橡胶快速拉伸会放热;挤出胀大等。
减少橡胶的粘性:适度交联。
大挤出成型中减少成型制品中的弹性成分:提高熔体温度;降低挤出速率;增加口模长径比;降低分子量,特别要减少分子量分布中的高分子量尾端。
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。
第一牛顿区:低剪切速率时, 缠结与解缠结速率处于一个动态平衡, 表观粘度保持恒定, 定为?0, 称零切粘度, 类似牛顿流体。 幂律区(假塑区):剪切速率升高到一定值, 发生构象变化,解缠结速度快, 再缠结速度慢, 流体表观粘度?a随剪切速率增加而减小, 即剪切稀化, 呈假塑性行为。为熔体成型区。
第二牛顿区:剪切速率很高时, 缠结全部破坏, 再缠结困难, 缠结点几乎不存在, 表观粘度再次维持恒定(达最低值), 称牛顿极限粘度??, 又类似牛顿流体行为。
13.熔融指数与相对分子质量有什么关系,简述之。
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解:高聚物相对分子质量大小对其黏性流动影响极大。相对分子质量增加,使分子间的作用力增大,显然会增加它的黏度,从而熔融指数(MI)就小。而且相对分子质量的缓慢增大,将导致表观黏度的急剧增加和MI的迅速下降。表6-5可见,对LDPE,相对分子质量增加还不到三倍,但是它的表观黏度却已经增加了四、五个数量级,MI也就降低了四、五个数量级。
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。
聚合物熔体和溶液的普适流动曲线将流体流动分为三个区域,第一牛顿区,假塑性区和第二牛顿区。从该曲线可以看出各区内剪切粘度与剪切速率的关系。 第一牛顿区:低剪切速率时, 缠结与解缠结速率处于一个动态平衡, 表观粘度保持恒定, 定为?0, 称零切粘度, 类似牛顿流体。
剪切速率升高到一定值, 发生构象变化,解缠结速度快, 再缠结速度慢, 流体表观粘度?a随剪切速率增加而减小, 即剪切稀化, 呈假塑性行为。为熔体成型区。
剪切速率很高时, 缠结全部破坏, 再缠结困难, 缠结点几乎不存在, 表观粘度再次维持恒定(达最低值), 称牛顿极限粘度??, , 又类似牛顿流体行为。
16.为什么高聚物的流动活化能与相对分子质量无关?
解:根据自由体积理论,高分子的流动不是简单的整个分
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子的迁移,而是通过链段的相继跃迁来实现的。形象地说,这种流动类似于蚯蚓的蠕动。因而其流动活化能与分子的长短无
E??A?e关。
aRT,由实验结果可知当碳链不长时,Ea随碳数的增
加而增加,但当碳数>30时,Ea不再增大,因此聚合物超过一定数值后,Ea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.
解:汽车高速行驶时,作用力频率很高,Tg上升,从而使橡胶的Tg接近或高于室温。内胎处于玻璃态自然易于爆破。
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。
1Re<2000 层流 Re>4000 湍流 2如正常操作的挤出机中,塑料熔体沿螺杆螺槽向前流动属稳定流动 如在注射模塑的充模过程中,塑料熔体的流动属于不
稳定流动
3塑料成型的实际条件下,聚合物熔体的流动一般都呈现非等温状态.一是由于成型工艺有要求将流程各区域控制在不同的温度下;二是粘性流动过程中有生热和热效应
4质点速度仅沿流动方向发生变化
质点速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化 5如运转滚筒表面对流体的剪切摩擦而产生流动。压延
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成型片材等即为拖曳流动
塑料熔体注射成型和挤塑成型等,在流道内的流动属于压力梯度引起的剪切流动
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。
1凡流体在输送通道中流动时,流动状态都随时间而变化的流动。
2波浪形 鲨鱼皮形 竹节形 螺旋形 不规则破碎形 3PMMA于170℃、同应力下发生不稳定流动,降低剪切应力,提高流动稳定性.
20、解释聚合物熔体离模膨胀原因,简述影响因素。 液体流出管口时,液流的直径并不等于管子出口端直径,对粘弹性聚合物熔体,液流直径增大膨胀。后一种现象称为挤出物胀大. 影响因素: 1)口模长径比L/D一定,剪切速率↑→Le 或B↑。在发生熔体破裂的临界剪切速率 之前有个最大值Bmax,而后B值↓
2)在低于临界 下,温度T↑→Le 或d/D↓。但Bmax随T↑而↑,。
3)在低于发生熔体破裂的临界剪切应力τc下,τ↑,B↑,在高于τc时,B↓
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4)当 恒定时,L/D↑→Le 或B↓;在L/D超过某一
数值时B为常数
5) 离模膨胀随熔体在口模内停留时间t呈指数关系减小。因停留期间高分子的弹性变形得到逐渐恢复,使正压力有效减小
6) 6)分子量 Mn↑→Le或B↑; 分子量分布 分布窄→Le或B↑。 7)非牛顿性 非牛顿指数n↓→Le或B↑。
8)弹性模量E或剪切模量G E或G↑→Le或B↓。
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。
影响因素: 1)模头流道流线化; 2)出口流道的横截面积; 3)螺杆转速; 4)口模定型区的温度;
5)聚合物分子量和聚合物熔体粘度; 6)外润滑剂。
聚合物在加工过程中流动会出现不稳定现象 ,其根源是高分子的长链在分子水平上缠结 ,导致高粘、慢松弛和高法向应力[1] ,当剪切速率超过临界剪切速率时 ,挤出物表面变得粗
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