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11.聚合物熔体的流动行为有哪些？（郑治公）假塑性：此种流体的流动曲线是非线性的，剪切速率的增加比剪切应力增加的快，并且不存在屈服应力。流体特征是黏度随剪切速率或剪切应力的增大而降低，此种流体称为剪切变稀的流体。涨塑性：此种流体的流动曲线是非线性的，剪切速率的增加比剪切应力增加的慢，并且不存在屈服应力。流体特征是黏度随剪切速率或剪切应力的增大而升高，此种流体称为剪切增稠的流体。宾汉流体：是指当所受的剪切应力不超过屈服应力y时，表现出线性弹性响应，只发生虎克变形；当所受剪切应力超过y时，发生线性粘性流动，遵循牛顿定律的流体，亦称为塑形流体。触变性：剪切速率保持不变，黏度随时间而减小，或所需的剪切应力随时间减少的流体称为触变性流体。触变性描述的是具有时间依赖性的假塑性流体的流动行为。震凝性：剪切速率保持不变，黏度随时间而增大，或所需的剪切应力随时间增大的流体称为震凝性流体，亦称为反触变流体。震凝性描述的是具有时间依赖性的胀塑性流体的流动行为。2.聚合物加工中的形变种类有哪些？拉伸取向和剪切取向有何区别？（曹淑言）形变种类：答：普弹性变：（玻璃态下）普弹形变是外力作用下，链长和键角的变化中晶格的变形扭曲而致，撤去外力形变就能恢复，形变量小。高弹性变：链段运动，大形变，大模量，形变一定时间可恢复。粘流形变：高分子链发生质心位移，形变大，模量小，不可恢复。1）剪切流动取向：聚合物熔体或浓溶液中的分子链、链段或几何形状不对称的固体粒子在剪切流动时沿剪切流动的运动方向排列的现象称为剪切流动取向。2）拉伸取向：聚合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用时沿受力方向作定向排列的现象称为拉伸取向。如果受一个方向作用力引起的结构单元只朝一个方向取向为单轴拉伸取向。如果同时受两个相互垂直的作用力引起的取向结构单元朝两个方向取向称双轴拉伸取向。拉伸取向的类型：高弹拉伸、塑性拉伸和黏性拉伸。区别：作用一个是拉伸应力一个是剪切应力，拉伸取向的应力范围是有限的，而剪切取向在宽广的应力范围里永远存在的。长径比大于6可消除1）在剪切流动取向情况下，一方面由于在成型管道或型腔中沿垂直于流动方向上各不同部位的流动速度不相同，存在速度梯度，蜷曲的分子链受到剪切力的作用，将沿流动方向舒展伸直和取向；另一方面，由于熔体温度很高，分子热运动剧烈，也存在解取向作用。因成型制品各部位流动速度的差异和冻结时各部位的温度不同，造成如挤出管材到中心部位取向度并不相同。2）拉伸取向分为非晶态高分子的取向和晶态高分子的取向。非晶态高分子的取向包括链段的取向和大分子链的取向两个部分，两个过程同时进行，但速率不同。主要是受高弹拉伸、塑性拉伸或黏性拉伸所致。结晶性高分子的拉伸取向包括晶区的取向和非晶区的取向，两个过程同时进行，但速率不同，晶区取向发展较快，非晶区取向发展较慢，在晶区取向达到最大时，其才达到中等程度。晶区取向包括晶区的破坏、链段的重排和重结晶以及微晶的取向等，还伴随着相变发生。随着拉伸取向的进行，结晶度会有所提高。3.临界分子量、缠结分子量、分子量分布对聚合物成型加工的影响？（陈宇）答：①分子量对聚合物黏度的影响可用下式表示：2当平均分子量小于临界缠结分子量时，聚合物的粘度与分子量基本成正比关系，分子间相互作用较弱。一旦分子量大到分子链间发生相互缠结，分子链间的相互作用因缠结而突然增强，则聚合物粘度将随分子量的3.4次方迅速增加。②在平均分子量相同时，熔体粘度随分子量分布增宽而迅速降低。分子量分布窄的聚合物在较宽的剪切速率范围内流动时，其熔体粘度对温度变化的敏感性比分子量分布宽的聚合物大。分子量分布对高分子材料的加工与使用有着显著的影响：a.对塑料而言,塑料的分子量依据产品的要求,变动范围较大,但窄分布对加工和性能都有利，因为存在少量低分子量级分的分子能起内增塑的作用。b.对橡胶而言,平均分子量一般都很大,为保证制品强度,常以分子量分布宽一些为宜，这样可改善流动性而有利于加工。但也不宜过宽,因为低分子量级分过多,橡胶混炼时易粘辊。c.对合成纤维而言,因其平均分子量较小,分子量分布以窄为宜。若分布宽,小分子的组分含量高,这对纺丝性能和机械强度都不利。——摘自《高分子流变学基础》P57-60+百度4.聚合物流体的流动与剪切速率之间有何关系？是什么原因导致的？（戴英俊）答：凡是影响高分子流层之间内摩擦的因素，都会影响高分子流体的流动。对于高分子流体最直观的影响，就在于体系的黏度对这些因素具有不同程度的依赖性。剪切速率与流体流动的关系，实际上是剪切速率对黏度的影响。（聚合物流变学p57）①假塑性流体剪切速率与黏度有如下关系Ⅰ：第一牛顿区，低剪切速率下，黏度不变。Ⅱ：第二牛顿区，剪切速率达到某值，黏度随剪切速率增大而减小。Ⅲ：第三牛顿区，剪切速率很高，但黏度不再改变。原因：一般认为，分子量超过某一临界值后，分子链间可能因相互作用形成链间瞬态物理交联，这些物理交联点在分子运动作用下处于不断解体与重建的动态平衡中。物理交联点的解体与重建对于黏度的贡献具有相反的作用。Ⅰ：在低剪切速率下，物理交联点破坏很少，其重建等于解体，黏度不变。Ⅱ：剪切速率达到一定值，物理交联点破坏速度大于重建，黏度开始下降，出现假塑性。3Ⅲ：当剪切速率继续增加到物理交联点被破坏完全来不及重建，黏度达到最小值。②胀塑性流体剪切速率和黏度的关系黏度随剪切速率增大而增大原因：一般认为，胀塑性聚合物是悬浮体系，当剪切应力不大时，粒子是分开的；剪切应力大时，粒子被搅在一起，虽然这种结合并不稳定，但却大大增加了流动的阻力。剪切速高，粒子结合速率越大，阻力也越大③宾汉流体原因:以填充聚合物体系为例，在静止时，由于极性键间的吸引力、分子间力，氢键等强相互作用，会形成分子链间或粒子间的凝胶或三维网状结构。这些网络结构的存在使它们在受较低应力是像固体一样，只发生弹性形变，当外力超过某个临界值后，网络结构被破坏，固体便屈服转化成液体，并且存在三类塑性流动，与上述①②塑性流体流动原理类似。（聚合物流变学p29~31）5.聚合物熔体的粘度变化特征有哪些？温敏性和热敏性是如何定义的？（丁昆山）⑴剪切速率的影响：具有非牛顿行为的聚合物熔体，其黏度随剪切速率的增加而下降。在高剪切速率下熔体黏度比低剪切速率下的黏度小几个数量级。⑵温度的影响：随着温度的升高，聚合物分子间的相互作用力减弱，熔体的黏度降低，流动性增大。4⑶压力的影响：体积压缩必然引起自由体积减少，分子间距离减小，将导致流体的黏度增加，流动性降低。⑷分子结构的影响：①相对分子质量(Mr)：Mr越大，流动性差，黏度较高；②相对分子质量分布(MWD)：聚合物在相对分子质量相同情况下，MWD宽的聚合物流动性好，黏度小；③支化：在相对分子质量相同时，支化聚合物的黏度比线形聚合物的黏度要小。（长链支化对熔体黏度影响较复杂，可看书P133）。⑸添加剂的影响：①增塑剂：加入增塑剂会降低成型过程中熔体的黏度；②润滑剂：聚合物中加入润滑剂可以改善流动性；③填充剂：填充剂的加入，一般会使聚合物的流动性降低。温敏性：温敏性高分子材料是指对温度刺激具有响应性的智能型材料。(PPT和书上都没看到)热敏性：热敏性高分子材料是指达到某一温度，某些性能会发生极大的变化的材料。(PPT和书上都没看到)6.为什么聚合物的粘度被称为结构粘度？（周华）聚合物的粘度受链结构与极性、相对分子质量及其分布和聚合物的组成等支配，分子间作用力大、极性大、刚性分子链、支链结构都使聚合物粘度增大，这些都属于聚合物的结构，所以聚合物的粘度被称为结构粘度。7.聚合物在成型加工中有哪些有利和不利的变化？（葛银彪）有利变化：（1）交联：聚合物经适度交联后，其力学强度、弹性、尺寸稳定性、耐溶剂性等均有改善。交联常被用于聚合物的改性。（2）取向：取向结构对材料的力学、光学、热性能影响显著。（3）结晶（4）塑料降解不利变化：（1）焦化：有机物质碳化变焦的过程（2）分解8.什么是聚合物熔体流动的巴拉斯效应？对聚合物加工有何影响？如何消除？（巩敏东）答：（1）巴勒斯效应：当聚合物熔体从口模挤出时，挤出物尺寸大于口模尺寸、截面形状也发生改变的现象，称之为挤出胀大、出口膨胀或离模膨胀。挤出胀大主要是由被拉伸的大分子链的弹性记忆特性所致，聚合物熔体具有的这种记忆特性称之为巴拉斯效应（Barus效应）P105（2）聚合物熔体在加工中进入口模时，受到强烈的拉伸和剪切形变，这些形变在口模中只有部分的到松弛，剩余部分在挤出后发生弹性回复，从而出现挤出胀大现象。（3）可通过牵引拉伸消除。9.影响聚合物熔体流动的巴拉斯效应的因素有哪些？（顾健）1.当口模的长径比一定时，膨胀比B随剪切速率的增加而增大，并在发生熔体破裂的临界剪切速率之前有个最大值，而后的B值下降。2.在低于临界剪切速率的一定剪切速率下，离模膨胀比B随温度的升高而降低，但最大膨胀比随温度的升高而增加;对有些特殊材料，如PVC，膨胀比B随温度升高而增大。3.在低于发生熔体破裂的临界剪切应力之下，膨胀比B随着剪切应力的增大而增大；在高于临界剪切应力的情况下，膨胀比B随着剪切应力的增大而减小；但在低于临界剪切应力的很小的剪切应力时，膨胀比B与温度无关。4.剪切速率恒定时，离模膨胀比B随口模长径比L/D的增大而降低。当长径比超过某一数值时，膨胀比B为常数；5.离模膨胀随熔体在口模内停留时间呈指数关系地减小。6.离模膨胀随聚合物的品种和结构不同而异。聚合物的相对分子质量分布对膨胀比也有影响。57.离模膨胀与口模入口的几何形状无关。10.聚合物熔体粘度测量方法有哪些？（周进）毛细管型流变仪，旋转型流变仪，混炼机型流变仪，拉伸流变仪。11.机头和口模的作用？（郝志行）机头是口模与料筒的过渡连接部分，口模是制品的成型部件，通常机头和口模是一个整体，习惯上统称为机头。机头和口模的作用：1.使黏流态物料从螺旋运动变为平行直线运动，并稳定的导入口模而成型。2.产生回压，使物料进一步均化，提高物品质量。3.产生必要的成型压力，以获得结构密实和形状准确的制品。12.拉伸流动和剪切流动的特征有何区别？（胡梦璠）拉伸流动：质点速度仅沿流动方向发生变化的层状稳态流动。可分为单轴拉伸和双轴拉伸。单轴拉伸的特点是一个方向被拉长，其余两个方向则相对缩短，例如合成纤维的拉丝成型。双轴拉伸时两个方向被同时拉长，另一个方向则相对缩小，例如塑料中的中空吹塑。剪切流动：质点速度仅沿与流动方向垂直的方向发生变化的层状稳态流动。按其流动的边界条件可分为拖曳流动和压力流动。由边界的运动而产生的流动称为拖曳流动，如旋转滚筒表面对流体产生剪切摩擦进而形成流动。而边界固定，由外压力作用于流体而产生的流动称为压力流动。如注塑成型时，聚合物熔体在流道内的流动就属于压力梯度引起的剪切流动。13.聚合物有哪些加工行为？（季宇）（1）可挤性：是指聚合物通过挤压作用形变时获得形状和保持形状的能力。研究聚合物的挤出性质能对制品的材料和加工工艺作出正确的选择和控制。如果挤压过程材料的粘度很低，虽然材料有良好的流动性．但保持形状的能力较差；相反，熔体的剪切粘度很高时则会造成流动和成型的困难。材料的挤压性质还与加工设备的结构有关。挤压过程聚合物熔体的流动速率随压力增大而增加，通过流动速率的测量可以决定加工时所需的压力和设备的几何尺寸。（2）可延性：表示无定形或半结晶固体聚合物在一个方向或二个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。材料的这种性质为生产长径比(长度对直径、有时是长度对厚度)很大的产品提供了可能。利用聚合物的可延性，可通过压延或拉伸工艺生产薄膜、片树和纤维。（3）可纺性：是指聚合物材料通过加工形成连续的固态纤维的能力。它主要取决于材料的流变性质，熔体粘度、熔体强度以及熔体的热稳定性和化学稳定性等。作为纺丝材料，首先要求熔体从喷丝板毛纲孔流出后能形成稳定细流。纫流的稳定性通常与由镕体从喷丝板的流出速度v，熔体的粘度η和表面张力γF组成的数群vη/γF有关。FvdL36max（4）可模塑性：是指材料在温度和压力作用下形变和在模具中模制成型的能力。具有可模塑性的材料可通