糙、失去光泽、粗细不均和扭曲 ,成为波浪形、竹节形或周期性螺旋形 ,在极端严重的情况下 ,甚至会断裂成为形状不规则的碎片或圆柱 ,即出现熔体破裂现象。聚丙烯 (PP)在发泡成型过程中 ,常因挤出物发生“熔体破裂”而使发泡失败。熔体破裂现象对发泡体的表观质量和泡体结构影响巨大
22、高聚物熔体产生弹性效应的本质是什么?
高聚物熔体在外力作用下进行粘性流动,流动的同时会伴随一定量的高弹形变,这部分高弹形变是可逆的,外力消失以后,高分子链又蜷曲起来,因而整个形变要恢复一部分。
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?
(入口效应 法向应力效应,挤出胀大效应,不稳定流动和熔体破裂现象、无管虹吸效应 法向应力 效应
高聚物在孔内流动时,由于切应力的作用,表现为法向应力效应,法向应力差产生的弹性形变在出口模后回复,因而挤出物胀大L/R较大(即管子较长)时。
粘性流体σ11=σ22 ,无弹性行为,出口流体缩小变细。 粘弹性流体σ11-σ22 >0,出口流体膨胀,压力差越大,膨胀比越大。
不稳定流动和熔体破裂现象实验表明,高分子熔体从口模挤出时,当挤出速率(或剪切应力)超过某一临界剪切速率 (或
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临界剪切应力τc),容易出现弹性湍流,导致流动不稳定,挤出物表面粗糙,失去光泽,类似于橘子皮。随挤出速率进一步增大,先后出现波浪形、鲨鱼皮形、竹节形、螺旋形畸变,最后导致完全无规则的熔体破裂。
挤出胀大现象是高分子液体具有弹性的典型表现。从弹性形变角度看,熔体在进入口模前的入口区受到强烈拉伸作用,发生弹性形变。这种形变虽然在口模内部流动时得到部分松弛,但由于高分子材料的松弛时间一般较长,直到口模出口处仍有部分保留,于是在挤出口模失去约束后,发生弹性恢复,使挤出物胀大。
无管虹吸效应该现象也与高分子液体的弹性行为有关。液体的这种弹性使之容易产生拉伸流动,拉伸液流的自由表面相当稳定,因而能够产生稳定的连续拉伸形变,具有良好的纺丝和成膜能力。 24、何为挤出胀大现象?举例说明减少胀大比的措施。 ①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。
②挤出温度升高,或挤出速度下降,或体系中加入填料而导致高分子熔体弹性形变减少时,挤出胀大现象明显减轻,从而使胀大比减少。
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)
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1、Maxwell 模型可以模拟:( A )
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:( D ) 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:( D )
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:( C )
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:( B )
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:( D )
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:( D )
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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
9、下列聚合物中刚性因子最大的是:( B )
A.聚乙烯 B. 聚丙烯腈 C. 聚氯乙烯 D. 聚丙烯
11、3.4次方幂律适用于( C )。
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
12、已知[η]=KM,判断以下哪一条正确( C )。 A、M
η
=Mn B、Mη
=Mw
C、Mη=Mn= MZ=Mw
13、高聚物为假塑性流体,其粘度随剪切速率的增加而( B )。 C、不变
16、下列材料哪种更易从模头挤出( A )。 C、牛顿流体
17、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 )。 C、大于5cm
18、聚合物挤出成型时,产生熔体破裂的原因是( A )。
A、增加 B、减少
A、假塑性材料 B、胀塑性材料
A、小于5cm B、5cm
A、熔体弹性应变回复不均匀 B、熔体粘度过小
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C、大分子链取向程度低
19、高聚物滞后现象的发生是什么原因( A )。
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
20、以下哪种现象可用聚合物存在链段运动来解释( B )。 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
21、粘弹性表现最为明显的温度是( B )。 C、Tf附近
22、聚合物熔体的爬杆效应是因为( B )。 C、粘流
23、3.4次方幂律是反映以下什么与相对分子质量的关系( B )。 C、玻璃化转变温度
24、以下哪个过程与链段运动无关( C )。 C、Tb(脆化点)
25、对于假塑性流体,随着剪切速率的增加,其表观粘度( C )。
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A、﹤Tg B、Tg附近
A、普弹形变 B、高弹形变
A、溶液粘度 B、零剪切粘度
A、玻璃化转变 B、巴拉斯效应