高分子流变学2009年试卷(A)卷参考答案

一、多项选择（每小题5分，共20分）

1. 高分子熔体弹性的表现主要有：（A B D）

A. 熔体破裂；B. 爬竿效应；C. 剪切变稀；D. 挤出胀大

2. 大分子流动的基本特征为：（A B C）

A. 高分子的流动通过链段的位移而完成；B. 高分子的流动不符合牛顿流体的规律；

C. 高分子流动时伴有高弹流变；D. 高分子与小分子的流动活化能数量级相同

3. 一般来说，剪切流动可以分为：（A B）

A. 拖曳流动；B. 压力流动；C. 塑性流动；D. 屈服流动

4. 提高流动稳定性的措施有：（B C）

A. 降低温度；B. 升高温度；C. 降低剪切速率；D. 提高剪切速率

二、辨析（判断正误，并简要给出合理的理由）：（每小题5分，共20分）

1. 柔性高聚物的粘度对温度有较大的敏感性，而刚性高聚物的粘度则对剪切速率有更大的

敏感性。( )

错，柔性高聚物易于在外力作用下取向，因此对剪切速率更加敏感一些。

2. 要避免HDPE挤出过程出现熔体破裂，尽量加长口模长度。( )

对，加长口模长度，可以使弹性效应减弱，有利于降低熔体破裂。

3. 高聚物发生粘性流动时必然伴随有一定量的不可逆的高弹形变。( )

错，高弹形变是可逆的。

4. 在高聚物成型加工过程中，在分子量相同的情况下，分子量分布比较宽的物料流动性要

好一些。( )

对，分子量分布宽，低分子量部分起到增塑剂作用。

三、简答（每小题5分，共40分）：

1. 采用不同长径比毛细管测定某高聚物熔体的压力降与切变速率之后，如何对剪切应力和

切变速率进行校正，并阐述对其校正的原因 。

1）剪切应力校正：利用虚拟延长毛细管长度的方式来校正；2）剪切速率校正：非牛顿修正，利用(3n+1)/4n方式校正。

2. 为了提高聚合物熔体在加工中的粘度的稳定性，对刚性、柔性链聚合物各应严格控制哪

些工艺条件？

对刚性链，应严格控制加工温度；对柔性链，应严格控制剪切速率。

3. 何为非牛顿指数？刚性和柔性链的聚合物n 值大小如何？

关系式，其中非牛顿指数指的是假定非牛顿流体流动过程符合幂律方程，从而得到 k

n为非牛顿指数。刚性链的非牛顿指数小于1，但接近于1，而柔性链的非牛顿指数较1小得更多。

4. 试简述辊筒表面压力分布的特征及各点的物理意义

压力分布呈接近于正态分布方式，有一个极大值，两个极小值。在x’为- 处达到极大值，为物料受到最大压力，在最小辊距前一段距离上；在x’为+ 处达到其中一个极小值，为物料脱辊处；在x’为 x0处达到另一个极小值，为物料进入辊筒的地方。

5. 在宽广的剪切速率范围内，聚合物流体的剪切应力与剪切速率之间的关系会出现什么样

的变化？

在剪切速率较小时，剪切应力基本上与剪切速率呈正比例变化关系；随着剪切速率增大，剪'n

切应力也随剪切速率增长，但是增长幅度减小；当剪切速率大到一定程度后，剪切应力又会与剪切速率呈现线性关系。

6. 通过哪些通过实验可以直接测量得到的参数计算得到诸如剪切应力、剪切速率等未知且

不可直接测定的参数？举例说明。

剪切应力可以通过测量毛细管流变仪的活塞负载得到，剪切速率可以通过测量活塞运动速度经换算得到。

7. 如何理解随着剪切速率增大，挤出试样的表面粗糙度逐渐增加？

剪切速率增大，熔体弹性表现明显，主要是由于分子链段没有充分的松弛时间，造成熔体破裂现象，挤出试样的表面粗糙度逐渐增加。

8. 螺杆挤出过程中匀化计量段中物料总体积流量如下式所示，试简述式中各项物理意义：

Wv*Wh3 p R 3 pz hQ 212 0 z6 0cos x

第一项：正流量项；第二项：压力反流项；第三项：测向流动损失项

四、计算（每小题10分，共20分）：

1. 一种聚合物熔体在3 MPa压力作用通过直径2 mm长8 mm的等截面圆形管道时测得的

体积流率为0.05 cm3/s，在温度不变的情况下以6 MPa压力降测试时体积流率增大到0.5 cm3/s，试从以上测试结果分析该熔体在圆管中的流动是牛顿型还是非牛顿型。若上题的分析结果表明流动是非牛顿型，试建立表征这种聚合物熔体流动行为的幂律方程。 非牛顿型，因为压力与流量不成正比；

2. 已知PIB 和PE的粘流活化能分别36.97×103J/mol和23.36×103J/mol。若使它们在148.9℃

时的粘度降低一半，则温度各应升至多少度？（假定在γ→0的范围） 根据 Ae E

RT计算可以得到温度分别应该升至178.62 C和197.95 C。