高分子物理习题册(8)(5)

2019-06-11 21:15

例8-32 对非晶高分子,升温到Tg以上的模量比玻璃态时的模量小3个数量级,根据Tg附近模量的松弛谱和它的温度依赖性,推断从Tg要升高到多少温度? 解:根据Rouse模型,松弛模量

,模量小3个数量级,则松弛时间谱的数量级变化为

。用WLF方程换算

=27℃

即在Tg以上约30℃

例8-33 25℃下进行应力松弛实验,聚合物模量减少至105N/m3需要107h。用WLF方程 计算100℃下模量减少到同样值需要多久?假设聚合物的Tg是25℃。

解:

例8-34 一PS试样其熔体黏度在160℃时为102Pa·s,试用WLF方程计算该样在120℃时的黏度. 解:根据WLF方程

又有

例8-35 已知某材料的,问:根据WLF方程,

应怎样移动图8-26中的曲线(即移动因子)才能获得100℃时的应力-松弛曲线。

解:

图8-26 某材料的lg E~lg t曲线

例8-36 聚异丁烯的应力松弛模量,在25℃和测量时间为1h下是3×105N·m-2它的时—温等效转换曲线估计;

(1)在-80℃和测量时间为1h的应力松弛模量为多少?

(2)在什么温度下,使测定时间为10-6h,与-80℃测量时间为1h,所得到的模量值相同? 解

(1) 由PIB的时—温等效转换曲线(图8—27)查到,在-80℃和测量时间为1h下,

,即

N·m-2

(2)已知PIB的℃,应用WLF方程和题意

图8-27 PIB的时-温等效转换应力松弛曲线 由题意,在10-6h测得同样的

的温度为

,两种情况下有相同的移动因子

K

例8-37 表8-4给出了聚醋酸乙烯在各种频率f和温度T下的动态剪切柔量J2的对数值,表中J2的单位是Pa-1。根据这些数据绘出70℃的叠合曲线频率谱(即master curve)并计算当Tg=30℃,C1=17.4,C2=52K时WLF方程的位移因子为多少?

表8-4 聚醋酸乙烯在各种频率f和温度T下的动态剪切柔量J2的对数值

f(H2) 90℃ 80℃ 70℃ 60℃ 55℃ 50℃ 43 -5.83 -6.19 -6.81 95 -6.00 -6.41 --7.20 206 -6.16 -6.64 -7.51 -8.36 -8.60 406 -6.35 -6.89 -7.77 -8.52 -8.71 -8.87 816 -8.13 -8.61 -8.77 -8.91 1030 -6.64 -7.31 -8.16 2166 3215 4485 -7.58 -8.33 -8.72 -8.84 -8.95 -8.76 -8.85 -8.94 -8.50 -8.80 解:首先在同一张坐标纸上将每一个温度下的所有的logJ2值对logf作图,如下面的图8-28(a)。位移因子然后可以估算出来,然后对每一个温度重新推算出logf值。用新的logf值作出每一个温度的新的logJ2~logf曲线,从而给出近似的叠合曲线。调节位移因子使每一个温度的曲线能拼接得更好。

(a) (b)

图8-28 聚醋酸乙烯在70℃的叠合曲线频率谱

图8-28(b)是用表8-5中的第二列位移logaT绘制的叠合曲线。从WLF方程计算的位移因子列于下表的第三行,这是按Tg=30℃理论上算出来的值,它必然与实际Tg=70℃为参考温度导出的位移因子相差一个恒定的量,这个量就等于表中第三行减去第二行,各温度都有近似7.6的值。 表8-5 叠合曲线的有关数据

T(℃) 90 80 70 60 55 50 logaT 1.65 0.95 0.0 -1.05 -1.7 -3.0 9.32 8.53 7.57 6.37 5.65 4.83

例8-38 今有一种在25℃恒温下使用的非晶态聚合物.现需要 评价这一材料在连续使用十年后的蠕变性能.试设计一 种实验,可以在短期内(例如一个月内)得到所需要的数 据.说明这种实验的原理、方法以及实验数据的大致处 理步骤.

解:原理:利用时-温等效转换原理; 方法:在短期内和不同温度下测其力学性能 数据处理:利用WLF方程求出移动因子时刻得力学性能。

例8-39 可以将WLF方程写成适用于任意便利的温度做参考温度,方程保留原来形式但常数C1和C2值必须改变.利用C1和C2的普适值,计算以Tg+50℃为参考温度的C1和C2值.

并画出叠合曲线,则从叠合曲线上,便可查找十年后任一

解:令

————(1)

————(2)

(1)式减(2)式

*例8-40 Doolittle方程把流体黏度与自由体积分数联系起来,。如果

(1)推导WLF方程的系数(2)实验测得解:(1)

和,

(取

,已知

,计算Tg时的自由体积分数。

进行时温等效平移,即改变时间使不同温度下有相同的模量∴

————(1)

已知∵

————(2)

∴ ————(3)

将(1)、(2)式代入(3)式

令,


高分子物理习题册(8)(5).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:电力系统分析习题集及答案

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: