曲线题一、
1. 此曲线的名称?线性非晶态高聚物的温度-形变曲线。又称热机械曲线
2.解释Tg的具体含义。玻璃化温度,非晶态高分子的高弹态与玻璃态的相互转化温度。
3.列出相应的转变温度。1.从上图可以看出,线型非晶态高聚物在不太大的恒力作用下,随温度变化它们的形变能力明显地分成三大区域:即玻璃化温度(Tg)以下为玻璃态区;玻璃化温度到粘流温度(Tf)之间为高弹区;粘流温度到分解温度(Td)之间为粘流态区。
Tb:脆化温度;Tg:玻璃化温度;Tf:黏流温度;Td:分解温度
4.三种力学状态的分子运动机理:从分子运动的本质来看,非晶态高聚物的三种物理状态:链段运动被冻结的状态是玻璃态;链段可以自由运动的状态是高弹态,大分子可以相对移动的状态是粘流态。
5.描述该图表示的三种状态和两个转变:三个状态分别是玻璃态、高弹态、黏流态;两个转变分别是玻璃化转变和黏流转变。
6.当高分子在室温条件下处于Tg以下时,可用作 塑料 。
7.在室温条件下处于Tg到Tf之间时,可用作橡胶,降低Tg可 提高 (降低、提高)橡胶的耐寒性。
8. 减小 (增大、减小)分子链柔性的因素会使Tg升高。
9.将图中曲线与低分子物质的曲线进行比较,低分子物质不呈现 高弹 态。
二、.请画出结晶高聚物拉伸过程应力--应变曲线。 1指出图中各点的意义,并指出OY斜率的含义,以及该曲线在纺织行业上的应用
oy表示应力与应变成正比,直线的斜率即为试样的弹性模量。
Y点为屈服点 t为断裂点 Ey为屈服伸长率 Et为断裂伸长率
通过测量绘制织物的应力应变曲线来了解织物的初始模量断裂强度,从而提出修整织物的方法,来获得适合的织物。
2由图可得那些信息(1)由开始近乎直线的斜率得初始模量的大小。2)曲线下的面积得断裂功的大小. 3)εy:屈服伸长率、εt:断裂伸长率、σy:屈服应力、σt:断裂应力,从而判断纤维断裂伸长和抗张强度。 3.份子盐拉伸方向开始取向,微品重排再结晶应发生在 2 段
4.在Ⅱ区中出现一“橡胶平台”,这种现象如何解释:一方面温度升高,分子可运动的链段增多,其形变能力也增大;另一方面,链段的无规热运动能力也增大,使回弹能力增大,增加了形变的阻力
三、试述聚合物机械强度与其相对分子质量的关系
图中A点是初具机械强度的最低分子量,约以
千计。。A点以上机械强度随相对分子质量增大而迅速增大。到达临界点B以后强度的增加逐步减慢,到达C点以后强度不再明显增加。图中A、B、C三点的位置随聚合物的种类而变化。对于分子链间作用力较强的极性聚合物,三点的位置向左移。如聚酰胺,B点对应的聚合度约为150.对于分子链间作用力弱的非极性聚合物,三点的位置向右移。如聚乙烯,B点对应的聚合度约在400以上。 四、用微观角度解释涤纶纤维应力——应变曲线。
ab段是一条直线,应力与应变的关系符合胡克
定律,应变很小,这主要是由于大分子键角与键长在外力作用下发生改变的结果,但分子链和链段都还没有发生运动,试样显示出高的抗拉伸阻力。
在bc段,由于应力的增加,大分子已具有足够的能量并产生屈服,可以克服分子链间的相互作用力而开始做不改变分子链质心的相对位移。与ab段相比,bc段每单位应变所需的应力减小,这是由于随着应力的增加,纤维的松弛时间会相应减小。
在cd段,由于前一段的链段运动,纤维分子沿着拉伸方向取向,大分子将沿着拉伸方向发生质心的相对移动,进一步趋于平行排列,这是形变主要发生在纤维的无定形区。在这个区段,纤维的形变能力降低,应力急剧增加。
在de段,试样已拥有足够的能量,足以克服结晶区内某些分子间作用力,发生第二次塑性流动,直至纤维断裂。
五、写出纤维素的化学结构式并说明纤维素大分子的结构特点
纤维素大分子是由β-D-葡萄糖剩基以1,4-苷键联结而成的。结构式表示如下:
(l)纤维素大分子的基本结构单元是β-D-葡萄糖剩基,各剩基之间以1,4-苷键相联结,相邻两个剩基相互扭转180o,大分子的对称性良好,结构规整,因此具有较高的结晶性能。
(2)纤维素大分子中的每一个葡萄糖剩基(不包括两端)上,有三个自由羟基,其中2,3 位碳原子构成两个仲醇基,6 位碳原子上接一个伯醇基,它们都具有一般醇基的特性。
(3)在结构式中左端的剩基上含有四个自由羟基,而右端的剩基上除三个自由羟
基外,还含有一个潜在醛基。 六.各种流体的流动曲线
曲线1为塑性流体又称宾汉塑性体;曲线2为假塑性流体;曲线3为膨胀流体;曲线4为牛顿型流体
七、(1) 画出棉、羊毛、涤纶的应力应变曲线
A :涤纶 B:羊毛 C:锦纶
羊毛 柔而弱 涤纶 刚而韧 棉 刚而脆 蚕丝 刚而强 。 八、线型高聚物的蠕变曲线
现象及其原因:第一段为普弹形变,当高分子受到外力作用时,分子链内部键长和键角的变化,形变量很小。当外力除去后,形变可立即完全回复。第二段为高弹性变,它通过链段的运动,形变量比普
弹的大,当外力除去后,高弹形变逐渐回复。第三段是塑性形变,它是分子链间的相对滑移,产生了不可逆的形变。当外力去除后,其形变不会回复。