1、第七章 習題一、 概念1、蠕變 2、應力松弛 3、滯后現象與力學內耗 4、時溫等效原理 5、Blotzmann疊加原理 二、選擇答案1、粘彈性是高聚物的重要特征，在適當外力作用下，（ B ）有明顯的粘彈性現象。A、Tg以下很多 B、Tg附近 C、Tg以上很多 D、f附近2、關于WLF方程，說法不正確的為（A）。A、嚴格理論推導公式 B、Tg參考溫度，幾乎對所有聚合物普遍適用C、溫度范圍為TgTg100 D、WLF方程是時溫等效原理的數學表達式3、（C ）模型基本上可用于模擬交聯聚合物的蠕變行為。A、 Flory，B、Huggins，C、Kelvin，D、Maxwell4、（ D ）模型可以用于

2、模擬線性聚合物的應力松弛行為。A、 Flory，B、Huggins，C、Kelvin，D、Maxwell三、填空題1、Maxwell模型可模擬線性聚合物的應力松弛現象，而Kelvin模型基本上可用來模擬交聯聚合物的蠕變行為。2、WLF方程若以Tg為參考溫度，則lg aT= -C1(T-Tg)/C2+(T-Tg) ，WLF方程可定量描述時溫等效原理。根據時溫等效原理，提高試驗拉伸速率，力學損耗將向高溫方向移動。3、聚合物的靜態粘彈性主要表現為應力松弛和蠕變。4、一硫化橡膠試樣在周期性交變拉伸作用下，應變落后于應力變化的現象稱為    滯后 

3、60; 現象，對應于同一應力值，回縮時的應變 大于    拉伸時的應變。拉伸曲線下的面積表示   外力對橡膠所做的拉伸功    ，回縮曲線下的面積表示  橡膠對外所做的回縮功      ，兩個面積之差表示   一個拉伸-回縮循環中所損耗的能量     。 5、聚合物在交變應力下應變落后于應力的現象稱為滯后現象。在每一循環變化中，熱損耗掉的

4、能量與最大儲能量之比稱為力學損耗。四、回答下列問題1、寫出麥克斯韋爾模型、開爾文模型的運動方程。這兩種模型可以模擬什么樣的聚合物的何種力學松弛行為？2、 “聚物的應力松弛是指維持聚合物一恒定應變所需的應力逐漸衰減到零的現象”，這句話對嗎？為什么？3、 畫出固定試驗溫度下，聚合物的內耗與外力頻率的關系曲線，并以松弛的觀點加以解釋和說明。4、 示意畫出聚合物動態粘彈性的溫度譜，說明溫度對聚合物內耗大小的影響。5、 什么是時溫等效原理和WLF方程？它們有何意義？7-2 是從高聚物的松弛特性，討論非晶態高聚物的力學特征？解：高聚物玻璃態時，加應力后普彈形變瞬時完成，保持應力過程中，形變也保持不變，移去

5、應力后，形變迅速恢復，這是松弛時間過長，大分子鏈來不及運動，在實驗條件下，根本觀察不到蠕變現象。在推遲高彈時，加應力后，普彈形變和高彈形變瞬時完成，而后高彈形變隨時間逐漸發展，表現典型的蠕變現象，以除外力后，普彈形變和高彈形變，則隨時間而逐漸減小，但現行高聚物有部分塑性形變，所以殘余一部分不可逆形變。高彈態時，由于松弛間短，加應力后，普彈形變和高彈形變同時發生，蠕變曲線幾乎平行于縱軸，以后線形高聚物中塑性形變不斷發展，解除應力后，這一部分不能恢復。粘流態時，塑性形變隨時間發展，幾乎全是不可逆形變，故解除外力后，不能恢復。7-3討論下述因素對蠕變實驗的影響。 1. 相對分子質量；b.交聯；c.纏

6、結數 解：a.相對分子質量：低于Tg時，非晶聚合物的蠕變行為與相對分子質量無關，高于Tg時，非晶或未交聯的高聚物的蠕變受相對分子質量影響很大，這是因為蠕變速率首先決定于聚合物的黏度，而黏度又決定于相對分子質量。根據3.4次規律，聚合物的平衡零剪切黏度隨重均相對分子質量的3.4次方增加。于是平衡流動區的斜率隨相對分子質量增加而大為減少，另一方面永久形變量也因此減少。相對分子質量較大（黏度較大）蠕變速率較小（圖810）。 b交聯：低于Tg時，鏈的運動很小，交聯對蠕變性能的影響很小，除非交聯度很高。但是，高于Tg時交聯極大地影響蠕變，交聯能使聚合物從黏稠液體變為彈性體。對于理想的彈性體，當加負荷時馬

7、上伸長一定量，而且伸長率不隨時間而變化，當負荷移去后，該聚合物能迅速回復到原來長度。當交聯度增加，聚合物表現出低的“蠕變” （圖810）。輕度交聯的影響就好像相對分子質量無限增加的影響，分子鏈不能相互滑移，所以變成無窮大，而且永久形變也消失了。進一步交聯，材料的模量增加，很高度交聯時，材料成為玻璃態，在外力下行為就像虎克彈簧。 c. 纏結數：已發現低于一定相對分子質量時，黏度與相對分子質量成比例。因為這一相對分子質量相應的分子鏈長已足以使聚合物產生纏結。這種纏結如同暫時交聯，使聚合物具有一定彈性。因此相對分子質量增加時，纏結數增加，彈性和可回復蠕變量也增加。但必須指出聚合物受拉伸，纏結減少，因

8、此實驗時間愈長則可回復蠕變愈小。7-8 25下進行應力松弛實驗，聚合物模量減少至105N/m3需要107h。用WLF方程計算100下模量減少到同樣值需要多久？假設聚合物的Tg是25。 解：7-9 一PS試樣其熔體黏度在160時為102Pa·s，試用WLF方程計算該樣在120時的黏度 解：根據WLF方程 當，得又有五、計算題1、根據WLF方程預計玻璃化溫度測量所用頻率提高或降低一個數量級時，測得的Tg將變化多少度？2、 在頻率為1Hz條件下進行聚苯乙烯試樣的動態力學性能實驗，125出現內耗峰。請計算在頻率1000Hz條件下進行上述實驗，出現內耗峰的溫度。（已知聚苯乙烯Tg=100）3、 以某一聚合物材料作為兩根管子接口法蘭的密封墊圈，假設材料的力學行為可以用Maxwell模型描述。已知墊圈壓縮應變為0.2，初始