粗糙 ,断裂伸长率较___大__,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____减小 ,

___,用幂律方程表示时,n______

小于____1。

8、2、聚合物熔体的弹性响应包括有___熔体的可回复形变 , __包轴效应____,_____不稳定流动_____、 无管虹吸效应 与____挤出胀大效应_____等。

21、kelvin 模型是模拟___交联 __聚合物的_____蠕变______过程的_____线性粘弹性______模型,其基本

运动方程为__ 。

22、材料的疲劳过程是材料中 微观局部损伤 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 疲劳寿命 。

23、 刚性 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, 模量越高,刚性越大 ,俗称越硬。

24、断裂时的应力高低表示材料的强度。强度表示固体材料对 其本身破坏的阻力 ,也即阻止它的断裂或阻止它的 不可逆形变时的最大应力 。在脆性断裂时则为阻止破裂的最大应力。

25、韧性断裂时,断裂面与 主拉伸方向多成45度角 ,断裂表面粗糙,有明显的屈服(塑性变形、流动等)痕迹, 形变不能立即恢复 。

橡胶弹性与 气体 的弹性类似,弹性的本质是 熵 弹性,具有橡胶弹性的条件是 长链 、 足够柔性 与 交联 。橡胶在绝热拉伸过程中 放 热,橡胶的模量随温度的升高而 升高 。 26、橡胶在溶剂中达到溶胀平衡时,相互作用参数X越小,溶胀程度越 大 。

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 小 ,越 有 利于溶胀。

28、聚合物流体一般属于 假塑性流体 ,粘度随着剪切速率的增大而 减小 ,用幂律方程表示时,则n 小于 1(大于、小于、等于)。

29、通常假塑型流体的表观粘度 小于 (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 大 ;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 大 。

31、聚合物熔体的弹性响应包括有 可回复的切形变 , 法向应力效应 与 挤出物胀大 。 32、PVC与HDPE相比,其Tg 较高 、柔顺性 较差 、σt 较大 、流动性 较差 。

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

34、银纹的密度约为本体的 50%(或40%) ,银纹中分子链 垂直 于银纹的长度方向,加热退火会使银纹 消失 。

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

36、随应变速率的增加,高分子材料的脆韧转变温度将 降低 。 37、聚合物静态粘弹性现象主要表现在 蠕变 和 应力松弛 。

38、理想弹性体的应力取决于 应变 ,理想粘性体的应力取决于 应变速度 。

39、粘弹性材料在交变应变作用下,应变会 落后 应力一个相角δ,且δ在 0~π/2 范围之内,δ的

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值越小,表明材料的弹性越 好 。

40、在交变应变的作用下,材料的 储能 模量与应变同相, 损耗 模量与应变的相差为 π/2 。 41、Maxwell模型是一个粘壶和一个弹簧 串 联而成,适用于模拟 线性 聚合物的 应力松弛 过程;Kevlin模型是一个粘壶和一个弹簧 并 联而成,适用于模拟 交联 聚合物的 蠕变 过程。 42、松弛时间为松弛过程完成 63.2% (或1- 1/e) 所需的时间,温度越高,高分子链运动的松弛时间越 短 。

43、松弛时间τ的物理意义是 松弛过程完成63.2% 所需要的时间 ,τ值越小,表明材料的弹性越 差 。

44、根据时温等效原理,将曲线从高温移至低温,则曲线应在时间轴上 右 移。 45、聚合物的松弛行为包括 应力松弛 、 蠕变 、 滞后 和 内耗 。 46、高分子链的柔顺性增加,聚合物的Tg 减少 、Tm 减少 、Tf 减少 、 Tb 增加 、结晶能力 增加 、溶解能力 增加 、粘度 增加 、 结晶速率 增加 。

47、随着聚合物的柔顺性增加,链段长度 减小 、刚性比值 减小 、无扰尺寸 减小 、极限特征比 减小 。

48、增加温度,聚合物的σt 减小 、σi 增加 、粘度 减小 、柔顺性 增加 、τ 减小 、蠕变 增加 。

49、取向可使聚合物在取向方向上的σt 增加 、σ

i

增加 、E 增加 ,断裂伸长率 增加 、

可使聚合物的结晶度 增加 、高分子液晶相的流体在取向方向上的粘度 减小 、流动性 减小 。 50、随着聚合物的相对分子质量增加,聚合物的σ

t

增加 、σi 增加 、硬度 增加 、Tg(临界相

对分子质量之前) 增加 、Tf 增加 、Tm 增加 、粘度 增加 、熔融指数 减小 、结晶速率 减小 、熔解性 减小 、可加工性 减小 、柔顺性 增加 。

51、分子作用力增加,聚合物的Tg 增加 、Tf 增加 、粘度 增加 、柔顺性 减小 、内耗 增加 。

52、适度交联可使聚合物的Tg 增加 、Tf 增加 、流动性 减小 、结晶度 减小 、应力松弛 减小 、蠕变 减小 。

53、结晶度提高,聚合物的σt 增加 、σi 减小 、硬度 增加 、断裂伸长率 减小 、密度 增加 、耐热性能 增加 、透光性 减小 。

54、链段长度增加表明聚合物的刚性 增加 、均方末端距 增加 、应力松弛 减小 、蠕变 减小 、流动性 减小 、Tg 增加 、Tf 增加 、 Tm 增加 。

55、增塑可使聚合物的Tg 降低 、Tf 降低 、Tm 降低 、σt 降低 、σi 提高 、?% 提高 、η 降低 、柔顺性 提高 、流动性 提高 。

56、银纹是在 张力 或 溶剂 的作用下产生的,银纹内部存在 银纹质(微纤) ,其方向与外力方向 平行 。

57、相对于脆性断裂,韧性断裂的断裂面较为 粗糙 ,断裂伸长率较 长 ,而且断裂之前存在 屈服 。

58、大多数聚合物熔体属 假塑性 流体,,其n值为 <1 ,表明它们具有 剪切变稀 特

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性。

59、根据时温等效原理,可以在较高温度下,较短时间内观察刀的力学松弛现象,也可以在 低 温度下, 长 时间内观察到。

60、可以用时温等效原理研究聚合物的粘弹性,是因为高聚物的分子运动是一个与 时间和温度 有关的 松弛 过程。

五、判断题(每题1分,共15分)

1、作为超音速飞机座舱的材料——有机玻璃,必须经过双轴取向,改善其力学性能。( √ ) 2、为获得既有强度又有弹性的粘胶丝,在纺丝过程须经过牵伸工序。( √ )

3、溶液的粘度随温度的升高而下降,高分子溶液的特性粘数在不良溶剂中随温度升高而升高。( √ ) 4、对于非极性高聚物,溶剂的溶度参数δ1与高聚物的δ2越接近,则溶剂越优良。( √ ) 5、银纹实际上是一种微小裂缝,裂缝内密度为零,因此它很容易导致材料断裂。( × ) 6、分子间作用力强的聚合物,一般具有较高的强度和模量。( √ ) 7、增加外力作用频率与缩短观察时间是等效的。( √ )

8、两种聚合物共混后,共混物形态呈海岛结构,这时共混物只有一个Tg。(× ) 9、τ-γ曲线上任一点的斜率dτ/dγ定义为该点的表现粘度。( × ) 10、高聚物熔体的剪切粘度在牛顿区都相等。( √) 11、同一高聚物,在不同温度下测得的断裂强度不同。(√ )

12、脆性破坏是发生在屈服点之前,断裂表面光滑;延性破坏,发生在屈服点之后,断裂表面粗糙。( √) 13、交联高聚物的应力松弛现象,就是随时间的延长,应力逐渐衰减到零的现象。(× ) 14、聚合物在橡胶态时,粘弹性表现最为明显。( ×) 15、在室温下,塑料的松弛时间比橡胶短。( ×) 16、除去外力后,线性聚合物的蠕变能完全回复。(× )

17、晶态聚合物处于Tg以上时,链段就能运动,处于Tf以上时,整个分子链也能运动。( ×) 18、高聚物在室温下受到外力作用而发生变形,当去掉外力后,形变没有完全复原,这是因为整个分子链发生了相对移动的结果。( √)

19、作为塑料,其使用温度都在玻璃化温度以下;作为轮胎用的橡胶,其使用温度都在玻璃化温度以上。( √)

20、大多数聚合物熔体在任何条件下都是假塑性的,不符合牛顿定律。( ×)

21、温度由低变高,材料的宏观断裂形式由脆性变为韧性;应变速度由慢变快,宏观断裂形式又由韧性变为脆性。( √)

22、分子链支化程度增加,使分子间的距离增加,因此高聚物的拉伸强度增加。( ×) 23、随着聚合物结晶度增加,抗张强度和抗冲强度增加。(× )

24、同一个力学松弛现象,既可以在较高的温度、较短的时间内观察到,也可以在较低的温度、较长的时间内观察到。( √)

25、高聚物在应力松弛过程中,无论线形还是交联聚合物的应力都不能松弛到零。( ×) 26、Kelvin模型可用来模拟非交联高聚物的蠕变过程。( ×)

27、应变随时间变化跟不上应力随时间变化的动态力学现象称为蠕变。(× )

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28、汽车行驶时外力能够促进轮胎中的天然橡胶结晶,从而提高了轮胎的强度。(√ )

29、分子构造对性能十分重要,短支化链可降低结晶度,长支化链则会改善材料的流动性能。( ×) 30、橡胶形变时有热效应,在拉伸时放热,而在压缩时吸热。( √)

31、根据时温等效原理,降低温度相当于延长时间,所以外力作用速度减慢,聚合物的Tg就越低。(√ ) 32、在应力松弛实验中,胡克固体的应力为常数,牛顿流体的应力随时间而逐步衰减。( ×) 33、聚合物在橡胶态时的运动单元是链段。(√ )

34、由于橡胶的泊松比接近0.5,因此形变过程中体积不变。( √) 35、WLF方程适用于非晶态聚合物的各种松弛过程。( √)

36、热塑性塑料的使用温度都在Tg以下,橡胶的使用温度都在Tg以上。( √) 37、Boltzmann叠加原理不适用于结晶聚合物。( √)

38、发生脆性断裂时,断裂表面较光滑或略有粗糙,断裂面垂直于主拉伸方向,试样断裂后,其截面积基本不变,残余形变很小。( √)

39、发生脆性断裂的条件是材料的脆性断裂强度低于其屈服强度。而发生韧性断裂其断裂强度可低于或高于其屈服强度。( √)

40、从微观讲,在应力超过屈服应力后,应力已足以克服链段运动所需克服的势垒,链段开始运动,甚至发生分子链之间相互滑移,即流动,此时材料发生了屈服。( √)

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